EP0192028A1 - Verfahren zum Auftragen von Sprühgut mittels einer Sprühvorrichtung und zugehörige Sprühvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Auftragen von Sprühgut mittels einer Sprühvorrichtung und zugehörige Sprühvorrichtung Download PDF

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EP0192028A1
EP0192028A1 EP86100226A EP86100226A EP0192028A1 EP 0192028 A1 EP0192028 A1 EP 0192028A1 EP 86100226 A EP86100226 A EP 86100226A EP 86100226 A EP86100226 A EP 86100226A EP 0192028 A1 EP0192028 A1 EP 0192028A1
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EP
European Patent Office
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spray
gas
head
supply line
temperature
Prior art date
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Application number
EP86100226A
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English (en)
French (fr)
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EP0192028B1 (de
Inventor
Norbert Lauter
Wolfgang Dr. Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kopperschmidt-Muller GmbH and Co KG
Original Assignee
Kopperschmidt-Muller GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to AT86100226T priority Critical patent/ATE38948T1/de
Publication of EP0192028A1 publication Critical patent/EP0192028A1/de
Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0807—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets
    • B05B7/0815—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets with at least one gas jet intersecting a jet constituted by a liquid or a mixture containing a liquid for controlling the shape of the latter

Definitions

  • the invention relates to a method for applying spray material (except for release agents for the production of objects made of polyurethane foam) by means of a spray device, in which the spray material supplied to the spray device in the liquid state is atomized and at the same time gas at a higher temperature than the spray material and heat is supplied dispenses to the spray material leaving the spray device, and to a spray device with a head, which has an atomizing nozzle connected to a good supply line and at least one gas outlet opening, which is connected to a gas supply line having a heating device for the gas, with gas and Good valves and associated actuation device and, if necessary, with a handle such as a pistol grip.
  • thermoplastic material It is also known (DE-OS 32 25 844) to melt a thermoplastic material by means of heating devices which are arranged in front of and in the spraying device and to atomize it through a nozzle. This atomization can also be done airless under high pressure.
  • the compressed gas supplied at the same time should be at about the same temperature as the plastic so that no undesired cooling effects occur.
  • the supplied gas which serves either for atomizing itself or for shaping the spray jet, has room temperature.
  • the invention has for its object to develop a method of the type described above so that the desired heating of the spray material can be carried out with a gas of a higher temperature or with a smaller amount of gas.
  • the object is achieved in that the spray material is atomized hydrostatically and that the gas of higher temperature acts on the spray material in the atomization area, where the spray jet is still compact or immediately afterwards.
  • a wide variety of liquid materials can be considered as spray material, such as suspensions, dispersions, emulsions or solutions. They are used to coat objects, be it as paint or varnish, as a binder, as an adhesive, etc. Like. With many materials, the heating results in a reduction in viscosity. The droplets are "more fluid" when they hit the surface to be coated and therefore adapt better to this surface. For other materials that contain a higher proportion of an additive! such as solvents or carrier liquids, a larger part of this additive is removed by evaporation before it hits the surface to be coated. The coating therefore dries faster, so that it adheres to the object shortly after the spraying process, and this can be processed without delay. Often you can also reduce the amount of additive otherwise required or even do without an additive completely due to the reduction in viscosity. The atomization can take place with and without electrostatic charging.
  • the gas temperature can be higher than the permissible upper limit temperature of the atomized sprayed or sprayed material.
  • the higher the temperature of the gas the greater the heating of the droplets and the greater the desired effect.
  • the sprayed or sprayed material can be subjected to a higher temperature than it corresponds to its permissible upper limit temperature specified in the specification, because exceeding the limit temperature in the spray droplets at most very briefly occurs and therefore no damage (decomposition of the sprayed or sprayed material, explosions, etc.) are to be feared, as would be the case if the unsprayed material were overheated.
  • the greater the cooling due to a relaxation of the outlet the higher the gas temperature may be.
  • hot air with a temperature of at least 80 ° C can be used. Temperatures of over 100 ° C are even possible.
  • the sprayed or sprayed material is additionally heated to a temperature below its permissible upper limit temperature before atomization.
  • Such heating of the goods alone is in most cases not sufficient to influence the adhesive and surface properties of the coating.
  • this measure contributes to obtaining the desired effects with smaller amounts of gas, with a lower gas temperature or with greater certainty.
  • a spray device with a head which has an atomizing nozzle connected to a good supply line and at least one gas outlet opening, which is connected to a gas supply line having a heating device for the gas, with gas and good valves and associated actuating device and optionally with a handle, like pistol grip, is characterized according to the invention in that the outer gas supply line coming from the heating device opens at the circumference of the head.
  • the gas supply line running inside the head between the mouth and the gas outlet opening is short.
  • the heat transfer from the hot gas to the rest is correspondingly low Parts of the head.
  • the entire spray device can be kept at a low temperature level so that it can be handled by an operator.
  • This spray device is particularly suitable for carrying out the method described above, because its advantages also apply at higher gas temperatures.
  • the mouth of the outer gas supply line should be arranged closer to the front of the head than the mouth of the outer good supply line. This gives the shortest length of the gas supply line inside the head.
  • the material feed line can also be provided with a heating device for the spray material. In this way, the unsprayed material can be heated within its permissible range.
  • a heat insulation element is arranged between the head and the handle. Even if the head assumes higher temperatures due to the hot gas, the spray device can still be held by the handle without difficulty.
  • a manual actuation element of the actuation device can be replaced by a heat insulation element which is bridged only by valve actuation rods. be separated from the head. This manual control element then also does not assume excessively high temperatures.
  • a protective shield between the outer gas supply line and the handle is also recommended. The user's hands are prevented from accidentally coming into contact with the hot outer gas supply line.
  • the heating device preferably has electrical heating resistors in the form of PTC resistors. These can generate relatively large amounts of heat if required, but reduce the current flowing through so much that there is no need for them so that a predetermined upper limit temperature is not exceeded.
  • the heating device should be arranged at a distance from the head. This ensures that the; Head is not affected by the heater and takes on too high temperatures.
  • the spray device has a gun 1 with a Head 2, which is connected to a housing 4 via a heat insulation element 3. This has a hook 5 at the top for attaching the pistol and a handle 6 in the form of a pistol grip at the bottom in order to be able to hold the pistol by hand.
  • a slit-shaped central atomizing nozzle 7 via which a spray jet 8 can be dispensed hydrostatically.
  • two slit-like gas outlet openings 9, 10 and 11, 12 are provided in projecting horns 13 and 14, from which gas curtains 15, 16, 17 and 18 emerge, which act on the spray jet 8 immediately following the atomizing nozzle 7 hit. This forms the spray jet. !
  • an inner feed line 19 which leads to the atomizing nozzle 7 and can be shut off by means of a valve 20.
  • This inner material feed line is connected via an outer material feed line 21 that opens at the periphery to a pump 22, which generates the high pressure required for hydrostatic atomization, and a downstream material heating device 23.
  • An inner return line (not shown) branches off from the inner feed line 19 near the nozzle 7 and is connected to an outer return line 24 which also opens at the periphery. This leads to a container 25 from which the pump 22 sucks in the spray material.
  • the gas outlet openings 9 to 12 are above one! inner gas supply line 26 and a valve 27 with an outer gas supply line 28 opening onto the outer circumference of the head 2 in connection.
  • the gas is supplied to this by a compressor 29 via a gas heating device 30. Air that is drawn in from the environment and then heated is normally used as the gas.
  • the junction of the outer gas supply line 28 is located between the outer good supply line 21 and the end face of the head 2.
  • valve actuation rod 31 or 32 which passes through a seal 33 or 34, passes through the interior 35 of the heat insulation element 3 and is guided at the rear end in bushes 36 and 37, respectively.
  • Stops 38 and 39 fastened to the valve actuation rods are held by means of springs 40 and 41 against cams 42 and 43 of a manual actuation lever 44 which is rotatable about a pivot axis 45 held in the housing 4 and is held in its left end position by a spring 46.
  • the good valve actuation rod 31 can be locked by means of a locking element 47 and the pistol can thus be secured.
  • a protective shield 48 is located between the manual actuating element 44 and the outer supply lines 21 and 28 and the return line 24.
  • the two heating devices 23 and 30 preferably operate electrically and have setting or regulating means in order to impart a predetermined temperature to the material or gas which passes through. Electrical heating by means of PTC resistors is particularly suitable for this. However, heating devices of any other kind, for example gas or oil heaters, can also be used.
  • the good heater 23 is optional. It serves to heat the spray material slightly and at most to a temperature,
  • the gas valve 27 opens and shortly thereafter the good valve 20.
  • the resulting flat spray jet 8 has immediately after exiting the atomizer nozzle 7 in the area 49 a completely closed, compact form. From a disintegration point, namely in a zone 50, threads result, from which larger and then smaller droplets separate in a zone 51. The atomization zone therefore extends from the atomizer nozzle 7 to the beginning of the area 51.
  • the spray 8 is then acted upon by the hot gas from the veils 15 to 18 approximately in area a, preferably in the still compact area 49.
  • the gas heat is transferred to the spray droplets.
  • the resulting overtemperature is only briefly present because the atomizing droplets are only in the area of the heated gas for a fraction of a second and its temperature drops rapidly, be it through the relaxation of the outlet or through the inclusion of room air.
  • the atomizing droplets have undergone a heat treatment which, in comparison with the prior art, means that the droplets hit the surface to be coated with a higher temperature and thus a lower viscosity or that a larger part of the solvent contained in the spray material o. Like. Has already evaporated upon impact.
  • the arrangement of the outer gas supply line 28 near the front of the head 2 ensures that the parts of the inner gas supply line 26 through which hot gas flows are relatively short, so that the head 2 is heated as little as possible by the gas and therefore also none high temperatures can be transferred to the spray material to be atomized inside the head.
  • the material is continuously in circulation via the feed line 21 and the return line 24, so that overheating cannot take place even in the absence of stagnation.
  • the protective shield 48 shields the hand from heat radiation from the supply lines 21 and 28. ;
  • a spray material which can be applied better in this way is a rubber / metal binder, in which dissolved organic polymers and dispersed solids are used in organic solvents. So much solvent must be used for atomization that the coating takes a relatively long time to dry, unless warm gas, in particular air, is used in the manner described above. A shorter evaporation time and improved drying also result when using an aqueous carrier liquid. Further exemplary embodiments relate to customary paints and lacquers which can be atomized with a higher viscosity than previously and nevertheless obtain a well-adhering coating with a smooth surface.
  • the material pressures are between 30 and 300 bar, while air with an overpressure of, for example, 0.5 to 10 bar, preferably 1 to 8 bar.
  • the air quantities emitted per minute can be, for example, 0.5 to 2 m 3 .
  • the temperature is expediently between 55 ° and 130 ° C., but preferably above 70 ° C.
  • the illustrated spray device can also be used with slight modification when working with pneumatic atomization by hot gas.
  • an annular gap around the atomizing nozzle 7 can be provided as a gas outlet opening in addition to or instead of the gas outlet openings 9 to 12.
  • the gas and spray material pressures are in the order of magnitude customary for the respective operating mode. With pure air Dust is only sucked in or sprayed with very little overpressure, while the air has an overpressure of, for example, 2 to 8 bar.
  • the spray device can also work with electrostatic charging.
  • the heated air and / or the spray material can be charged by means of an external electrode.
  • the heating devices are expediently designed to be explosion-proof. Instead of the illustrated manual pistol, an automatic pistol can also be used! be used.

Landscapes

  • Nozzles (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Auftragen von Sprühgut wird dieses hydrostatisch zerstäubt und im Zerstäubungsbereich, wo der Sprühstrahl (8) noch kompakt ist oder unmittelbar im Anschluß daran, von einem Gas mit höherer Temperatur beaufschlagt. Das Gas gibt Wärme an das Sprühgut ab. Hierbei kann man die Wärmeübertragung mit einer vergleichsweise geringen Gasmenge erreichen. Eine Sprühvorrichtung weist einen Kopf (2) auf. Die von einer Heizvorrichtung (30) kommende äußere Gas-Zuleitung (28) mündet am Umfang des Kopfes (2) ein. Dies ergibt eine geringe Wärmeübertragung an die Sprühvorrichtung.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Auftragen von Sprühgut (ausgenommen Trennmittel für die Herstellung von Gegenständen aus Polyurethanschaum) mittels einer Sprühvorrichtung, bei dem das der Sprühvorrichtung in flüssigem Zustand zugeführte Sprühgut zerstäubt und gleichzeitig Gas mit höherer Temperatur als das Sprühgut zugeführt wird und Wärme an das die Sprühvorrichtung verlassende Sprühgut abgibt, sowie auf eine Sprühvorrichtung mit einem Kopf, der eine mit einer Gut-Zuleitung verbundene Zerstäuberdüse und mindestens eine Gasaustrittsöffnung aufweist, die mit einer eine Heizvorrichtung für das Gas aufweisende Gas-Zuleitung verbunden ist, mit Gas- und Gutventilen und zugehöriger Betätigungsvorrichtung sowie gegebenenfalls mit einer Handhabe, wie Pistolengriff.
  • Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 32 26 989) wird ein Acrylharzlack mit einem hitzeempfindlichen organischen Säure-Katalysator vermischt und mit Hilfe von Zerstäubungsluft durch die Düse einer Sprühpistole zerstäubt. Durch die Wärmezufuhr soll der Lack in einer relativ kurzen Zeitspanne trocknen, so daß eine staubfreie Oberfläche auf dem lackierten Werkstück geschaffen wird. Zu diesem Zweck wird die Zerstäubungsluft mit sehr geringem Druck, aber mit großem Volumen eingeführt. Ihre Temperatur ist vergleichsweise niedrig. Der Wärmeübergang und damit die Erwärmung des Sprühguts ist beschränkt.
  • Es ist ferner bekannt (DE-OS 32 25 844), einen thermoplastischen Kunststoff mittels Heizvorrichtungen, die vor und in der Sprühvorrichtung angeordnet sind, zu schmelzen und durch eine Düse zu zerstäuben. Dieses Zerstäuben kann auch luftlos unter Hochdruck erfolgen. Das gleichzeitig zugeführte Druckgas soll etwa die gleiche Temperatur wie der Kunststoff haben, damit keine unerwünschten Abkühlungseffekte auftreten.
  • Bei anderen bekannten Verfahren und Vorrichtungen, bei denen das Sprühgut pneumatisch oder hydrostatisch zer- ; i stäubt wird, hat das zugeführte Gas, das entweder dem Zerstäuben selbst oder der Formung des Sprühstrahls dient, Raumtemperatur.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß die gewünschte Erwärmung des Sprühguts mit einem Gas höherer Temperatur bzw. mit einer geringeren Gasmenge erfolgen kann.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sprühgut hydrostatisch zerstäubt wird und daß das Gas höherer Temperatur das Sprühgut im Zerstäubungsbereich, wo der Sprühstrahl noch kompakt ist oder unmittelbar im Anschluß daran, beaufschlagt.
  • Da das Gas das Sprühgut an einer Stelle beeinflußt, wo der Sprühstrahl noch kompakt ist oder unmittelbar im Anschluß daran, ergibt sich ein guter Wärmeübergang. Es genügt eine vergleichsweise geringe Gasmenge, um die gewünschten Effekte zu erzielen. Da infolge der hydrostatischen Zerstäubung das Sprühgut beim Austreten aus der Zerstäuberdüse aufgrund der Entspannung eine Abkühlung erfährt, ergibt sich eine die Wärmeübertragung begünstigende große Temperaturdifferenz. Die Erwärmung kann auch zu einer besseren Zerstäubung führen.
  • Als Sprühgut kommen die verschiedensten flüssigen Mate- rialien in Betracht, wie Suspensionen, Dispersionen, Emulsionen oder Lösungen. Sie dienen der Beschichtung von Gegenständen, sei es als Farbe oder Lack, als Bindemittel, als Kleber u. dgl. Bei zahlreichen Materialien hat die Erwärmung eine Herabsetzung der Viskosität zur Folge. Die Tröpfchen sind "flüssiger" wenn sie auf die zu beschichtende Oberfläche auftreffen und passen sich daher dieser Oberfläche besser an. Bei anderen Materialien, die einen höheren Anteil eines Zusatzmittels, ! wie Lösungsmittel oder Trägerflüssigkeit, haben, wird ein größerer Teil dieses Zusatzmittels schon vor dem Auftreffen auf die zu beschichtende Oberfläche durch Verdunstung entfernt. Die Beschichtung trocknet daher rascher, so daß sie schon kurze Zeit nach dem Spritzvorgang fest am Gegenstand haftet, und dieser ohne Verzögerung weiterverarbeitet werden kann. Häufig kann man auch aufgrund der Viskositätsherabsetzung die Menge des sonst erforderlichen Zusatzmittels reduzieren oder sogar auf ein Zusatzmittel ganz verzichten. Die Zerstäubung kann mit und ohne elektrostatische Aufladung erfolgen.
  • Insbesondere kann die Gastemperatur höher sein als die zulässige obere Grenztemperatur des unzerstäubten Spritz-oder Sprühgutes. Je höher die Temperatur des Gases ist, umso stärker ist die Erwärmung der Tröpfchen und umso größer der erstrebte Effekt. Überraschenderweise kann das Spritz- oder Sprühgut hierbei mit einer höheren Temperatur beaufschlagt werden als es seiner in der Spezifikation angegebenen zulässigen obereren Grenztemperatur entspricht, weil ein Überschreiten der Grenztemperatur in den Sprühtröpfchen höchstens sehr kurzzeitig erfolgt und daher keine Schäden (Zersetzung des Spritz-oder Sprühgutes, Explosionen u.dgl.) zu befürchten sind, wie es bei einer Übertemperatur des unzerstäubten Gutes der Fall wäre. Je größer die Abkühlung infolge einer Austritts-Entspannung, umso höher darf die Gastemperatur sein.
  • Insbesondere kann eine Heißluft mit einer Temperatur von mindestens 80°C verwendet werden. Es sind sogar Temperaturen von über 100°C möglich.
  • Mit besonderem Vorteil wird zusätzlich das Spritz- oder Sprühgut vor der Zerstäubung auf eine Temperatur unterhalb seiner zulässigen oberen Grenztemperatur erwärmt. Eine solche Erwärmung des Gutes allein reicht in den meisten Fällen nicht aus, um Haft- und Oberflächeneigenschaften der Beschichtung zu beeinflussen. In Verbindung mit dem erwärmten Gas trägt diese Maßnahme aber dazu bei, die erstrebten Effekte mit geringeren Gasmengen, mit geringerer Gastemperatur oder mit höherer Sicherheit zu erhalten.
  • Eine Sprühvorrichtung mit einem Kopf, der eine mit einer Gut-Zuleitung verbundene Zerstäuberdüse und mindestens eine Gasaustrittsöffnung aufweist, die mit einer eine Heizvorrichtung für das Gas aufweisenden Gas-Zuleitung verbunden ist, mit Gas- und Gutventilen und zugehöriger Betätigungsvorrichtung sowie gegebenenfalls mit einer Handhabe, wie Pistolengriff, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die von der Heizvorrichtung kommende äußere Gas-Zuleitung am Umfang des Kopfes einmündet.
  • Bei dieser Konstruktion ist die im Inneren des Kopfes verlaufende Gas-Zuleitung zwischen der Einmündung und der Gas-Austrittsöffnung kurz. Entsprechend gering ist die Wärmeübertragung von dem heißen Gas auf die übrigen Teile des Kopfes. Einerseits wird hierdurch vermieden, daß das Sprühgut vor der Zerstäubung temperaturgeschädigt wird. Andererseits kann die gesamte Sprühvorrichtung auf einem niedrigen Temperaturniveau gehalten werden, so daß sie von einer Bedienungsperson gehandhabt werden kann. Diese Sprühvorrichtung ist insbesondere zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens ge- eignet, weil ihre Vorteile auch bei höheren Gastemperaturen gelten.
  • Hierbei sollte die Einmündung der äußeren Gas-Zuleitung dichter an der Stirnseite des Kopfes angeordnet sein als die Einmündung der äußeren Gut-Zuleitung. Dies ergibt die kürzeste Länge der Gas-Zuleitung innerhalb des Kopfes.
  • Auch die Gut-Zuleitung kann mit einer Heizvorrichtung für das Sprühgut versehen sein. Auf diese Weise kann das unzerstäubte Gut innerhalb seines Zulässigkeitsbereichs erwärmt werden.
  • Besonders zweckmäßig ist, wenn zum Zweck der Gutzirkulation im Kopf außer der Gut-Zuleitung auch eine Gut-Rückleitung vorgesehen ist. Infolge der Zirkulation besteht keine Gefahr, daß das Sprühgut im Kopf für längere Zeit verbleibt und dabei durch höhere Temperaturen Schaden nimmt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Kopf und Handhabe ein Wärmeisolationselement angeordnet. Auch wenn der Kopf infolge des heißen Gases höhere Temperaturen annimmt, kann trotzdem die Sprühvorrichtung ohne Schwierigkeiten an der Handhabe gehalten werden.
  • Des weiteren kann ein Handbetätigungselement der Betätigungsvorrichtung durch ein Wärmeisolationselement, das lediglich von Ventilbetätigungsstangen überbrückt ist, vom Kopf getrennt sein. Auch dieses Handbetätigungselement nimmt dann keine unzulässig hohen Temperaturen an.
  • Des weiteren empfiehlt sich ein Schutzschild zwischen der äußeren Gas-Zuleitung und der Handhabe. Es wird verhindert, daß die Hände des Benutzers versehentlich mit der heißen äußeren Gas-Zuleitung in Berührung kommen.
  • Mit Vorzug weist die Heizvorrichtung elektrische Heizwiderstände in der Form von PTC-Widerständen auf. Diese können bei Bedarf verhältnismäßig große Wärmemengen erzeugen, reduzieren aber bei fehlendem Bedarf den hindurchfließenden Strom so sehr, daß eine vorgegebene obere Grenztemperatur nicht überschritten wird.
  • Insbesondere sollte die Heizvorrichtung mit Abstand vom Kopf angeordnet sein. Dies stellt sicher, daß der ; Kopf nicht von der Heizvorrichtung beeinflußt wird und zu hohe Temperaturen annimmt.
  • Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine Sprühvorrichtung, teilweise im Längsschnitt, teilweise in Seitenansicht, teilweise schematisch,
    • Fig. 2 eine Frontansicht der Vorrichtung nach Fig. 1, und
    • Fig. 3 eine schematische Darstellung des Zerstäubungsbereichs.
  • Die Sprühvorrichtung weist eine Pistole 1 mit einem Kopf 2 auf, der über ein Wärmeisolationselement 3 mit einem Gehäuse 4 verbunden ist. Dieses weist oben einen Haken 5 zum Anhängen der Pistole und unten eine Handhabe 6 in der Form eines Pistolengriffes auf, um die Pistole von Hand halten zu können. Im Kopf 2 befindet sich eine schlitzförmige zentrische Zerstäuberdüse 7, über die hydrostatisch ein SprUhstrahl 8 abgegeben werden kann. Oberhalb und unterhalb davon sind je zwei schlitzartige Gasaustrittsöffnungen 9, 10 bzw. 11, 12 in vorstehenden Hörnern 13 und 14 vorgesehen, aus denen Gasschleier 15, 16, 17 bzw. 18 austreten, welche auf den Sprühstrahl 8 unmittelbar im Anschluß an die Zerstäubungsdüse 7 auftreffen. Hierdurch wird der Sprühstrahl geformt. !
  • Im Kopf befindet sich eine innere Gut-Zuleitung 19, die zu der Zerstäuberdüse 7 führt und mittels eines Ventils 20 absperrbar ist. Diese innere Gut-Zuleitung steht über eine am Umfang einmündende äußere Gut-Zuleitung 21 mit einer Pumpe 22, die den für die hydrostatische Zerstäubung erforderlichen hohen Druck erzeugt, und einer nachgeschalteten Gut-Heizvorrichtung 23 in Verbindung. Nahe der Düse 7 zweigt von der inneren Zulei-, tung 19 eine nicht veranschaulichte innere Rückleitung ab, die mit einer ebenfalls am Umfang einmündenden äuße- ren Rückleitung 24 verbunden ist. Diese führt zu einem Behälter 25, aus dem die Pumpe 22 das Sprühgut ansaugt.
  • Die Gasaustrittsöffnungen 9 bis 12 stehen über eine ! innere Gas-Zuleitung 26 und ein Ventil 27 mit einer am äußeren Umfang des Kopfes 2 einmündenden äußeren Gas-Zuleitung 28 in Verbindung. Dieser wird das Gas durch einen Kompressor 29 über eine Gas-Heizvorrichtung 30 zugeführt. Normalerweise wird als Gas aus der Umgebung angesaugte und dann beheizte Luft verwendet. Die Einmündungsstelle der äußeren Gas-Zuleitung 28 befindet sich zwischen der äußeren Gut-Zuleitung 21 und der Stirnseite des Kopfes 2.
  • Die beiden Ventile 20 und 27 werden je über eine Ventilbetätigungsstange 31 bzw. 32, die je eine Dichtung 33 bzw. 34 durchsetzt, durch den Innenraum 35 des Wärmeisolationselements 3 hindurchgeht und am hinteren Ende in Buchsen 36 bzw. 37 geführt sind, betätigt. An den Ventilbetätigungsstangen befestigte Anschläge 38 bzw. 39 werden mit Hilfe von Federn 40 bzw. 41 gegen Nocken 42 und 43 eines Handbetätigungshebels 44 gehalten, der um eine im Gehäuse 4 gehaltene Schwenkachse 45 drehbar und von einer Feder 46 in seiner linken Endlage gehalten ist. Mittels eines Sperrelements 47 kann die Gut-Ventilbetätigungsstange 31 arretiert und damit die Pistole gesichert werden. Zwischen dem Handbetätigungselement 44 und den äußeren Zuleitungen 21 und 28 und der Rückleitung 24 befindet sich ein Schutzschild 48.
  • Die beiden Heizvorrichtungen 23 und 30 arbeiten vorzugsweise elektrisch und besitzen Einstell- oder Regelmittel, um dem hindurchtretenden Gut bzw. Gas eine vorgegebene Temperatur zu verleihen. Insbesondere kommt hierfür eine elektrische Beheizung mittels PTC-Widerständen in Betracht. Es können jedoch auch Heizvorrichtungen beliebiger anderer Art, beispielsweise Gas- oder Ölheizungen verwendet werden. Die Gut-Heizvorrichtung 23 ist fakultativ. Sie dient dazu, das Sprühgut geringfügig und höchstens auf eine Temperatur zu erwärmen, | die im zulässigen Temperaturbereich liegt. Die Gastemperatur kann demgegenüber erheblich höher sein. Beispielsweise kann bei einer zulässigen oberen Grenztemperatur des Spritzgutes von etwa 30° die Gastemperatur bei 100° oder 110°C liegen.
  • Wenn das Handbetätigungselement 44 nach rechts gezogen wird, öffnen das Gas-Ventil 27 und kurz darauf das Gut-Ventil 20. Der entstehende flache Sprühstrahl 8 hat unmittelbar nach dem Austritt aus der Zerstäuberdüse 7 im Bereich 49 eine vollständig geschlossene, kompakte Form. Von einem Zerfallspunkt an, nämlich in einer Zone 50, ergeben sich Fäden, von denen sich in einer Zone 51 erst größere und dann kleinere Tröpfchen ablösen. Die Zerstäubungszone reicht daher von der Zerstäuberdüse 7 bis in den Anfang des Bereichs 51. Der Sprühstrahl 8 wird dann von dem heißen Gas aus den Schleiern 15 bis 18 etwa im Bereich a beaufschlagt, und zwar vorzugsweise im noch kompakten Bereich 49.
  • Hierbei geht ein Teil der Gaswärme auf die Sprühtröpfchen über. Die dabei auftretende Übertemperatur ist nur ganz kurzzeitig vorhanden, weil die Zerstäubungströpfchen sich nur für Bruchteile einer Sekunde in dem Bereich des erwärmten Gases befinden und dessen Temperatur, sei es durch die Austritts-Entspannung, sei es durch das Einbeziehen von Raumluft, rasch absinkt. Auf jeden Fall haben aber die Zerstäubungströpfchen eine Wärmebehandlung erfahren, die im Vergleich zum Stand der Technik dazu führt, daß die Tröpfchen mit höherer Temperatur und damit geringerer Viskosität auf der zu beschichtenden Fläche auftreffen bzw. daß ein größerer Teil des im Sprühgut enthaltenen Lösungsmittels o. dgl. beim Auftreffen bereits verdampft ist.
  • Die Anordnung der äußeren Gas-Zuleitung 28 nahe der Frontseite des Kopfes 2 sorgt dafür, daß die von heißem Gas durchströmten Teile der inneren Gas-Zuleitung 26 verhältnismäßig kurz sind, so daß der Kopf 2 durch das Gas möglichst wenig erwärmt wird und daher auch keine hohen Temperaturen auf das zu zerstäubende Sprühgut im Innern des Kopfes übertragen kann. Außerdem ist das Gut dauernd über die Zuleitung 21 und die Rückleitung 24 in Zirkulation, so daß auch mangels Stagnation keine Überhitzung erfolgen kann.
  • Damit der heiße Kopf 2 das Anfassen und Betätigen der Pistole 1 nicht beeinträchtigt, ist das Wärmeisolationselement 3 vorgesehen. Das Schutzschild 48 schirmt die Hand vor Wärmestrahlung der Zuleitungen 21 und 28 ab. ;
  • Als Beispiel für ein Sprühgut, das auf diese Weise verbessert aufgetragen werden kann, sei ein Gummi/Me- tall-Bindemittel genannt, bei dem gelöste, organische Polymere und dispergierte Feststoffe in organischen Lösungsmitteln verwendet werden. Hierbei muß zum Zerstäuben soviel Lösungsmittel verwendet werden, daß die Beschichtung relativ lange zum Trocknen braucht, sofern nicht in der vorstehend beschriebenen Weise warmes Gas, insbesondere Luft, benutzt wird. Auch bei Verwendung einer wässrigen Trägerflüssigkeit ergibt sich eine kürzere Abdunstzeit und eine verbesserte Trocknung. Weitere Ausführungsbeispiele betreffen übliche Farben und Lacke, die man mit höherer Viskosität als bisher zerstäuben kann und trotzdem eine gut haftende Beschichtung mit glatter Oberfläche erhält.
  • Bei dem hier betrachteten sogenannten "airless plus"-Verfahren, bei dem die Zerstäubung in erster Linie hydrosta-i tisch erfolgt, liegen die Materialdrücke zwischen 30 und 300 bar, während Luft mit einem Überdruck von bei- spielsweise 0,5 bis 10 bar, vorzugsweise 1 bis 8 bar, zugeführt wird. Die pro Minute abgegebenen Luftmengen können beispielsweise 0,5 bis 2 m3 betragen. Die Temperatur liegt zweckmäßigerweise zwischen 55° und 130°C, vorzugsweise aber über 70°C.
  • Die veranschaulichte Sprühvorrichtung kann mit gering- fügiger Abwandlung auch verwendet werden, wenn mit pneumatischer Zerstäubung durch heißes Gas gearbeitet wird. In diesem Fall kann als Gasaustrittsöffnung ein Ringspalt um die Zerstäuberdüse 7 zusätzlich oder anstelle der Gasaustrittsöffnungen 9 bis 12 vorgesehen sein. Die Gas- und Sprühgutdrücke liegen in der für die jeweilige Betriebsart üblichen Größenordnung. Bei reiner Luftzerstäubung wird das Sprühgut lediglich angesaugt oder mit ganz geringem Überdruck zugeführt, während die Luft einen Überdruck von beispielsweise 2 bis 8 bar hat.
  • Die Sprühvorrichtung kann auch mit elektrostatischer Aufladung arbeiten. Hierbei kann die erwärmte Luft und/oder mittels einer Außenelektrode das Sprühgut aufgeladen werden. Zweckmäßigerweise sind die Heizvorrichtungen explosionsgeschützt ausgelegt. Statt der veran- schaulichten Handpistole kann auch eine Automatikpistole ! verwendet werden.

Claims (13)

1. Verfahren zum Auftragen von Sprühgut (ausgenommen Trennmittel für die Herstellung von Gegenständen aus Polyurethanschaum) mittels einer Sprühvorrichtung, bei dem das der Sprühvorrichtung in flüssigem Zustand zugeführte Sprühgut zerstäubt und gleichzeitig Gas mit höherer Temperatur als das Sprühgut zugeführt wird und Wärme an das die Sprühvorrichtung verlassende Sprühgut abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprühgut hydrostatisch zerstäubt wird und daß das Gas höherer Temperatur das Sprühgut im Zerstäubungsbereich, wo der Sprühstrahl noch kompakt ist oder unmittelbar im Anschluß daran, beaufschlagt!
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gastemperatur höher ist als die zulässige obere Grenztemperatur des unzerstäubten Spritz-oder Sprühgutes.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Heißluft mit einer Temperatur von mindestens 80°C verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich das flüssige Sprühgut vor der Zerstäubung auf eine Temperatur unterhalb seiner zulässigen oberen Grenztemperatur erwärmt wird.
5. Sprühvorrichtung, insbesondere zur DurchfUhrung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Kopf, der eine mit einer Gut-Zuleitung verbundene Zerstäuberdüse und mindestens eine Gas- austrittsöffnung aufweist, die mit einer eine Heizvorrichtung für das Gas aufweisende Gas-Zuleitung verbunden ist, mit Gas- und Gutventilen und zugehöriger Betätigungsvorrichtung sowie gegebenenfalls mit einer Handhabe, wie Pistolengriff, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Heizvorrichtung (30) kommende äußere Gas-Zuleistung (28) am Umfang des Kopfes (2) einmündet.
6. Sprühvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einmündung der äußeren Gas-Zuleitung (28) dichter an der Stirnseite des Kopfes (2) angeordnet ist als die Einmündung der äußeren Gut-Zuleitung (21).
7. Sprühvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gut-Zuleitung (19, 21) mit einer Heizvorrichtung (23) für das Spritz- oder Sprühgut versehen ist.
8. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck der Gutzirkulation im Kopf (2) außer der Gut-Zuleitung (19, 21) auch eine Gut-RUckleitung (24) vorgesehen ist.
9. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kopf (2) und Handhabe (6) ein Wärmeisolationselement (3) angeordnet ist.
10. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Handbetätigungselement (44) der Betätigungsvorrichtung durch ein Wärmeisolationselement (3), das lediglich von Ventilbetätigungsstangen (31, 32) überbrückt ist, vom Kopf (2) getrennt ist.
11. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzschild (48) zwischen der äußeren Gas-Zuleitung (28) und der Handhabe (6) angeordnet ist. i
12. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (30) elektrische Heizwiderstände in der Form von PTC-Widerständen aufweist.
13. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (30) mit Abstand vom Kopf (2) angeordnet ist.
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