DE914228C

DE914228C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lack-, Farb- oder Metallueberzuegen durch Spritzen, insbesondere unter Anwendung eines elektrostatischen Feldes

Info

Publication number: DE914228C
Application number: DEK3944D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Wolfgang Ferrant
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1944-07-05
Filing date: 1944-07-05
Publication date: 1954-06-28

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lack-, Farb- oder Metallüberzügen durch Spritzen, insbesondere unter Anwendung eines elektrostatischen Feldes Bei dem Spritzverfahren zur Herstellung von Lack-, Farb- oder Metallüberzügen, gleichgültig, ob ein elektrostatisches Feld angewendet wird oder nicht, dient der Luftstrom, der aus der Spritzpistole austritt, einerseits dazu, das in flüssiger Form aufzuspritzende Gut zu zerstäuben, andererseits dazu, das zerstäubte Gut dem mit dem Überzug zu versehenden Gegenstand als Transportmittel zuzuführen. Nachteilig ist hierbei, daß der Luftstrom das aufzuspritzende Gut zum Teil an dem mit dem Uberzug zu versehenden Gegenstand vorbeiführt, weil dadurch ein Teil des aufzuspritzenden Gutes verlorengeht. Bei dem elektrostatischen Farbspritzen ist es bekannt, auf den Luftstrom als Transportmittel ganz zu verzichten und die Zerstäubung beispielsweise ausschließlich durch Zentrifugalkräfte od. dgl. vorzunehmen, also mit bekannten Zerstäubervorrichtungen ohne Preßluft zu arbeiten.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lack-, Farb- oder Metallüberzügen, insbesondere im elektrostatischen Feld, das darin besteht, daß Mittel zur Verhinderung es Ent- Stehens großräumiger Luft- oder Gasströmungen beim Spritzen vorgesehen werden, damit wesentlich die elektrostatischen Kräfte den Transport des zerstäubten Gutes übernehmen bzw. die elektrostatische Anziehung nicht durch schädliche Gasströmungen gestört wird. So wird nach der Erfindung die an der Spritzdüse auftretende kinetische Energie des zum Zerstäuben und Transportieren des aufzuspritzenden Gutes dienenden Luft-, Gas-oder Dampfstrahls auf eine Reihe kleiner Wirbel verteilt.
Eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß an der Spritzpistole ein Steuerventil vorgesehen ist, das den Luft-, Gas- oder Dampfstrahl periodisch und stoßweise aus der Düse austreten läßt, wobei zur Betätigung des Steuerventils eine Nockensteuerung, Schiebersteuerung oder ein elektromagnetischer Antrieb dienen kann. Die Betätigung des Steuerventils erfolgt beispielsweise durch eine Druckluftmaschine, die von der Leitung gespeist wird, welche den zum Zerstäuben und Transportieren des aufzuspritzenden Gutes dienenden Luft-, Gas- oder Dampfstrahl liefert.
Zur Erzielung möglichst scharf begrenzter Stöße und Pausen erfolgt das Öffnen und Schließen des Steuerventils stoßartig, wobei zwischen dem Steuerventil und der Düse ein möglichst kurz bemessenes Leitungsstück vorgesehen ist, um ein möglichst kleines Volumen an Fördermittel bzw. Spritzmittel austreten zu lassen. Dabei kann die Dauer der Stöße und bzw. oder der Pausen einstellbar sein.
Eine besonders für das Arbeiten im elektrostatischen Feld geeignete Verfahrensweise besteht darin, daß zum Zerstäuben und Transportieren des aufzuspritzenden Gutes ein bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck kondensierbarer Dampf verwendet wird, der sich nach dem Ausströmen aus der Düse kondensiert und so seine kinetische Energie durch Niederschlagen auf die zerstäubenden Teilchen und auf Kondensatteilchen überträgt. Der zum Zerstäuben notwendige erhöhte Dampfdruck kann dabei durch Verdampfen einer Flüssigkeit erzeugt werden, die ein Lösungsmittel für den Lack oder die Farbe darstellt; wobei die Verdampfung vorzugsweise in der Spritzpistole selbst erfolgt.
Es ist ein Spritzverfahren für Farben, Lacke oder ähnliche Mittelfür Oberflächenbehandlung bekannt, bei dem kleine Teile des Spritzgutes stoßweise in schneller Folge derart unter Druck gesetzt werden, daß der Schließdruck eines abgefederten Düsenverschlusses entsprechend den Druckstößen jeweils überschritten wird. Zur Erzielung einer guten, Zerstäubung wird hierbei die Austrittsgeschwindigkeit des Spritzgutstrahls auf mindestens 5 m/sec gebracht und deshalb die Verwendung einer an sich für die Brennstoffeinspritzung in Brennkraftmaschinen bekannten Pumpe empfohlen. Dieses Zerstäubungsverfahren kann bei Anordnung eines elektrostatischen Feldes zwar ohne weiteres angewendet werden. Ihm haften jedoch alsdann die gleichen Mängel an, als wenn mit Preßluft für die Zerstäubung des Spritzgutes wie bisher üblich gearbeitet würde. Das Verfahren der Erfindung vermeidet demgegenüber grundsätzlich das Auftreten großräumiger Luftwirbel, um die elektrostatische Anziehung auf das Spritzgut voll zur Auswirkung kommen zu lassen.
In @ der Abb. r der beiliegenden Zeichnung ist schematisch dargestellt,' wie sich um den Spritzstrahl herum eine großräumige Luftströmung ausbildet. Die Düse der Spritzpistole ist mit D, der mit dem Überzug zu versehende Gegenstand in Gestalt einer Platte mit A bezeichnet. Die großräumige Luftströmung ist durch die Linien G-G angedeutet.
In der Abb. 2, in der die Spritzdüse wieder mit D und der zu spritzende Gegenstand, beispielsweise eine Platte, mit A bezeichnet wird, ist zu erkennen, wie sich die Wirbel W auf die Platte A zu bewegen. Durch die erfindungsgemäße Aufteilung der weiträumigen Strömung in Wirbel geringer Ausdehnung wird die sonst auf weitem Raum verteilte Strörnungsenergie auf einen kleineren Raum beschränkt. Dabei ist die höhe, zur Zerstäubung der Spritzflüssigkeit notwendige Druckluftgeschwindigkeit an der Düse beibehalten worden, sie wird jedoch nur stoßweise von Pausen unterbrochen. Auch die zweite Funktion des Luftstromes, nämlich als Transportmittel, ist erhalten geblieben. Es ergibt sich jedoch gegenüber dem bekannten Spritzverfahren der Vorteil, daß sich jeder Luftwirbel, als Ganzes betrachtet; langsam auf den zu spritzenden Gegenstand A hin bewegt und nicht so leicht an ihm vorbeigeführt wird, da sowohl die Lineargeschwindigkeit als auch die innere Rotationsenergie mit zunehmender Entfernung von der Spritzpistole wegen der Reibungsarbeit an der umgebenden Luft ständig abnimmt. Eine das Aerokolloid ausschleudernde Wirkung tritt beim Aufprall der Wirbel auf das zu spritzende Gut ebenso auf, wie bei dem bisher üblichen Spritzverfahren beim Aufprall der großräumigen Strömung. Die Größe der Wirbel kann man durch Einstellen der Dauer der Druckstöße und der Pausen bestimmen, so daß man den in innere Rotation verwandelten Anteil des zur Verfügung stehenden ursprünglichen Energieinhaltes der Druckluft beliebig verändern kann.
In der Abb. 3 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in ihrer Anwendung bei dem an sich bekannten Spritzverfahren dargestellt, bei dem der zu spritzende Gegenstand während des Spritzvorganges elektrisch aufgeladen wird. Mit D ist eine Spritzdüse bezeichnet, die derart schlank und sich nach der Austrittsstelle verjüngend ausgebildet ist; daß sie im elektrischen Sinn die Form einer Spitze hat, die als Ansatzpunkt einer die Auflädung des zerstäubtenSpritzgutes bewirkenden bekannten Koronaentladung K dient. Die Wirbel sind wieder mit W, der zu spritzende Gegenstand, beispielsweise eine Platte, mit A bezeichnet. Er ist über einen Widerstand R an die eine Klemme einer Hochspannungsquelle U angeschlossen, deren andere Klemme geerdet und mit einer Spritzdüse D leitend verbunden ist. Mit Z ist eine geerdete Umhüllung bezeichnet, durch welche die Anlage berührungssicher gemacht wird.

Claims

PATENTANSPRACHE: i. Verfahren zur Herstellung von Lack-, Farb- oder Metallüberzügen durch Spritzen, insbesondere unter Anwendung eines elektrostatischen Feldes, bei dem der zu spritzende Gegenstand und bzw. oder die Spritzpistole während des Spritzvorganges elektrisch aufgeladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Verhinderung des Entstehens großräumiger Luft- oder Gasströmungen beim Spritzen vorgesehen werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Spritzdüse auftretende kinetische Energie des zum Zerstäuben und Transportieren des aufzuspritzenden Gutes dienenden Luft-, Gas- oder Dampfstrahls auf eine Reihe kleiner Wirbel verteilt wird.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerventil vorgesehen ist, das den Luft-, Gas- oder Dampfstrahl periodisch und stoßweise aus der Düse austreten läßt. q..
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Steuerventils eine Nockensteuerung, eine Schiebersteuerung oder ein elektromagnetischer Antrieb dient.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Steuerventils eine Druckluftmaschine dient, die von der Leitung aus, welche den zum Zerstäuben und Transportieren des aufzuspritzenden Gutes dienenden Luft-, Gas- oder Dampfstrahl liefert, gespeist wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Steuerventil und der Düse ein möglichst kleines Volumen, also ein möglichst kurz bemessenes Leitungsstück vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Stöße und bzw. oder Pausen einstellbar ist. B. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zerstäuben und Transportieren des aufzuspritzenden Gutes ein bei Raumtemperatur und Atmosphärendruck kondensierbarer Dampf verwendet wird, der sich nach dem Ausströmen aus der Düse kondensiert und so seine kinetische Energie durch Aufkondensieren auf die zersprühten Teilchen und auf Kondensatteilchen überträgt. g. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Zerstäuben notwendige erhöhte Dampfdruck durch Verdampfen einer Flüssigkeit, die ein Lösungsmittel für den Lack oder die Farbe ist, vorzugsweise in der Spritzpistole selbst, erzeugt wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 630 568.