EP0463327B1 - Elektrostatische Farbspritzpistole - Google Patents

Elektrostatische Farbspritzpistole Download PDF

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EP0463327B1
EP0463327B1 EP91107219A EP91107219A EP0463327B1 EP 0463327 B1 EP0463327 B1 EP 0463327B1 EP 91107219 A EP91107219 A EP 91107219A EP 91107219 A EP91107219 A EP 91107219A EP 0463327 B1 EP0463327 B1 EP 0463327B1
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EP
European Patent Office
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cascade
high voltage
tube
transformer
insulating material
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EP91107219A
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EP0463327A2 (de
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Georg Simon
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Wagner International AG
Original Assignee
Wagner International AG
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0531—Power generators

Definitions

  • the invention relates to an electrostatic paint spray gun with built-in high voltage generator according to the preamble of claim 1.
  • a paint spray gun is known from DE-A-31 26 936.
  • the high-voltage cascade obtains its stability solely from the hardened casting compound.
  • this entails the risk that components, i.e. capacitors and diodes, of the cascade shift or twist against one another before or during the encapsulation or during the period between the encapsulation and hardening of the encapsulation compound, which leads to overstressing of the cascade solder joints and to insulation problems can.
  • the object of the present invention is therefore to ensure that an exact positioning of the components of the cascade and the associated resistors and connecting lines is guaranteed in the potting.
  • the solution to this problem follows from the characteristic ones Features of claim 1.
  • the capacitors, the diodes and the high-voltage resistors are arranged on a carrier tube having an end flange, which ensures both a fixed positioning of these components with one another and the entire cascade with respect to the transformer before and during the potting, which means that the production committee is reduced and the insulation reliability and service life of the cascade is increased.
  • the interior of the carrier tube serves to guide the electrode feed wire and to connect it to the high-voltage output of the cascade, as is characterized in claim 2.
  • the invention is particularly suitable for use in a cascade transformer arrangement according to German patent DE-C-3 921 213. To facilitate understanding of the invention, this arrangement is therefore first explained below with reference to FIG. 1 .
  • Fig. 1 10 denotes a transformer and 11 a high-voltage cascade, these two components being arranged coaxially one behind the other and cast in a common insulating body 12 of cylindrical shape.
  • This insulating material body 12 is inserted in a known manner into the gun tube of the electrostatic paint spray gun (not shown).
  • two connecting pins 13 protrude for connecting the low-voltage side (primary coil) of the transformer 10 to the power line, from the front end face of the insulating body a sheathed supply strand 14, which also supplies the high voltage supplied by the high-voltage side output of the cascade 11 Not drawn - feeds the paint spray gun.
  • the high-voltage output 11a of the high-voltage cascade 11 faces the transformer 10, and the low-voltage input 11b faces away from the transformer 10.
  • the output line 15 of the transformer 10 therefore leads axially parallel to the cascade 11 along this and opens into the low-voltage input 11b of the cascade 11 facing away from the transformer 10.
  • the line 15 is a non-sheathed wire.
  • a tube 16 which is also made of insulating material, is cast into the insulating body 12 and is designed as a plug receptacle at its end facing the transformer 10.
  • a lead wire 18 leading from the high-voltage end 11a of the cascade 11 leads via known output resistors 19 to the plug receptacle of the tube and is conductively connected to it, for example by soldering.
  • the other end of the tube 16 opens onto the front end face of the insulating body 12, and from this open end the electrode feed wire 14 is inserted into the tube, the front end of the wire being stripped and inserted under pressure into the connector receptacle.
  • an insulation liquid can be filled into the tube 16 in an air-free manner and then a liquid and airtight seal can be achieved by an O-ring.
  • the support tube designated as a whole by 20, consists of a pipe section 21 and a ring flange 22, which is integral therewith and is located in an end region of the pipe section 21.
  • the ring flange 22 has three through-holes 23 of comparatively large diameter and two through-holes 24 comparatively small diameter.
  • the inner bore 21a of the tube piece 21 has a tapered region 21b at its flange-side end (on the right in the drawing) and a conically widening region 21c at its opposite end (on the left in the drawing).
  • the components of the high-voltage cascade are on the carrier tube 20 (Cascade 11 of Fig. 1) arranged as shown in Fig. 4.
  • two packets of capacitors 25 are arranged on the right and left of the pipe section 21a.
  • Diodes 26 are arranged at the top of the pipe section 21a, the capacitor packs being connected to one another in a known manner by the diodes in a cross manner. With 27 soldering points are designated.
  • the electrical connection of the high-voltage cascade is carried out as follows, reference being made again to FIG. 1.
  • the output line 15 of the transformer 10, consisting of two bare wires, is threaded through the bores 24 of the flange 22 and guided below the pipe section 21 in parallel to the left end of the pipe section 21, where it is then connected to the low-voltage input 11b of the cascade 11.
  • the tube 16 is first inserted from the left into the inner bore 21a of the support tube 20, whereupon a clamping sleeve (not shown) is pressed into the conical region 21c of the tube piece 21, so that the tube 16 is locked in the inner bore 21a .
  • the line wire 18 coming from the high-voltage end 11a of the cascade 11 is inserted through the region 21b into the aforementioned plug receptacle of the tube 16 and connected to it in a conductive manner.
  • the three output resistors 19 of the output line 18 are inserted into the three bores 23 of the flange 22 and are thus securely positioned.
  • the encapsulation can take place, so that the insulating body 12 is formed.
  • the electrode feed wire 14 is now pushed into the tube through the clamping sleeve opening at the front end face of the insulating material body 12, and the stripped front end of the wire is pushed under pressure into the connector receptacle located at the other tube end.
  • In the end insulating oil is poured into the tube and the open annular gap mouth sealed with an O-ring.
  • a cable guide as shown in cross section in FIG. 5, can be attached to the underside of the pipe section 21 which is not occupied by electrical components.
  • This cable guide 30 extends essentially from the left end (FIG. 2) of the pipe section 21 to the flange 22 and its upper side 30a is curved in accordance with the outer jacket of the pipe section 21.
  • the cable guide 30 has two longitudinal slots 31, which serve to receive the low-voltage wires 15.
  • the wires 15 threaded through the flange bores 24 therefore do not run freely below the pipe section 21 to the low-voltage input 11b of the cascade 11, but are guided in the slots 31.
  • the cable guide 30 ensures a positionally accurate positioning of the cascade 11 and secures it against rotation.
  • the cable guide 30 can, as shown, be an independent component that is attached to the pipe section 21, but it is also possible to form the cable guide 30 on the pipe section 21 so that it is an integral part of the support tube 20.
  • the carrier tube 20, the tube 16 and the cable guide 30 are expediently made of a material that enters into an intimate connection with the sealing compound of the insulating body 12, so that there is no gap between these components and the sealing compound after the casting.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiment shown.
  • the tube 16 can be an integral part of the tube piece 21, in other words, the inner jacket of the tube piece 21 can be designed such that a separate one Tube 16 is unnecessary.
  • the support tube according to the invention is not only applicable if, as in the arrangement described, the high-voltage output of the cascade is adjacent to the transformer, rather the application is always expedient when exact and stable positioning of the high-voltage cascade and its components can be achieved with one another should.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Farbspritzpistole mit eingebautem Hochspannungserzeuger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Farbspritzpistole ist aus der DE-A-31 26 936 bekannt.
  • Bei diesen bekannten Farbspritzpistolen erhält die Hochspannungskaskade ihre Stabilität ausschließlich durch die erhärtete Vergußmasse. Dies bringt aber die Gefahr mit sich, daß sich vor oder während des Vergusses oder während der Zeitspanne zwischen Verguß und Erhärtung der Vergußmasse Bauelemente, also Kondensatoren und Dioden, der Kaskade gegeneinander verschieben oder verdrehen, was zu Überbeanspruchungen der Kaskaden-Lötstellen und zu Isolationsproblemen führen kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, dafür Sorge zu tragen, daß eine exakte Positionierung der Bauelemente der Kaskade sowie der damit verbundenen Widerstände und Anschlußleitungen im Verguß gewährleistet ist. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.
  • Gemäß der Erfindung sind also die Kondensatoren, die Dioden und die hochspannungsseitigen Widerstände an einem einen Endflansch aufweisenden Trägerrohr angeordnet, womit sowohl eine feste Positionierung dieser Bauteile untereinander als auch der gesamten Kaskade gegenüber dem Transformator bereits vor und während des Vergusses gewährleistet ist, womit der Fertigungsausschuß vermindert und die Isolationssicherheit und Lebensdauer der Kaskade erhöht wird.
  • Wenn, wie im deutschen Patent DE-C-3 921 213 vorgeschlagen, der Hochspannungsausgang der Kaskade dem Transformator zugewandt ist, dient nach einer Weiterbildung der Erfindung der Innenraum des Trägerrohrs zur Führung der Elektroden-Zuführlitze und zur Verbindung derselben mit dem Hochspannungsausgang der Kaskade, wie dies im Patentanspruch 2 gekennzeichnet ist.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch den Transformator und Hochspannungskaskade enthaltenden Isolierstoffkörper gemäß dem erwähnten deutschen Patent DE-C-3 921 213,
    Fig. 2
    einen Längsschnitt durch ein Kaskaden-Trägerrohr gemäß vorliegender Erfindung, das bei einer Anordnung gemäß Fig. 1 verwendbar ist,
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf das Trägerrohr von Fig. 2, und zwar in Richtung des in Fig. 2 mit III bezeichneten Teils,
    Fig. 4
    einen Schnitt nach der Linie IV-IV von Fig. 2,und zwar mit auf das Trägerrohr aufgesetzten Kondensatoren und Dioden, und
    Fig. 5
    einen Querschnitt durch eine am Trägerrohr der Fig. 2 anbringbare Litzenführung.
  • Die Erfindung eignet sich, wie erwähnt, besonders für die Anwendung bei einer bei einer Transformator-Kaskaden-Anordnung nach dem deutschen Patent DE-C-3 921 213. Zum erleichterten Verständnis der Erfindung wird deshalb nachfolgend zunächst anhand der Fig. 1 diese Anordnung erläutert.
  • In Fig. 1 ist mit 10 ein Transformator und mit 11 eine Hochspannungskaskade bezeichnet, wobei diese beiden Bauteile koaxial hintereinander angeordnet und in einem gemeinsamen Isolierstoffkörper 12 zylindrischer Gestalt eingegossen sind. Dieser Isolierstoffkörper 12 ist in bekannter Weise in das Pistolenrohr der - nicht dargestellten - elektrostatischen Farbspritzpistole eingesetzt. Aus der rückwärtigen Stirnfläche des Isolierstoffkörpers 12 ragen zwei Anschlußstifte 13 zum Anschluß der Niederspannungsseite (Primärspule) des Transformators 10 an die Netzleitung hervor, aus der vorderen Stirnseite des Isolierstoffkörpers eine ummantelte Zuführlitze 14, welche die vom hochspannungsseitigen Ausgang der Kaskade 11 gelieferte Hochspannung der - ebenfalls nicht gezeichneten - Aufladeelektrode der Farbspritzpistole zuführt. Wesentlich ist nun, daß entgegen der üblichen Anordnungsweise der Hochspannungsausgang 11a der Hochspannungskaskade 11 dem Transformator 10 zugewandt, der Niederspannungseingang 11b dem Transformator 10 abgewandt ist. Die Ausgangsleitung 15 des Transformators 10 führt deshalb achsparallel zur Kaskade 11 an dieser entlang und mündet in den dem Transformator 10 abgewandten Niederspannungseingang 11b der Kaskade 11. Dabei handelt es sich bei der Leitung 15 um einen nicht-ummantelten Draht. In den Isolierstoffkörper 12 ist außerdem ein ebenfalls aus Isolierstoff bestehendes Röhrchen 16 eingegossen, das an seinem dem Transformator 10 zugewandten Ende als Steckeraufnahme ausgebildet ist. Ein vom Hochspannungsende 11a der Kaskade 11 abgehender Leitungsdraht 18 führt über bekannte Ausgangswiderstände 19 zur Steckeraufnahme des Röhrchens und ist mit dieser leitend verbunden, etwa durch eine Lötung. Das andere Ende des Röhrchens 16 mündet an der vorderen Stirnseite des Isolierstoffkörpers 12, und von diesem offenen Ende her ist die Elektroden-Zuführlitze 14 in das Röhrchen eingeführt, wobei das Vorderende der Litze abgemantelt und in die Steckeraufnahme unter Druck eingesetzt ist. Zur weiteren Verbesserung der Isolation kann eine Isolationsflüssigkeit in das Röhrchen 16 luftfrei eingefüllt und daraufhin durch einen O-Ring ein flüssigkeits- und luftdichter Verschluß erreicht werden.
  • Zur Stabilisierung der in Fig. 1 mit 11 bezeichneten Hochspannungskaskade wird nun gemäß der vorliegenden Erfindung ein Trägerrohr vorgesehen, das in Fig. 2 im Längsschnitt dargestellt ist. Dabei besteht das im ganzen mit 20 bezeichnete Trägerrohr aus einem Rohrstück 21 und einem damit einstückigen, in einem Endbereich des Rohrstücks 21 befindlichen Ringflansch 22. Der Ringflansch 22 weist, wie aus Fig.3 ersichtlich, drei Durchbohrungen 23 vergleichsweise großen Durchmessers und zwei Durchbohrungen 24 vergleichsweise kleinen Durchmessers auf. Die Innenbohrung 21a des Rohrstücks 21 weist an ihrem flanschseitigen Ende (auf der Zeichnung rechts) einen verjüngten Bereich 21b und an ihrem gegenüberliegenden Ende (auf der Zeichnung links) einen sich konisch erweiternden Bereich 21c auf.
  • Auf dem Trägerrohr 20 werden die Bauelemente der Hochspannungskaskade (Kaskade 11 von Fig. 1) angeordnet, wie dies aus Fig. 4 hervorgeht. Dabei sind zwei Pakete von Kondensatoren 25 rechts und links am Rohrstück 21a angeordnet. Oben sind am Rohrstück 21a Dioden 26 angeordnet, wobei die Kondensatorpakete durch die Dioden in bekannter Weise über Kreuz miteinander verbunden sind. Mit 27 sind Lötpunkte bezeichnet.
  • Der elektrische Anschluß der Hochspannungskaskade erfolgt folgendermaßen, wobei wiederum auf Fig. 1 Bezug genommen wird. Die aus zwei blanken Drähten bestehende Ausgangsleitung 15 des Transformators 10 wird durch die Bohrungen 24 des Flansches 22 hindurchgefädelt und unterhalb des Rohrstücks 21 parallel zu diesem bis zum linken Ende des Rohrstücks 21 geführt, wo sie dann mit dem Niederspannungseingang 11b der Kaskade 11 verbunden wird. Für die hochspannungsseitige Verbindung wird zunächst das Röhrchen 16 von links her in die Innenbohrung 21a des Trägerrohrs 20 eingeführt, worauf eine - nicht gezeichnete - Klemmhülse in den konischen Bereich 21c des Rohrstücks 21 eingepresst wird, so daß das Röhrchen 16 in der Innenbohrung 21a arretiert ist. Nunmehr wird der vom Hochspannungsende 11a der Kaskade 11 abgehende Leitungsdraht 18 durch den Bereich 21b hindurch in die erwähnte Steckeraufnahme des Röhrchens 16 eingeführt und mit dieser leitend verbunden. Die drei Ausgangswiderstände 19 der Ausgangsleitung 18 werden dabei in die drei Bohrungen 23 des Flansches 22 eingesteckt und damit sicher positioniert. Nunmehr kann der Verguß erfolgen, so daß der Isolierkörper 12 entsteht. Durch die an der vorderen Stirnseite des Isolierstoffkörpers 12 mündende Klemmhülse hindurch wird nun die Elektroden-Zuführlitze 14 in das Röhrchen eingeschoben,und das abgemantelte Vorderende der Litze wird in die am anderen Röhrchenende befindliche Steckeraufnahme unter Druck eingeschoben. Schließlich wird noch Isolieröl in das Röhrchen eingefüllt und die offene Ringspalt-Mündung durch einen O-Ring abgedichtet.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann an der nicht von elektrischen Bauelementen beanspruchten Unterseite des Rohrstücks 21 eine Kabelführung angebracht werden, wie sie in Fig. 5 im Querschnitt dargestellt ist. Diese Kabelführung 30 reicht im wesentlichen vom linken Ende (Fig. 2) des Rohrstücks 21 bis zum Flansch 22 und seine Oberseite 30a ist entsprechend dem Außenmantel des Rohrstücks 21 gekrümmt. Die Kabelführung 30 weist zwei Längsschlitze 31 auf, die zur Aufnahme der Niederspannungsdrähte 15 dienen. Die durch die Flanschbohrungen 24 hindurchgefädelten Drähte 15 verlaufen hier also nicht frei unterhalb des Rohrstücks 21 bis zum Niederspannungseingang 11b der Kaskade 11, sondern sind in den Schlitzen 31 geführt. Darüberhinaus gewährleistet die Kabelführung 30 eine lagemäßig exakte Positionierung der Kaskade 11 und sichert diese gegen ein Verdrehen. Die Kabelführung 30 kann, wie gezeichnet, ein selbständiges Bauteil sein, das am Rohrstück 21 befestigt wird, jedoch ist es auch möglich, die Kabelführung 30 an das Rohrstück 21 anzuformen, so daß sie ein integraler Bestandteil des Trägerrohrs 20 darstellt.
  • Das Trägerrohr 20, das Röhrchen 16 und die Kabelführung 30 werden zweckmäßigerweise aus einem Material hergestellt, das mit der Vergußmasse des Isolierkörpers 12 eine innige Verbindung eingeht, so daß sich nach dem Vergießen kein Spalt zwischen diesen Bauteilen und der Vergußmasse ergibt.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es beispielsweise möglich, nicht nur die Kabelführung 30 an das Trägerrohr 21 anzuformen, sondern es kann auch das Röhrchen 16 integraler Bestandteil des Rohrstücks 21 sein, anders ausgedrückt, der Innenmantel des Rohrstücks 21 kann so ausgebildet werden, daß sich ein gesondertes Röhrchen 16 erübrigt. Schließlich ist das erfindungsgemäße Trägerrohr nicht nur dann anwendbar, wenn, wie bei der beschriebenen Anordnung, der hochspannungsseitige Ausgang der Kaskade dem Transformator benachbart ist, vielmehr ist die Anwendung immer dann zweckmäßig, wenn eine exakte und stabile Positionierung der Hochspannungskaskade und deren Bauteile untereinander erreicht werden soll.

Claims (5)

  1. Elektrostatische Farbspritzpistole mit eingebautem Hochspannungserzeuger, der aus einem Transformator (10) und einer diesem nachgeschalteten, sich im Pistolenrohr erstreckenden Hochspannungskaskade (11) besteht, wobei der Niederspannungseingang (11b) der Kaskade (11) mit dem Transformatorausgang (15), ihr Hochspannungsausgang (11a) über Ausgangswiderstände (19) mit einer Zuführlitze (14) zur Pistolen-Hochspannungselektrode verbunden ist, und wobei Transformator (10) und Kaskade (11) in einem Isolierstoffkörper (12) eingegossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungskaskade (11) auf einem Trägerrohr (20) angeordnet ist, das einen Ringflansch (22) mit Bohrungen (23) zum Positionieren der Ausgangswiderstände (19) aufweist.
  2. Elektrostatische Farbspritzpistole nach Anspruch 1, bei welcher der Hochspannungsausgang (11a) der Hochspannungskaskade (11) dem Transformator (10) zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden-Zuführlitze (14) durch die Innenbohrung (21a) des Trägerrohrs (20) hindurchgeführt und innerhalb dieser Bohrung (21a) mit dem Hochspannungsausgang (11a, 18) der Hochspannungskaskade (11) verbunden ist.
  3. Elektrostatische Farbspritzpistole nach Anspruch 2, mit einem Isolierstoffröhrchen (16), dessen dem Kaskaden-Hochspannungsausgang (11a) benachbartes, als Steckeraufnahme ausgebildete Ende mit diesem leitend verbunden ist und dessen anderes Ende auf dem Isolierstoffkörper nach außen mündet, wobei in das Isolierstoffröhrchen (16) die Elektroden-Zuführlitze (14) eingeführt und mit ihrem entmantelten Ende in die Steckeraufnahme eingesteckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbohrung (21a) des Trägerrohrs (20) als Aufnahme für das Isolierstoffröhrchen (16) ausgebildet ist.
  4. Elektrostatische Farbspritzpistole nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Ringflansch (22) des Trägerrohrs (20) Führungsbohrungen (24) für die Niederspannungslitzen (15) vorgesehen sind.
  5. Elektrostatische Farbspritzpistole nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine Kabelführung (30), die am Trägerrohr (20) angebracht oder an diesem angeformt ist.
EP91107219A 1990-06-26 1991-05-03 Elektrostatische Farbspritzpistole Expired - Lifetime EP0463327B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4020289 1990-06-26
DE4020289A DE4020289C1 (de) 1990-06-26 1990-06-26

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EP0463327A3 EP0463327A3 (en) 1992-09-02
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EP91107219A Expired - Lifetime EP0463327B1 (de) 1990-06-26 1991-05-03 Elektrostatische Farbspritzpistole

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US (1) US5184276A (de)
EP (1) EP0463327B1 (de)
JP (1) JPH06339646A (de)
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