EP0701867A1 - Einrichtung zum Aufladen und Abgeben elektrisch leitfähigen Sprühgutes - Google Patents

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Publication number
EP0701867A1
EP0701867A1 EP95114671A EP95114671A EP0701867A1 EP 0701867 A1 EP0701867 A1 EP 0701867A1 EP 95114671 A EP95114671 A EP 95114671A EP 95114671 A EP95114671 A EP 95114671A EP 0701867 A1 EP0701867 A1 EP 0701867A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
spray
spray material
electrically conductive
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP95114671A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ferdinand Gübeli
Roman Frick
Georg Simon
Eugen Spirig
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.)
Wagner International AG
Original Assignee
Wagner International AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wagner International AG filed Critical Wagner International AG
Publication of EP0701867A1 publication Critical patent/EP0701867A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B05B5/16—Arrangements for supplying liquids or other fluent material
    • B05B5/1608—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive

Definitions

  • the invention relates to a device for charging and dispensing electrically conductive spray material.
  • the device for charging and dispensing electrically conductive spray material according to the present invention generally comprises a storage container for the spray material and a spray device, for example a hand-held spray gun or an atomizing head in a coating system, which is connected to the storage container via a connecting line connected is.
  • a high-voltage generator is also provided to electrostatically charge the spray material.
  • the spray material is conveyed from the storage container to the spray device, for example by means of compressed air, and atomized and ejected at the outlet opening of the spray gun.
  • Such spray coating devices are generally used for electrostatically charging, atomizing and dispensing electrically conductive, liquid coating materials.
  • a difficulty that arises with such spray coating devices is to dissipate the high voltage applied to an earth potential via the electrically conductive spray material. Furthermore, the high voltage applied can at least partially be emitted by the components through which the spray material passes, so that voltage losses occur.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a device for charging and dispensing electrically conductive spray material which uses a simply constructed and light spray device to dispense the electrostatically charged spray material to a grounded workpiece. Voltage losses due to radiation of the high voltage should be kept low.
  • the problem underlying the invention essentially becomes solved in that a container made of electrically insulating material, preferably plastic, receives the electrically conductive spray material and that the high-voltage generator is arranged on, preferably in or under the bottom of the container, wherein sufficient insulation between the container body and the high-voltage generator is ensured.
  • the high voltage output of the high voltage generator is connected to the interior of the insulated container in order to electrostatically charge the spray material.
  • the electrostatic potential generated in this way is transmitted through the liquid column from the container via the connecting line to the spray device, so that electrostatically charged spray material can be dispensed from the outlet opening of the spray device.
  • the high voltage generator is grounded outside the container.
  • the device according to claim 1 has the advantage that the actual spray device, for example a hand spray gun, can be realized with a comparatively simple and inexpensive structure. It does not require a power supply cable, be it for a low voltage or be it for a high voltage, and it does not necessarily have to have an electrode for electrostatically charging the spray material, as in known devices of this type. As a result, the spraying device can be manufactured and used inexpensively and insensitive to operational disturbances. By installing the high-voltage generator in the bottom of the container, it is protected against mechanical influences, and the overall system becomes particularly compact and easy to handle.
  • the boiling voltage output of the high voltage generator is led to a ground potential outside the container via a so-called bleeder resistor.
  • a further, interchangeable spray material container is inserted into the container made of the electrically insulating material, the outer container and the interchangeable spray material container being in contact only at the installation points of the spray material container and being otherwise separated from one another by a compressed air cushion.
  • the high-voltage output of the high-voltage generator is connected to a stick electrode which projects into the interior of the container or the spray material container.
  • the rod electrode is designed, for example, in such a way that it penetrates the bottom of the container and extends vertically through the interior of the container or the spray material container.
  • the inner spray material container has an electrically conductive base, preferably made of an electrically conductive plastic, and this electrically conductive base is connected to the high-voltage output of the high-voltage generator, so that the spray material in the spray material container is electrostatically charged via its base.
  • a power supply unit can be provided which transforms the mains voltage into a low voltage and feeds it to a low-voltage input of the high-voltage generator. If the power supply unit is arranged together with the high-voltage generator under the bottom of the container, the coating device can be implemented with a particularly compact structure.
  • All components which carry spray material are preferably also made of an electrically insulating material in order to avoid voltage losses due to radiation of the high voltage.
  • a spray coating device 10 which is provided in a coating booth 12 and charges an electrically conductive coating agent, for example a lacquer, electrostatically and delivers it to an earthed workpiece 14 which passes through the coating booth.
  • the spray coating device 10 comprises a pressure container 16 with a container lid 18 and a base 20, which forms the bottom of the pressure container, a spray gun 22 and a connecting line 24 from the pressure container 16 to the spray gun 22.
  • an exchangeable spray material container 26 is provided in the interior of the pressure container 16.
  • a high voltage generator 28 and a bleeder resistor 30 are accommodated in the base 20 of the pressure vessel.
  • the low-voltage input of the high-voltage generator is connected to the output of a power supply 32 via a supply line 54.
  • the pressure vessel 16 consists of an insulating material, for example plastic, so that its interior is electrically insulated from the surroundings and from the high-voltage generator 28 accommodated in the base 20.
  • the high-voltage generator could also be provided outside the pressure vessel, preferably under the bottom of the container, but the installation of the high-voltage generator in the bottom of the container contributes to a particularly compact and easy-to-use structure of the spray coating system and also enables protected installation of the high-voltage generator. In any case, it must be ensured that there is sufficient insulation between the interior of the container 16, and thus the spray material, and the high-voltage generator 28.
  • the pressure vessel 16 is connected via the compressed air line 36 to a compressed air source, not shown.
  • the spray material in the pressure vessel 16 is pressurized in order to be able to convey it to the spray gun 22 via the connecting line 24.
  • Other possibilities known to those skilled in the art for conveying liquid spray material can be used instead of compressed air.
  • a further interchangeable spray material container 26 is provided in the pressure container 16. Apart from its installation points in the pressure container 16, the spray material container 26 is separated from it by an air cushion. On the one hand, this creates additional insulation of the spray material relative to the environment, and on the other hand, the exchangeable spray material container 26 simplifies the cleaning of the system and the change of spray material, for example when changing colors in a paint coating system.
  • an electrical contact leads to the rod electrode 34, which penetrates the container bottom and extends vertically through the spray material container 26, so that a constant, uniform charging of the spray material is achieved regardless of the level of the spray material container with spray material.
  • the second branch leads via the bleeder resistor 30 to an earth potential lying outside the container.
  • the bleeder resistor 30 has a resistance value of the order of a few G ⁇ , preferably 2 to 10 G ⁇ , and it ensures that when the high voltage is switched off, which is in the range from a few kV to a few 100 kV, the electrostatic potential in the overall system is quickly and controlled is dissipated against ground.
  • the power supply 32 Outside the pressure vessel 16 is the power supply 32, with which the mains voltage is transformed to a low voltage which is fed to the low voltage input of the high voltage generator 28 via the supply line 54.
  • the power supply unit supplies the high-voltage generator, which forms a passive component, with a square-wave signal of 18 to 26 kHz.
  • the power supply 32 is also connected via the control line 56 to a switching device, for example a reed switch, which is closed by a magnet in the trigger guard of the spray gun.
  • a switching device for example a reed switch, which is closed by a magnet in the trigger guard of the spray gun.
  • the power supply 32 for controlling the high voltage in the base 20 or under the tank bottom in order to make the entire system even more compact.
  • the electrically insulated pressure container 16 and the spray material container 26 are connected to the spray gun 22 via the likewise electrically insulated hose line 24.
  • the structure of the spray gun 22 corresponds to a conventional hand spray gun, which essentially consists of a grounded gun body, a handle, a connection for the spray material and a spray material duct leading to an ejection nozzle, as well as a valve and a trigger guard for opening and closing the spray material duct through the valve.
  • the spray gun does not have to have an electrode connected to the high-voltage output of the high-voltage generator for charging the spray material in the gun, as in the devices according to the prior art, because the spray material which is already electrostatically charged is conveyed from the spray material container 26 to the gun via the hose line 24.
  • all components of the spray gun, which carry spray material, and in particular the spray material channel are made of an electrically insulating material in order to prevent voltage losses due to electrostatic radiation.
  • the spray gun delivers the electrically charged spray material to the grounded workpiece 14.
  • an airless (airless), air-assisted (aircoat or air-mix) or air atomization in a general form or in the sense of the HVLP (high volume low pressure) process can be provided.
  • 1 shows a system with air atomization in which the pressure vessel 16 is pressurized via the compressed air line 36 in order to convey the electrostatically charged spray material to the spray gun 22.
  • the spray gun 22 is supplied with compressed air via the compressed air line 38 in order to atomize the sprayed material at the nozzle.
  • a needle electrode in or in the region of the nozzle in the spray gun 22.
  • This electrode is not itself connected to a voltage source, but is brought to the same potential as the spray material by the fact that the end of the electrode located in the spray gun comes into contact with the spray material. This improves the bundling and the separation efficiency of the sprayed material.
  • the compressed air lines 36, 38 are also made of an insulating material, especially plastic, manufactured to prevent the electrostatic potential from being dissipated via these lines. It is particularly advantageous to use very dry compressed air so that electrostatic losses are minimized.
  • the compressed air lines 36, 38 and the hose line 24 for the spray material cannot be produced from an insulating material in such a way that they reliably prevent the emission of electrostatic potential to the environment, it can also be provided that these lines have a Conductive wire mesh or the like are surrounded, which is connected to earth potential, so as to remove any remaining minor electrostatic charges against ground.
  • a similar conductive braid can also be provided as a jacket for the pressure vessel 16.
  • FIG. 1 the pressure vessel 16 of FIG. 1 is shown with further details. Corresponding components are identified by the same reference numerals as in FIG. 1.
  • the high-voltage generator 28 and the bleeder resistor 30 are accommodated in the base 20 of the container 16.
  • the high-voltage output 16 of the high-voltage generator 28 is connected to the rod electrode 34, which is guided through the pressure container 16 and into the spray material container 26 from above and extends vertically to the bottom thereof.
  • a spray material line 48 leads from the bottom of the spray material container 26 through the pressure container 16 to a spray material connection 50 in the base 20 of the pressure container, which can be connected to the connecting line 24 to the spray gun 22.
  • Also provided in the base 20 is a connection 52 for compressed air, which leads into the interior of the pressure vessel 16.
  • An overpressure valve 42 is provided in the lid 18 of the pressure container, which is activated when a predetermined value is exceeded Threshold for the pressure in the pressure vessel opens.
  • FIG. 3 An alternative embodiment of the pressure vessel 16 is shown in FIG. 3, with corresponding components being designated with the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2.
  • the pressure vessel of FIG. 3 differs from that of FIG. 2 in that the stick electrode 34 is missing. Instead, the bottom 44 of the spray material container 26 is made of an electrically conductive material and is connected via a contact 46 to the high-voltage generator 28 and the discharge resistor 30. The remaining part of the spray material container 26, that is to say its walls,, on the other hand, are made of electrically insulating material, as in the embodiment of FIG. This alternative embodiment ensures, on the one hand, a uniform and good charging of the spray material for each filling level of the spray material container 26, on the other hand a very simple and efficient structure of the container for receiving the spray material is achieved.
  • the spray material container base 44 preferably consists of electrically conductive plastic.
  • the device according to the invention for charging and dispensing electrically conductive spray material creates a system in which the spray gun is light because it does not require a supply cable for low voltage or high voltage and does not require its own high voltage generator.
  • a system is inexpensive and insensitive to breakdowns.
  • all components of the system which carry spray material, in particular at least the walls of the spray material container, the pressure container, the connecting line from the spray material container to the gun, the compressed air lines and the spray material channel in the gun are made of electrically insulating material in order to prevent the high voltage from being emitted.

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Abstract

Einrichtung zum Aufladen und Abgeben elektrisch leitfähigen Sprühgutes, mit einem Behälter (16) zur Aufnahme des Sprühgutes, der aus einem elektrisch isolierenden Material besteht,einer Sprühvorrichtung (22) zum Ausbringen des Sprühgutes, einer Verbindungsleitung (24) von dem Behälter (16) zur Sprühvorrichtung (22) und einem Hochspannungserzeuger (28), der von dem Innenraum des Behälters (16) elektrisch isoliert ist, wobei der Hochspannungsausgang des Hochspannungserzeugers (28) mit dem Sprühgut im Inneren des Behälters (16) in Verbindung steht und über einen Ableitwiderstand (30) außerhalb des Behälters (16) geerdet ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Aufladen und Abgeben elektrisch leitfähigen Sprühgutes.
  • Die Einrichtung zum Aufladen und Abgeben elektrisch leitfähigen Sprühgutes gemäß der vorliegenden Erfindung, im folgenden einfacher als Sprühbeschichtungseinrichtung bezeichnet, umfaßt im allgemeinen einen Vorratsbehälter für das Sprühgut und eine Sprühvorrichtung, beispielsweise eine Handsprühpistole oder einen Zerstäubungskopf in einer Beschichtungsanlage, die über eine Verbindungsleitung mit dem Vorratsbehälter verbunden ist. Ferner ist ein Hochspannungserzeuger vorgesehen, um das Sprühgut elektrostatisch aufzuladen.
  • Das Sprühgut wird beispielsweise mittels Druckluft vom Vorratsbehälter zur Sprühvorrichtung gefördert und an der Austrittsöffnung der Sprühpistole zerstäubt und ausgestoßen.
  • Solche Sprühbeschichtungseinrichtungen werden allgemein zum elektrostatischen Aufladen, Zerstäuben und Abgeben von elektrisch leitfähigen, flüssigen Beschichtungsstoffen eingesetzt.
  • Sie eignen sich insbesondere für flüssige Farben und Lacke, welche elektrostatisch aufgeladen und dann auf ein geerdetes Werkstück gesprüht werden. Sie können jedoch auch für andere elektrisch leitfähige Beschichtungsflüssigkeiten, wie Öle, Reinigungsflüssigkeiten, Kunststoff-Beschichtungsmittel und dergleichen, verwendet werden.
  • Eine Schwierigkeit, die bei solchen Sprühbeschichtungseinrichtungen auftritt, besteht darin, die angelegte Hochspannung über das elektrisch leitfähige Sprühgut zu einem Erdpotential abzuführen. Ferner kann die angelegte Hochspannung zumindest teilweise von den Komponenten, welche das Sprühgut durchläuft, abgestrahlt werden, so daß Spannungsverluste entstehen.
  • Bei herkömmlichen Sprühbeschichtungseinrichtungen, insbesondere bei elektrostatischen Beschichtungsvorrichtungen mit handgehaltenen Sprühpistolen, werden diese Schwierigkeiten häufig dadurch vermieden, daß die Hochspannungselektrode nicht direkten Kontakt mit dem Beschichtungsstoff hat, um die Verluste gering zu halten. Dadurch wird die Sprühvorrichtung jedoch relativ schwer bzw. schlechter handhabbar.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Aufladen und Abgeben elektrisch leitfähigen Sprühgutes anzugeben, die eine einfach aufgebaute und leichte Sprühvorrichtung verwendet, um das elektrostatisch aufgeladene Sprühgut an ein geerdetes Werkstück abzugeben. Spannungsverluste aufgrund einer Abstrahlung der Hochspannung sollen gering gehalten werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung zum Aufladen und Abgeben elektrisch leitfähigen Sprühgutes mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst, daß ein Behälter aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise Kunststoff, das elektrisch leitfähige Sprühgut aufnimmt und daß der Hochspannungserzeuger am, vorzugsweise im oder unter dem Behälterboden, angeordnet ist, wobei eine ausreichende Isolation zwischen dem Behälterkörper und dem Hochspannungserzeuger sichergestellt ist. Der Hochspannungsausgang des Hochspannungserzeugers ist mit dem Innenraum des isolierten Behälters verbunden, um das Sprühgut elektrostatisch aufzuladen. Das so erzeugte elektrostatische Potential wird durch die Flüssigkeitssäule vom Behälter über die Verbindungsleitung zur Sprühvorrichtung übertragen, so daß elektrostatisch aufgeladenes Sprühgut von der Auslaßöffnung der Sprühvorrichtung abgegeben werden kann. Außerhalb des Behälters ist der Hochspannungserzeuger geerdet.
  • Die Einrichtung gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, daß die eigentliche Sprühvorrichtung, beispielsweise eine Handsprühpistole, mit einem vergleichsweise einfachen und wenig aufwendigen Aufbau realisiert werden kann. Sie benötigt kein Stromversorgungskabel, sei es für eine Niederspannung, sei es für eine Hochspannung, und sie muß auch nicht zwingend eine Elektrode zur elektrostatischen Aufladung des Sprühgutes aufweisen, wie bei bekannten derartigen Einrichtungen. Dadurch kann die Sprühvorrichtung kostengünstig und unempfindlich gegen Betriebsstörungen hergestellt und benutzt werden. Durch den Einbau des Hochspannungserzeugers im Boden des Behälters ist dieser gegen mechanische Einwirkungen geschützt, und das Gesamtsystem wird besonders kompakt und gut handhabbar.
  • Um sicherzustellen, daß zum Zeitpunkt des Abschaltens der Hochspannung zuverlässig das im Gesamtsystem vorhandene elektrostatische Potential innerhalb einer angemessenen kurzen Zeitspanne abgebaut wird, ist der Kochspannungsausgang des Hochspannungserzeugers über einen sogenannten Ableitwiderstand zu einem außerhalb des Behälter liegenden Erdpotential geführt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in den Behälter aus dem elektrisch isolierenden Material ein weiterer, austauschbarer Sprühgutbehälter eingesetzt, wobei der äußere Behälter und der austauschbare Sprühgutbehälter nur an den Aufstellpunkten des Sprühgutbehälters in Kontakt stehen und ansonsten durch ein Druckluftpolster voneinander getrennt sind. Dadurch lassen sich beispielweise bei einer Farbbeschichtungsanlage Farbwechsel leichter und schneller durchführen, und der Aufwand für eine Zwischenreinigung wird erheblich verringert.
  • Bei einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist der Hochspannungsausgang des Hochspannungserzeugers mit einer Stabelektrode verbunden, die in den Innenraum des Behälters bzw. des Sprühgutbehälters hineinragt. Dabei ist die Stabelektrode beispielsweise so ausgebildet, daß sie den Behälterboden durchdringt und sich vertikal durch den Innenraum des Behälters bzw. des Sprühgutbehälters erstreckt.
  • Bei einer anderen Ausführungsform weist der innere Sprühgutbehälter einen elektrisch leitenden Boden auf, vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Kunststoff, und dieser elektrisch leitende Boden ist mit dem Hochspannungsausgang des Hochspannungserzeugers verbunden, so daß das Sprühgut in dem Sprühgutbehälter über dessen Boden elektrostatisch aufgeladen wird.
  • Ferner kann ein Netzgerät vorgesehen sein, welches die Netzspannung in einer Niederspannung transformiert und einem Niederspannungseingang des Hochspannungserzeugers zuführt. Wenn das Netzgerät zusammen mit dem Hochspannungserzeuger unter dem Behälterboden angeordnet ist, kann die Beschichtungsvorrichtung mit einem besonders kompakten Aufbau realisiert werden.
  • Vorzugsweise sind sämtliche Komponenten, welche Sprühgut führen, wie die Verbindungsleitung, die Sprühvorrichtung und Anschlußleitungen für Druckluft, ebenfalls aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt, um Spannungsverluste aufgrund einer Abstrahlung der Hochspannung zu vermeiden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die Zeichnungen. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Aufladen und Abgeben elektrisch leitfähigen Sprühgutes,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform des Behälters zur Aufnahme des Sprühgutes in der Einrichtung von Fig. 1, und
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform des Behälters zur Aufnahme des Sprühgutes in der Einrichtung von Fig. 1.
  • In Fig. 1 ist beispielhaft eine Sprühbeschichtungseinrichtung 10 dargestellt, welche in einer Beschichtungskabine 12 vorgesehen ist und ein elektrisch leitfähiges Beschichtungsmittel, beispielsweise einen Lack, elektrostatisch auflädt und an ein geerdetes Werkstück 14, welches die Beschichtungskabine durchläuft, abgibt. Die Sprühbeschichtungseinrichtung 10 umfaßt einen Druckbehälter 16 mit einem Behälterdeckel 18 und einem Sockel 20, welcher den Boden des Druckbehälters bildet, eine Sprühpistole 22 und eine Verbindungsleitung 24 vom Druckbehälter 16 zur Sprühpistole 22. Im Innenraum des Druckbehälters 16 ist ein austauschbarer Sprühgutbehälter 26 vorgesehen. Ein Hochspannungserzeuger 28 und ein Ableitwiderstand 30 sind im Sockel 20 des Druckbehälters untergebracht. Der Niederspannungseingang des Hochspannungserzeugers ist über eine Versorgungsleitung 54 mit dem Ausgang eines Netzteils 32 verbunden, sein Hochspannungsausgang ist einerseits über den Ableitwiderstand 30 gegen Masse geführt und andererseits über eine Stabelektrode 34 mit dem Innenraum des Sprühgutbehälters 26 verbunden. Druckluftleitungen 36 und 38 sind an den Druckbehälter 16 bzw. an die Sprühpistole 22 angeschlossen. Das Netzteil 32 ist an ein übliches Stromversorgungsnetz 40 angeschlossen und geerdet. Eine Steuerleitung 56 führt vom Netzgerät 32 zur Sprühpistole 22.
  • Der Druckbehälter 16 besteht aus einem isolierenden Material, beispielsweise Kunststoff, so daß sein Innenraum zur Umgebung und zu dem im Sockel 20 untergebrachten Hochspannungserzeuger 28 elektrisch isoliert ist. Der Hochspannungserzeuger könnte auch außerhalb des Druckbehälters, vorzugsweise unter dem Behälterboden, vorgesehen werden, wobei jedoch der Einbau des Hochspannungserzeugers im Behälterboden zu einem besonders kompakten und leicht handhabbaren Aufbau der Sprühbeschichtungsanlage beiträgt und zusätzlich einen geschützten Einbau des Hochspannungserzeugers ermöglicht. In jedem Fall muß gewährleistet sein, daß zwischen dem Innenraum des Behälters 16, und damit dem Sprühgut, und dem Hochspannungserzeuger 28 eine ausreichende Isolation gegeben ist.
  • Der Druckbehälter 16 ist über die Druckluftleitung 36 an eine nicht gezeigte Druckluftquelle angeschlossen. Dadurch wird das Sprühgut im Druckbehälter 16 unter Druck gesetzt, um es über die Verbindungsleitung 24 zur Sprühpistole 22 fördern zu können. Andere, dem Fachmann bekannte Möglichkeiten zur Förderung von flüssigem Sprühgut können anstelle von Druckluft eingesetzt werden.
  • Bei der gezeigten Ausführungsform ist in dem Druckbehälter 16 ein weiterer austauschbarer Sprühgutbehälter 26 vorgesehen. Der Sprühgutbehälter 26 ist abgesehen von seinen Aufstellpunkten im Druckbehälter 16 von diesem durch ein Luftpolster getrennt. Dadurch wird einerseits eine zusätzliche Isolation des Sprühgutes relativ zur Umgebung geschaffen, andererseits erleichtert der austauschbare Sprühgutbehälter 26 die Reinigung der Anlage und den Wechsel von Sprühgut, beispielsweise bei einem Farbwechsel in einer Farbbeschichtungsanlage.
  • Vom Hochspannungsausgang des Hochspannungserzeugers 28 zweigen funktional zwei Wege ab. Einerseits führt ein elektrischer Kontakt zu der Stabelektrode 34, welche den Behälterboden durchdringt und sich vertikal durch den Sprühgutbehälter 26 erstreckt, so daß unabhängig vom Füllstand des Sprühgutbehälters mit Sprühgut eine konstante, gleichmäßige Aufladung des Sprühgutes erzielt wird. Der zweite Zweig führt über den Ableitwiderstand 30 zu einem außerhalb des Behälters liegenden Erdpotential. Der Ableitwiderstand 30 hat einen Widerstandswert in der Größenordnung von einigen GΩ, vorzugsweise 2 bis 10 GΩ, und er gewährleistet, daß beim Abschalten der Hochspannung, welche im Bereich von wenigen kV bis zu einigen 100 kV liegt, das elektrostatische Potential im Gesamtsystem schnell und kontrolliert gegen Masse abgeführt wird.
  • Bei der gezeigten Sprühbeschichtungsvorrichtung wird zwangsläufig ein Teil des vom Hochspannungserzeugers 28 erzeugten Potentiales über den Ableitwiderstand 30 gegen Masse abgegeben. Dadurch daß der Widerstandswert des Ableitwiderstandes sehr hoch ist, werden jedoch die Verluste gering gehalten. Andererseits wird durch diese Anordnung sichergestellt, daß zum Zeitpunkt des Abschaltens der Hochspannung zuverlässig das in der gesamten Einrichtung vorhandene elektrostatische Potential über die Spruhgutsäule in der Schlauchleitung 24 und das im Sprühgutbehälter 26 befindliche Sprühgut in angemessen kurzer Zeit gegen Masse abgeleitet wird.
  • Außerhalb des Druckbehälters 16 befindet sich das Netzgerät 32, mit dem die Netzspannung auf eine Niederspannung transformiert wird, welche über die Versorgungsleitung 54 dem Niederspannungseingang des Hochspannungserzeugers 28 zugeführt wird.
  • Das Netzgerät speist den eine passive Komponente bildenden Hochspannungserzeuger mit einem Rechtecksignal von 18 bis 26 kHz.
  • Das Netzgerät 32 ist ferner über die Steuerleitung 56 mit einer Schaltvorrichtung verbunden, beispielsweise einem Reedschalter, welcher durch einen Magneten im Abzugsbügel der Sprühpistole geschlossen wird. Bei Betätigung des Abzugsbügel wird eine Steuerspannung an das Netzgerät abgegeben, um die Hochspannung nur dann einzuschalten, wenn sie tatsächlich benötigt wird.
  • Es ist möglich, das Netzgerät 32 zur Steuerung der Hochspannung im Sockel 20 oder unter dem Behälterboden anzuordnen, um die gesamte Anlage noch kompakter zu gestalten.
  • Der elektrisch isolierte Druckbehälter 16 bzw. der Sprühgutbehälter 26 stehen über die ebenfalls elektrisch isolierte Schlauchleitung 24 mit der Sprühpistole 22 in Verbindung. Der Aufbau der Sprühpistole 22 entspricht einer üblichen Handsprühpistole, die im wesentlichen aus einem geerdeten Pistolenkörper, einem Handgriff, einem Anschluß für das Sprühgut und einem zu einer Ausstoßdüse führenden Sprühgutkanal sowie einem Ventil und einem Abzugsbügel zum Öffnen und Schließen des Sprühgutkanales durch das Ventil besteht. Die Sprühpistole muß jedoch nicht wie bei den Einrichtungen nach dem Stand der Technik eine mit dem Hochspannungsausgang des Hochspannungserzeugers verbundene Elektrode zum Aufladen des Sprühgutes in der Pistole aufweisen, weil das bereits elektrostatisch aufgeladene Sprühgut über die Schlauchleitung 24 vom Sprühgutbehälter 26 zur Pistole gefördert wird. Vorzugsweise bestehen sämtliche Bauteile der Sprühpistole, welche Sprühgut führen, und insbesondere der Sprühgutkanal aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff, um zu verhindern, daß Spannungsverluste aufgrund elektrostatischer Abstrahlung entstehen. Die Sprühpistole gibt das elektrisch aufgeladene Sprühgut an das geerdete Werkstück 14 ab.
  • Bei der elektrostatischen Sprüheinrichtung nach der Erfindung ist es unerheblich, welches Zerstäubungsverfahren zur Abgabe des Sprühgutes an das Werkstück eingesetzt wird. Es kann eine luftlose (airless), eine luftunterstützte (Aircoat oder Air-Mix) oder eine Luftzerstäubung in allgemeiner Form oder im Sinne des HVLP (high volume low pressure)-Verfahrens vorgesehen werden. In Fig. 1 ist ein System mit Luftzerstäubung dargestellt, bei dem der Druckbehälter 16 über die Druckluftleitung 36 mit Druck beaufschlagt wird, um so das elektrostatisch aufgeladene Sprühgut zur Sprühpistole 22 zu fördern. Andererseits wird der Sprühpistole 22 über die Druckluftleitung 38 Druckluft zugeführt, um die Zerstäubung des geförderten Sprühgutes an der Düse zu bewirken.
  • Weiterhin hat es sich für den Auftragswirkungsgrad des elektrisch leitenden Sprühgutes auf das Werkstück und für einen verbesserten Umgriff als vorteilhaft erwiesen, in oder im Bereich der Düse in der Sprühpistole 22 zusätzlich eine Nadelelektrode anzuordnen. Diese Elektrode ist nicht selbst mit einer Spannungsquelle verbunden, sondern sie wird dadurch, daß das in der Sprühpistole befindliche Ende der Elektrode mit dem Sprühgut in Kontakt kommt, auf dasselbe Potential wie das Sprühgut gebracht. Dadurch wird eine Verbesserung der Bündelung und des Abscheidewirkungsgrades des ausgestoßenen Sprühgutes erreicht.
  • Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind auch die Druckluftleitungen 36, 38 aus einem isoierenden Material, insbesondere Kunststoff, hergestellt, um eine Ableitung des elektrostatischen Potentials über diese Leitungen zu verhindern. Besonders vorteilhaft ist es, sehr trockene Druckluft zu verwenden, so daß elektrostatische Verluste minimiert werden.
  • Für den Fall, daß die Druckluftleitungen 36, 38 und die Schlauchleitung 24 für das Sprühgut nicht so aus einem isolierenden Werkstoff hergestellt werden können, daß sie die Abstrahlung von elektrostatischem Potential an die Umgebung sicher verhindern, kann auch vorgesehen sein, daß diese Leitungen mit einem leitfähigen Drahtgeflecht oder dergleichen umgeben werden, welches an Erdpotential gelegt wird, um so noch verbleibende geringfügige elektrostatische Ladungen gezielt gegen Masse abzuführen. Ein ähnliches leitfähiges Geflecht kann auch als Ummantelung für den Druckbehälter 16 vorgesehen sein.
  • In Fig. 2 ist der Druckbehälter 16 von Fig. 1 mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Sich entsprechende Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind der Hochspannungserzeuger 28 und der Ableitwiderstand 30 im Sockel 20 des Behälters 16 untergebracht. Der Hochspannungsausgang 16 des Hochspannungserzeugers 28 ist mit der Stabelektrode 34 verbunden, die durch den Druckbehälter 16 und von oben in den Sprühgutbehälter 26 hinein geführt ist und sich vertikal bis zu dessen Boden erstreckt. Eine Sprühgutleitung 48 führt vom Boden des Sprühgutbehälters 26 durch den Druckbehälter 16 zu einem Sprühgutanschluß 50 im Sockel 20 des Druckbehälters, der mit der Verbindungsleitung 24 zur Sprühpistole 22 verbindbar ist. Ebenfalls im Sockel 20 ist ein Anschluß 52 für Druckluft vorgesehen, der in den Innenraum des Druckbehälters 16 führt. Im Deckel 18 des Druckbehälters ist ein Überdruckventil 42 vorgesehen, welches sich bei Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes für den Druck im Druckbehälter öffnet.
  • Eine alternative Ausgestaltung des Druckbehälters 16 ist in Fig. 3 gezeigt, wobei entsprechende Komponenten mit denselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 bezeichnet sind.
  • Der Druckbehälter von Fig. 3 unterscheidet sich von dem von Fig. 2 dadurch, daß die Stabelektrode 34 fehlt. Statt dessen ist der Boden 44 des Sprühgutbehälters 26 aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt und über einen Kontakt 46 mit dem Hochspannungserzeuger 28 und dem Ableitwiderstand 30 verbunden. Der übrige Teil des Sprühgutbehälters 26, also seine Wände, bestehen dagegen wie bei der Ausgestaltung von Fig. 2 aus elektrisch isolierendem Material und sind vom Druckbehälter 16 und der Umgebung elektrisch isoliert. Durch diese alternative Ausgestaltung wird einerseits für jeden Füllstand des Sprühgutbehälters 26 eine gleichmäßige und gute Aufladung des Sprühgutes gewährleistet, andererseits wird ein sehr einfacher und effizienter Aufbau des Behälters zur Aufnahme des Sprühgutes erreicht. Vorzugsweise besteht der Sprühgutbehälterboden 44 aus elektrisch leitfähigen Kunststoff.
  • Durch die erfindungsgemäße Einrichtung zum Aufladen und Abgeben elektrisch leitfähigen Sprühgutes wird ein System geschaffen, bei dem die Sprühpistole leicht ist, weil sie kein Versorgungskabel für Niederspannung oder Hochspannung und keinen eigenen Hochspannungserzeuger benötigt. Ein solches System ist preiswert und unempfindlich gegen Betriebsstörungen. Vorzugsweise bestehen sämtliche Komponenten des Systemes, welche Sprühgut führen, insbesondere zumindest die Wände des Sprühgutbehälter, der Druckbehälter, die Verbindungsleitung vom Sprühgutbehälter zur Pistole, die Druckluftleitungen und der Sprühgutkanal in der Pistole aus elektrisch isolierendem Material, um eine Abstrahlung der Hochspannung zu verhindern.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (10)

  1. Einrichtung zum Aufladen und Abgeben elektrisch leitfähigen Sprühgutes, mit
    einem Behälter (16) aus einem elektrisch isolierenden Material zur Aufnahme des Sprühgutes,
    einer Sprühvorrichtung (22) zum Ausbringen des Sprühgutes,
    einer Verbindungsleitung (24) für das Sprühgut von dem Behälter (16) zur Sprühvorrichtung (22) und
    einem Hochspannungserzeuger (28) zum elektrostatischen Aufladen des Sprühgutes, der im Behälterboden (20) vorgesehen und gegenüber dem Behälterkörper elektrisch isoliert ist und
    dessen Hochspannungsausgang (28) mit dem Sprühgut im Behälter (16) elektrisch leitend in Verbindung steht und über einen Ableitwiderstand (30) zu einem außerhalb des Behälters (16) liegenden Erdpotential geführt ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Behälter (16) und wahlweise an der Sprühvorrichtung (22) Druckluftanschlüsse vorgesehen sind.
  3. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
    gekennzeichnet, daß in den Behälter (16) aus dem elektrisch isolierenden Material ein Sprühgutbehälter (26) einsetzbar ist, wobei der Behälter (16) aus dem elektrisch isolierenden Material und der Sprühgutbehälter (26) durch ein Druckluftpolster weitgehend voneinander getrennt sind.
  4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
    gekennzeichnet, daß der Hochspannungsausgang des Hochspannungserzeugers (28) mit einer Stabelektrode (34) verbunden ist, die in den Innenraum des Behälters (16) bzw. des Sprühgutbehälters (26) hineinragt.
  5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabelektrode (34) den Behälterboden (20) durchdringt und sich vertikal durch den Innenraum des Behälters (16) bzw. des Sprühgutbehälters (26) erstreckt.
  6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühgutbehälter (26) einen elektrisch leitenden Boden (44), vorzugsweise aus einem elektrisch leitenden Kunststoff, aufweist und dieser elektrisch leitende Boden mit dem Hochspannungsausgang des Hochspannungserzeugers (28) verbunden ist.
  7. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
    gekennzeichnet, daß ein Netzgerät (32) vorgesehen ist, welches die Netzspannung in eine Niederspannung transformiert und dem Niederspannungseingang des Hochspannungserzeugers (28) zuführt und in oder unter dem Behälterboden (20) angeordnet ist.
  8. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (24) vom Behälter (16) zur Sprühvorrichtung (22) aus einem elektrisch isolierenden Material besteht und daß Druckluftleitungen (36, 38) zum Behälter (16) und wahlweise zur Sprühvorrichtung (22) vorgesehen sind, welche aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen.
  9. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nadelelektrode im Bereich Auslaßöffnung für das Sprühgut in der Sprühvorrichtung (22) angeordnet ist.
  10. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (16) von einem leitfähigen Schirm umgeben ist, der an das Erdpotential gelegt ist.
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