EP1068023A1 - High voltage source rotary spray - Google Patents

High voltage source rotary spray

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Publication number
EP1068023A1
EP1068023A1 EP98913638A EP98913638A EP1068023A1 EP 1068023 A1 EP1068023 A1 EP 1068023A1 EP 98913638 A EP98913638 A EP 98913638A EP 98913638 A EP98913638 A EP 98913638A EP 1068023 A1 EP1068023 A1 EP 1068023A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
spray
housing
voltage source
atomizer according
Prior art date
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Granted
Application number
EP98913638A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1068023B1 (en
Inventor
Gunther BÖRNER
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ABB Patent GmbH
Original Assignee
ABB Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by ABB Patent GmbH filed Critical ABB Patent GmbH
Publication of EP1068023A1 publication Critical patent/EP1068023A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1068023B1 publication Critical patent/EP1068023B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • 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
    • B05B5/0533—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes
    • 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
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces

Definitions

  • the invention relates to a rotary spray atomizer for applying electrically conductive paint, in particular water-based paint, to surfaces with a housing in which a drive motor is arranged for the rotary actuation of a spray head attached to the front and connected to a paint supply, which dispenses the supplied paint as a result of rotation in a spray mist. and with at least two concentrically arranged electrodes extending parallel to the longitudinal axis of the housing towards the front, fed by at least one high-voltage source and accommodated in electrode holders, which produce an electric field which acts on the spray mist emitted by the spray head against the application surface.
  • Rotary spray atomizers have long been known in the prior art for electrostatic coating with electrically conductive paint (DE 31 30 096 C2 or DE 31 51 929 C2).
  • the paint to be applied is fed to a rotatably mounted spray head and driven by a motor, preferably by a motor operated with compressed air, and is thrown off due to the centrifugal force caused by the rotation.
  • An electrical field generated around the earthed spray head is used, which is generated with the help of concentrically arranged tip electrodes, which are supplied by a common high-voltage source.
  • the ejected paint droplets are charged in the electrical field that forms between the high-voltage electrodes and the grounded spray head by ions that are created by ionization processes at the tip electrodes.
  • the surface to be coated is switched to a lower potential, usually earth, so that due to the resulting potential difference, the color particles charged by the electric field are accelerated towards the application surface, where they stick.
  • the geometry of the tip electrodes is never completely the same, the field strengths in front of the individual tip electrodes and thus the ionization current are never the same. This causes an uneven charging of the paint droplets around the atomizer and increases the likelihood of contamination. This non-uniformity is exacerbated by wear and dirt during operation. With the previous technology, the different field strengths at the tip electrodes cannot be corrected.
  • a pluggable cascade is arranged as a high-voltage source in each electrode holder, which feeds the associated electrode, which is respectively arranged on the front.
  • the high voltage therefore only applies to the tip of the electrode holder
  • This type of voltage supply ensures that long lines of high-voltage supply with a voltage of approx. 100 kV are avoided and, on the other hand, that the locally arranged high-voltage generator can be easily replaced at any time. This significantly improves operational availability
  • the voltage supply to the high-voltage source arranged in each electrode holder is provided by a low-voltage direct-voltage source directly adjacent to the rotary atomizer, for example an accumulator, or via a low-voltage line, thus restricting the need for complex high-voltage insulation to the electrode holder
  • the housing of the rotary atomizer is insulated in accordance with the degree of protection insulated housing known in installation technology, the retained metallic rotor shaft being used at least in sections as a conductor for the necessary grounding, a current flow through the air gaps in the bearings not takes place because the housing is insulated and is accordingly at free potential, that is to say that it has no potential difference from that of the rotor shaft
  • the high-voltage source which is arranged in each of the electrode holders and is intended to supply the associated electrode, is designed as a cascade consisting of diodes and capacitors, which serves as a voltage amplifier.
  • a transformer and an inverter can also be integrated into the high-voltage source, which generates the alternating voltage required to supply the cascade from the direct current (low voltage) supply.
  • measuring elements for cascade current and cascade voltage are provided.
  • the electrode holder is advantageously provided with a spring element which is arranged between the electrode and the cascade.
  • Contact needles which work on the one hand with the electrode and on the other hand with the cascade, ensure the electrical connection between the cascade and the electrode.
  • the resilient loading on the one hand the contact security is increased and at the same time the easy interchangeability of the cascade is guaranteed.
  • each electrode holder is designed to be removable and connected to the associated housing connection by means of a union nut or by means of a bayonet lock, sealing rings being used to avoid contact problems as a result of moisture or dirt entering the gaps between the respective electrode holder and the connection for this purpose on the housing of the rotary atomizer are used.
  • six electrode holders are evenly spaced around the housing, the front end of which is designed as a tip, which receives the associated electrode.
  • the radial distance between the housing and an electrode holder can be set so that it corresponds at most to the diameter of an electrode holder. 5
  • the length of an electrode holder corresponds to at least five times its diameter.
  • the electrode holders are advantageously arranged on a ring which concentrically surrounds the housing.
  • the electrode holders can also be arranged on holding arms which are attached radially to the housing.
  • each electrode can be regulated separately. This ensures uniform charging of the paint droplets.
  • the configuration of the high-voltage supply according to the invention allows simple, if appropriate permanent, monitoring of the electrical parameters in the low-voltage range, namely on the supply line, any faults that occur are immediately recognized and displayed, so that the necessary remedial measures can be started immediately.
  • Figure 1 is an overview of a rotary spray atomizer according to the invention in longitudinal section.
  • FIG. 2 shows a rotary atomizer divided along the longitudinal axis with an electrode holder according to the invention shown in longitudinal section and
  • Fig. 3 shows a split along the longitudinal axis, shown in partial section
  • Rotary atomizer with an electrode holder Rotary atomizer with an electrode holder.
  • FIG. 1 shows a spray atomizer 10 for processing electrically conductive application materials with a housing 12, with a spray head 11 attached at the front and two diametrically opposed electrodes 13, which on the free ends 18 of electrode holders 24 facing the front of the housing 12 are arranged.
  • the electrode holders 24 are arranged axially parallel to the longitudinal axis of the housing 12 on a ring 16 concentrically adjoining the rear of the housing 12.
  • an electrode holder 24 consists of a high-voltage generator 17, which is accommodated in a housing 15, and a receptacle 14 for the electrode 13
  • Contact pin 23 conducts the high voltage from the high-voltage generator 17 to the electrode receptacle 14.
  • a reliable contact to the electrode 13 is ensured via a spring element 18, which is designed here as a helical compression spring.
  • the high-voltage generator is connected to a low-voltage supply line 19 on the ring with a plug contact 20.
  • the electrode receptacle 14 is screwed onto the housing 15 of the high-voltage generator 17, so that the electrode can be replaced without having to change the electrode holder 24 completely.
  • the high-voltage generator 17 integrated in the housing 15 is interchangeably inserted in the adjoining ring 16.
  • the attachment is carried out by means of a union nut 21 with thread or with a bayonet lock.
  • 16 O-rings 22 are arranged between the electrode holder 24 and the concentric ring 16.
  • a control and / or control device can be integrated in the low-voltage supply line 19, by means of which the electrical parameters can be set, monitored and corrected if necessary. 7
  • FIG. 3 shows a partial section through the housing, through the drive 40 designed as a turbine and the spray head 11.
  • the drive shaft is designed as a metallic hollow shaft 46 and is supported in the likewise conductive turbine housing 44. However, there is no galvanic connection between the shaft 46 and the turbine housing 44; both are separated from one another by an air gap 45.
  • the turbine housing 44 is insulated
  • the current is commutated by the shaft 46 via an earthed ring 48.
  • the turbine housing 44 is thus at a free potential and a current flow through the air gap 45 is avoided.
  • the ring is made of a material, for example carbon, which tends to have little spattering in combination with the shaft material, preferably steel.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

The invention relates to a rotary spray (10) for the application of electroconductive lacquer, especially water lacquer, on surfaces. The inventive device comprises a housing (12) with a drive motor (40) arranged therein. Said motor drives and rotates a front mounted spray head (11) which is connected to a lacquer feed that discharges the lacquer in a spray as a result of rotation. At least two electrode holders (24) are also provided. Said holders are disposed on a concentric circle and extend parallel to the longitudinal axis of the housing towards the front part. An electrode (13) with a protruding front face is accommodated in each electrode holder and fed by a high voltage source (17). Each electrode (13) generates an electric field which impinges the spray discharged from the spray head (11) onto the surface of application. A plug-in high voltage source (17) is provided in each electrode holder (24) in the form of a cascade (15). Said voltage source provides the corresponding electrode (13) with power and is connected to a low voltage power source for supply purposes.

Description

Beschreibung description
ROTATIONSSPRÜHZERSTÄUBER MIT HOCHSPANNUNGSQUELLENROTATIONAL SPRAYER SPRAYER WITH HIGH VOLTAGE SOURCES
Die Erfindung betrifft einen Rotationssprühzerstäuber zum Auftragen von elektrisch leitfähigem Lack, insbesondere Wasserlack, auf Oberflächen mit einem Gehäuse, in welchem ein Antriebsmotor zur Drehbetätigung eines frontseitig angesetzten, mit einer Lackzufuhr verbundenen Sprühkopfes angeordnet ist, der den zugeführten Lack infolge Rotation in einem Sprühnebel abgibt, sowie mit wenigstens zwei sich parallel zur Längsachse des Gehäuses zur Frontseite hin erstreckenden konzentrisch angeordneten, von wenigstens einer Hochspannungsquelle gespeisten und in Elektrodenhaltern untergebrachten Elektroden, welche ein elektrisches Feld erzeugen, das den vom Sprühkopf abgegebenen Sprühnebel gegen die Auftragsfläche beaufschlagt.The invention relates to a rotary spray atomizer for applying electrically conductive paint, in particular water-based paint, to surfaces with a housing in which a drive motor is arranged for the rotary actuation of a spray head attached to the front and connected to a paint supply, which dispenses the supplied paint as a result of rotation in a spray mist. and with at least two concentrically arranged electrodes extending parallel to the longitudinal axis of the housing towards the front, fed by at least one high-voltage source and accommodated in electrode holders, which produce an electric field which acts on the spray mist emitted by the spray head against the application surface.
Rotationssprühzerstäuber sind im Stand der Technik seit langem zum elektrostatischen Beschichten mit elektrisch leitender Farbe allgemein bekannt (DE 31 30 096 C2 oder DE 31 51 929 C2). Bei einer derartigen Vorrichtung wird einem drehbar gelagerten und von einem Motor, vorzugsweise von einem mit Druckluft betriebenen Motor, angetriebenen Sprühkopf die aufzutragende Farbe zugeführt und infolge der rotationsbedingten Fliehkraft abgeschleudert. Hierbei kommt ein ringsum den geerdeten Sprühkopf herum erzeugtes elektrische Feld zur Anwendung, welches mit Hilfe konzentrisch angeordneter Spitzenelektroden, die von einer gemeinsamen Hochspannungsquelle versorgt werden, erzeugt wird.Rotary spray atomizers have long been known in the prior art for electrostatic coating with electrically conductive paint (DE 31 30 096 C2 or DE 31 51 929 C2). In such a device, the paint to be applied is fed to a rotatably mounted spray head and driven by a motor, preferably by a motor operated with compressed air, and is thrown off due to the centrifugal force caused by the rotation. An electrical field generated around the earthed spray head is used, which is generated with the help of concentrically arranged tip electrodes, which are supplied by a common high-voltage source.
Die abgeschleuderten Farbtröpfchen werden dabei im elekrischen Feld, das sich zwischen den Hochspannungselektroden und dem geerdeten Sprühkopf ausbildet, durch Ionen aufgeladen, die durch lonisationsvorgänge an den Spitzenelektroden entstehen.The ejected paint droplets are charged in the electrical field that forms between the high-voltage electrodes and the grounded spray head by ions that are created by ionization processes at the tip electrodes.
Die zu beschichtende Oberfläche ist hierbei auf ein niedrigeres Potential, meistens Erde, geschaltet, so daß infolge des hierdurch bedingten Potentialunterschiedes die vom elektrischen Feld aufgeladenen Farbpartikel zur Auftragsoberfläche hin beschleunigt werden, wo sie haften bleiben.The surface to be coated is switched to a lower potential, usually earth, so that due to the resulting potential difference, the color particles charged by the electric field are accelerated towards the application surface, where they stick.
Diese Technik hat sich bewährt und wird weit verbreitet eingesetzt. 2This technique has proven itself and is used widely. 2
Durch das Aufladungsprinzip ist es technisch erforderlich im Zerstäuber geerdete Teile (Sprühkopf, Turbine und Erdzuleitung) sowie Hochspannung führende Teile (Elektroden, Hochspannungszuleitung und -Verteilung) voneinander elektrisch zu isolieren. Dies ist bei der hohen Spannung ( bis zu 100 kV) und den geringen Abständen zwischen den Hochspannung führenden Teilen insbesondere an der Rückplatte außerordentlich problematisch. Bei unzureichender Isolation kommt es zu einem Durchschlag, der zum Ausfall des Zerstäubers führt.Due to the charging principle, it is technically necessary to electrically isolate parts grounded in the atomizer (spray head, turbine and earth lead) as well as parts carrying high voltage (electrodes, high voltage lead and distribution). This is extremely problematic given the high voltage (up to 100 kV) and the small distances between the parts carrying high voltage, particularly on the back plate. If the insulation is inadequate, a breakdown occurs, which leads to the atomizer failing.
Da die Geometrie der Spitzenelektroden nie vollständig gleich ist, sind die Feldstärken vor den einzelnen Spitzenelektroden und damit der lonisationsstrom nie gleich. Dies bewirkt eine ungleichmäßige Aufladung der Lacktröpfchen um den Zerstäuber und erhöht die Wahrscheinlichkeit der Verschmutzung. Diese Ungleichmäßigkeit verstärkt sich noch während des Betriebs durch Verschleiß und Verschmutzung. Mit der bisherigen Technik lassen sich die unterschiedlichen Feldstärken an den Spitzenelektroden nicht ausregeln.Since the geometry of the tip electrodes is never completely the same, the field strengths in front of the individual tip electrodes and thus the ionization current are never the same. This causes an uneven charging of the paint droplets around the atomizer and increases the likelihood of contamination. This non-uniformity is exacerbated by wear and dirt during operation. With the previous technology, the different field strengths at the tip electrodes cannot be corrected.
Funktionsbedingt fließt ein elektrischer Strom vom Sprühkopf zur Erde, Dieser kann bis zu 1000 μA betragen. Bei der Verwendung einer luftgelagerten Turbine besteht keine galvanische Verbindung zwischen dem Sprühkopf und der Erdzuleitung. Der Strom kommutiert über das Luftlager in der Turbine. Dabei kommt es zu Erosionserscheinungen, die zu Schäden und damit störungsbedingten Unterbrechungen des Sprühbetriebes mit dem Rotationszerstäuber führen.Due to the function, an electrical current flows from the spray head to earth, which can be up to 1000 μA. When using an air bearing turbine, there is no galvanic connection between the spray head and the earth lead. The current commutates via the air bearing in the turbine. This leads to signs of erosion, which lead to damage and interruptions in spraying with the rotary atomizer due to malfunctions.
Zur teilweisen Behebung des zuvor erläuterten Problems wurde vorgeschlagen, die Hochspannungsversorgung der Elektroden zu dezentralisieren und statt einer einzigen externen Hochspannungsquelle, welche alle Elektroden versorgt, in jeder Elektrode jeweils eine fest installierte separate Hochspannungsquelle vorzusehen, so daß die Hochspannungsisolation des Rotationszerstäubers entfallen kann.In order to partially remedy the problem explained above, it was proposed to decentralize the high-voltage supply to the electrodes and to provide a permanently installed separate high-voltage source in each electrode instead of a single external high-voltage source, which supplies all electrodes, so that the high-voltage insulation of the rotary atomizer can be dispensed with.
Hierbei ist im Falle einer Störung allerdings jeweils die komplette Elektrodeneinheit, das heißt der Elektrodenhalter mit der Elektrode auszuwechseln unabhängig davon, welches Bauteile eine Schädigung aufweist. Dies ist weder wirtschaftlich noch umweltfreundlich, da im Falle einer festgestellten Störung in aller Regel nur entweder die Elektrode oder die Hochspannungsquelle beziehungsweise ein Teil der Hochspannungsquelle, nicht aber beide Hauptkomponenten von einem Schaden betroffen sind. 3In the event of a fault, however, the complete electrode unit, that is, the electrode holder with the electrode, must be replaced regardless of which component is damaged. This is neither economical nor environmentally friendly, since in the event of a malfunction, as a rule, only either the electrode or the high-voltage source or part of the high-voltage source, but not both main components, are damaged. 3
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Rotati- onszerstauber der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die genannten Schwierigkeiten auf einfache Weise vermieden werdenStarting from this prior art, it is an object of the invention to provide a rotary atomizer of the type mentioned at the beginning, in which the difficulties mentioned are avoided in a simple manner
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelost Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausfuhrungsformen der Erfindung sind in den Unteranspruchen gekennzeichnetThis object is achieved according to the invention by the characterizing features of patent claim 1. Further advantageous refinements and embodiments of the invention are characterized in the subclaims
Gemäß der Erfindung ist daher vorgesehen, daß in jedem Elektrodenhalter eine steckbare Kaskade als Hochspannungsquelle angeordnet ist, welche die zugehörige, jeweils frontseitig angeordnete Elektrode speist Damit hegt die Hochspannung nur an der Spitze der Elektrodenhalter anAccording to the invention it is therefore provided that a pluggable cascade is arranged as a high-voltage source in each electrode holder, which feeds the associated electrode, which is respectively arranged on the front. The high voltage therefore only applies to the tip of the electrode holder
Mit dieser Art der Spanπungsversorgung wird erreicht, daß einerseits lange Leitungswege der Hochspannungsversorgung mit einer Spannung von ca 100 kV vermieden werden und andererseits eine jederzeitige einfache Auswechslung des örtlich angeordneten Hochspannungserzeugers möglich ist Hierdurch ist die betriebliche Verfügbarkeit deutlich verbessertThis type of voltage supply ensures that long lines of high-voltage supply with a voltage of approx. 100 kV are avoided and, on the other hand, that the locally arranged high-voltage generator can be easily replaced at any time. This significantly improves operational availability
Dabei ist die Spannungsversorgung der in jedem Elektrodenhalter angeordneten Hochspannungsquelle je nach Leistungsbedarf von einer dem Rotationszerstauber unmittelbar benachbarten Gleichspannungsquelle geringer Spannung, zum Beispiel ein Akkumulator, oder über eine Niederspannungsleitung vorgesehen und damit das Erfordernis einer aufwendigen Hochspannungsisolierung auf den Elektrodenhalter beschranktDepending on the power requirement, the voltage supply to the high-voltage source arranged in each electrode holder is provided by a low-voltage direct-voltage source directly adjacent to the rotary atomizer, for example an accumulator, or via a low-voltage line, thus restricting the need for complex high-voltage insulation to the electrode holder
Zusatzlich erweist es sich als vorteilhaft, daß das Gehäuse des Rotationszerstaubers isoliert ist entsprechend der in der Installationstechnik bekannten Schutzart isoliertes Gehäuse, wobei zwecks der erforderlichen Erdung die beibehaltene metallische Rotorwelle zumindest abschnittweise als Leiter benutzt wird, wobei ein Stromfluß durch die Luftspalte in den Lagern nicht stattfindet, da das Gehäuse isoliert ist und sich dementsprechend auf freiem Potential befindet, das heißt, daß es kein Differenzpo- tential gegenüber dem der Rotorwelle aufweistIn addition, it proves to be advantageous that the housing of the rotary atomizer is insulated in accordance with the degree of protection insulated housing known in installation technology, the retained metallic rotor shaft being used at least in sections as a conductor for the necessary grounding, a current flow through the air gaps in the bearings not takes place because the housing is insulated and is accordingly at free potential, that is to say that it has no potential difference from that of the rotor shaft
Zur Ableitung möglicher Erdstrome genügt es, am rückseitigen Ende der Welle einen Ring aus elektrisch leitendem Material anzuordnen, der die Welle umfaßt und mit einem Erdleiter verbunden ist Die Spaltweite des ringförmigen Luftspalts kann hierbei 4To derive possible earth currents, it is sufficient to arrange a ring of electrically conductive material at the rear end of the shaft, which surrounds the shaft and is connected to an earth conductor. The gap width of the annular air gap can here 4
größer sein als bei einem Wellenlager, da aus den zuvor erläuterten Gründen dort ein Stromfluß nicht besteht.be larger than in the case of a shaft bearing, since there is no current flow there for the reasons explained above.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist die jeweils in den Elektrodenhaltern angeordnete, zur Speisung der zugehörigen Elektrode vorgesehene Hochspannungsquelle als eine aus Dioden und Kondensatoren bestehende Kaskade ausgebildet, die als Spannungsverstärker dient. In die Hochspannungsquelle kann neben der Kaskade auch ein Transformator und ein Wechselrichter integriert sein, der aus der speisenden Gleichspannung (Niederspannung) die zur Speisung der Kaskade erforderliche Wechselspannung erzeugt.According to one embodiment of the invention, the high-voltage source, which is arranged in each of the electrode holders and is intended to supply the associated electrode, is designed as a cascade consisting of diodes and capacitors, which serves as a voltage amplifier. In addition to the cascade, a transformer and an inverter can also be integrated into the high-voltage source, which generates the alternating voltage required to supply the cascade from the direct current (low voltage) supply.
Weiterhin ist es entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung vorteilhaft, daß Messglieder für Kaskadenstrom und Kaskadenspannung vorgesehen sind.Furthermore, according to an embodiment of the invention, it is advantageous that measuring elements for cascade current and cascade voltage are provided.
Vorteilhafterweise ist entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Elektrodenhalter mit einem Federelement versehen, welches zwischen der Elektrode und der Kaskade angeordnet ist. Kontaktnadeln, die einerseits mit der Elektrode und andererseits mit der Kaskade zusammenarbeiten, stellen die elektrische Verbindung zwischen der Kaskade und der Elektrode sicher. Infolge der federnden Beaufschlagung wird so einerseits die Kontaktsicherheit erhöht und gleichzeitig die einfache Auswechselbarkeit der Kaskade gewährleistet.According to a preferred embodiment of the invention, the electrode holder is advantageously provided with a spring element which is arranged between the electrode and the cascade. Contact needles, which work on the one hand with the electrode and on the other hand with the cascade, ensure the electrical connection between the cascade and the electrode. As a result of the resilient loading, on the one hand the contact security is increased and at the same time the easy interchangeability of the cascade is guaranteed.
In weiterer Verbesserung der Erfindung ist jeder Elektrodenhalter abnehmbar ausgebildet und mittels einer Überwurfmutter beziehungsweise mittels Bajonettverschluß mit dem zugeordneten Gehäuseanschluß verbunden, wobei zur Vermeidung von Kontaktproblemen infolge von eindringender Feuchtigkeit oder Verschmutzung in die Spalte zwischen dem jeweiligen Elektrodenhalter und dem Anschluß hierfür am Gehäuse des Rotationszerstäubers Dichtringe eingesetzt sind.In a further improvement of the invention, each electrode holder is designed to be removable and connected to the associated housing connection by means of a union nut or by means of a bayonet lock, sealing rings being used to avoid contact problems as a result of moisture or dirt entering the gaps between the respective electrode holder and the connection for this purpose on the housing of the rotary atomizer are used.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind sechs Elektrodenhalter gleichmäßig im Abstand um das Gehäuse angeordnet, deren frontseitiges Ende jeweils als Spitze ausgebildet ist, welche die zugehörige Elektrode aufnimmt.According to an advantageous embodiment of the invention, six electrode holders are evenly spaced around the housing, the front end of which is designed as a tip, which receives the associated electrode.
Ferner kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der radiale Abstand zwischen dem Gehäuse und einem Elektrodenhalter so festgelegt sein, daß er höchstens dem Durchmesser eines Elektrodenhalters entspricht. 5Furthermore, according to a preferred embodiment of the invention, the radial distance between the housing and an electrode holder can be set so that it corresponds at most to the diameter of an electrode holder. 5
Dabei erweist es sich insbesondere als günstig, wenn die Länge eines Elektrodenhalter wenigstens seinem fünffachen Durchmesser entspricht.It proves to be particularly advantageous if the length of an electrode holder corresponds to at least five times its diameter.
Vorteilhafterweise sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Elektrodenhalter auf einem Ring angeordnet, der das Gehäuse konzentrisch umgibt.According to a further embodiment of the invention, the electrode holders are advantageously arranged on a ring which concentrically surrounds the housing.
Gemäß einer hierzu alternativen Gestaltung können die Elektrodenhalter jeweils auch auf Haltearmen angeordnet sein, welche radial am Gehäuse angebracht sind.According to an alternative design, the electrode holders can also be arranged on holding arms which are attached radially to the housing.
Darüber hinaus verbindet sich mit dem der Erfindung zugrundeliegenden Grundprinzip der Einzelversorgung der Elektroden mit Hochspannung, daß jede Elektrode getrennt geregelt werden kann. Damit ist eine gleichmäßige Aufladung der Lacktröpfchen gewährleistet.In addition, the basic principle underlying the invention of the individual supply of the electrodes with high voltage is that each electrode can be regulated separately. This ensures uniform charging of the paint droplets.
Weiterhin können beschädigungs- oder verschmutzungsbedingte Ausfälle einer Elektrode rasch erkannt werden können. Da die erfindungsgemäße Ausbildung der Hochspannungsversorgung eine einfache gegebenenfalls permanente Überwachung der elektrischen Kenngrößen im Niederspannungsbereich erlaubt, nämlich an der Versorgungsleitung, werden auftretende Störungen unmittelbar erkannt und angezeigt, so daß die erforderlichen Abhilfemaßnahmen unvermittelt begonnen werden können.Furthermore, failure of an electrode due to damage or contamination can be quickly recognized. Since the configuration of the high-voltage supply according to the invention allows simple, if appropriate permanent, monitoring of the electrical parameters in the low-voltage range, namely on the supply line, any faults that occur are immediately recognized and displayed, so that the necessary remedial measures can be started immediately.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.These and other advantageous refinements and improvements of the invention are the subject of the dependent claims.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.The invention, advantageous refinements and improvements of the invention and special advantages of the invention are to be explained and described in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung eines erfindungsgemäßen Rotationssprühzerstäubers im Längsschnitt;Figure 1 is an overview of a rotary spray atomizer according to the invention in longitudinal section.
Fig. 2 einen entlang der Längsachse geteilten Rotationszerstäuber mit einem im Längsschnitt dargestellten Elektrodenhalter gemäß der Erfindung und2 shows a rotary atomizer divided along the longitudinal axis with an electrode holder according to the invention shown in longitudinal section and
Fig. 3 einen entlang der Längsachse geteilten, im Teilschnitt dargestelltenFig. 3 shows a split along the longitudinal axis, shown in partial section
Rotationszerstäuber mit einem Elektrodenhalter.Rotary atomizer with an electrode holder.
In Fig.1 ist ein Sprühzerstäuber 10 zur Verarbeitung von elektrisch leitfähigen Auftragsstoffen mit einem Gehäuse 12, mit einem frontseitig angesetzten Sprühkopf 11 sowie zwei diametral gegenüberliegend angeordneten Elektroden 13 gezeigt, die an den freien, zur Frontseite des Gehäuses 12 zugewandten Enden 18 von Elektrodenhaltern 24 angeordnet sind.1 shows a spray atomizer 10 for processing electrically conductive application materials with a housing 12, with a spray head 11 attached at the front and two diametrically opposed electrodes 13, which on the free ends 18 of electrode holders 24 facing the front of the housing 12 are arranged.
Die Elektrodenhalter 24 sind achsparallel zur Längsachse des Gehäuses 12 auf einem rückwärtig am "Gehäuse 12 konzentrisch anschließenden Ring 16 angeordnet.The electrode holders 24 are arranged axially parallel to the longitudinal axis of the housing 12 on a ring 16 concentrically adjoining the rear of the housing 12.
Wie in dem in Fig. 1 auf der rechten Seite sowie ebenso in Fig. 2 gezeigten Teillängsschnitt dargestellt ist, besteht ein Elektrodenhalter 24 aus einen Hochspannungserzeuger 17, der in einem Gehäuse 15 fest untergebracht ist, und einer Aufnahme 14 für die Elektrode 13. Ein Kontaktstift 23 leitet die Hochspannung vom Hochspannungserzeuger 17 zur Elektrodenaufnahme 14. Über ein Federelement 18, das hier als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, wird eine sichere Kontaktierung zu Elektrode 13 gewährleistet.As shown in the partial longitudinal section in FIG. 1 on the right-hand side and also in FIG. 2, an electrode holder 24 consists of a high-voltage generator 17, which is accommodated in a housing 15, and a receptacle 14 for the electrode 13 Contact pin 23 conducts the high voltage from the high-voltage generator 17 to the electrode receptacle 14. A reliable contact to the electrode 13 is ensured via a spring element 18, which is designed here as a helical compression spring.
Der Hochspannungserzeuger ist am Ring mit einem Steckkontakt 20 mit einer Niederspannungsversorgungsleitung 19 verbunden. Die Elektrodenaufnahme 14 ist auf das Gehäuse 15 des Hochspannungserzeugers 17 aufgeschraubt, so daß ein Austausch der Elektrode ohne den kompletten Wechsel des Elektrodenhalters 24 erfolgen kann. Der in das Gehäuse 15 integrierte Hochspannungserzeuger 17 ist in den anschließenden Ring 16 auswechselbar eingesteckt. Die Befestigung erfolgt mittels einer Überwurfmutter 21 mit Gewinde oder mit Bajonettverschluß. Zur Abdichtung sind zwischen dem Elektrodenhalter 24 und dem konzentrischen Ring 16 O-Ringen 22 angeordnet.The high-voltage generator is connected to a low-voltage supply line 19 on the ring with a plug contact 20. The electrode receptacle 14 is screwed onto the housing 15 of the high-voltage generator 17, so that the electrode can be replaced without having to change the electrode holder 24 completely. The high-voltage generator 17 integrated in the housing 15 is interchangeably inserted in the adjoining ring 16. The attachment is carried out by means of a union nut 21 with thread or with a bayonet lock. For sealing, 16 O-rings 22 are arranged between the electrode holder 24 and the concentric ring 16.
In der Niederspannungsversorgungsleitung 19 kann eine nicht näher gezeigte Kontroll- und/oder Steuereinrichtung integriert sein, mittels welcher die elektrischen Parameter eingestellt, überwacht und bedarfsweise korrigiert werden. 7A control and / or control device (not shown in more detail) can be integrated in the low-voltage supply line 19, by means of which the electrical parameters can be set, monitored and corrected if necessary. 7
In Fig. 3 ist ein Teilschnitt durch das Gehäuse, durch den als Turbine ausgebildeten Antrieb 40 und den Sprühkopf 11 dargestellt.FIG. 3 shows a partial section through the housing, through the drive 40 designed as a turbine and the spray head 11.
Die Antriebswelle ist als metallische Hohlwelle 46 ausgebildet und lagert im ebenfalls leitfähigen Turbinengehäuse 44. Es besteht jedoch keine galvanische Verbindung zwischen der Welle 46 und dem Turbinengehäuse 44; beide sind durch einen Luftspalt 45 voneinander getrennt. Das Turbinengehäuse 44 ist durch eine IsolierThe drive shaft is designed as a metallic hollow shaft 46 and is supported in the likewise conductive turbine housing 44. However, there is no galvanic connection between the shaft 46 and the turbine housing 44; both are separated from one another by an air gap 45. The turbine housing 44 is insulated
schicht 42 gegenüber anderen Erdpotential führende Teile isoliert. Die Kommutierung des Stromes erfolgt von der Welle 46 über einen geerdeten Ring 48.layer 42 isolated from other parts carrying earth potential. The current is commutated by the shaft 46 via an earthed ring 48.
Damit liegt das Turbinengehäuse 44 auf freien Potential und ein Stromfluß über den Luftspalt 45 wird vermieden. Dabei ist der Ring aus einem Material gefertigt, zum Beispiel aus Kohlenstoff, das zu einem geringen Spattering in Kombination mit dem Wellenmaterial, vorzugsweise Stahl, neigt. The turbine housing 44 is thus at a free potential and a current flow through the air gap 45 is avoided. The ring is made of a material, for example carbon, which tends to have little spattering in combination with the shaft material, preferably steel.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Rotationssprühzerstäuber zum Auftragen von elektrisch leitfähigem Lack, insbesondere Wasserlack, auf Oberflächen mit einem Gehäuse (12), in welchem ein Antriebsmotor (40) zur Drehbetätigung eines frontseitig angesetzten, mit einer Lackzufuhr verbundenen Sprühkopfes (11 ) angeordnet ist, der den zugeführten Lack infolge Rotation in einem Sprühnebel abgibt, sowie mit wenigstens zwei sich parallel zur Längsachse des Gehäuses zur Frontseite hin erstreckenden auf einem konzentrischen Kreis angeordneten Elektrodenhaltern (24), in welchen jeweils eine stirπseitig hervorragende Elektrode (13) untergebracht und von einer Hochspannungsquelle (17) gespeist ist, welche Elektroden (13) ein elektrisches Feld erzeugen, das den vom Sprühkopf (11 ) abgegebenen Sprühnebel gegen die Auftragsfläche beaufschlagt, wobei in jedem Elektrodenhalter (24) eine als Kaskade (15) ausgebildete Hochspannungsquelle (17) steckbar angeordnet ist, welche die zugehörige Elektrode (13) speist und mit einer Niederspannungs-Stromquelle zu ihrer Versorgung verbunden ist.1. Rotary spray atomizer for applying electrically conductive lacquer, in particular water lacquer, to surfaces with a housing (12) in which a drive motor (40) for rotating actuation of a spray head (11) attached to the front and connected to a lacquer supply is arranged, which is the supplied lacquer emits as a result of rotation in a spray mist, and with at least two electrode holders (24) which extend parallel to the longitudinal axis of the housing and which are arranged on a concentric circle and in which in each case an electrode (13) projecting on the end face is accommodated and fed by a high-voltage source (17) which electrodes (13) generate an electric field which acts on the spray mist emitted by the spray head (11) against the application surface, a high-voltage source (17) in the form of a cascade (15) which can be plugged in each electrode holder (24) associated electrode (13) feeds and with he low-voltage power source is connected to their supply.
2. Sprühzerstäuber nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß in jedem Elektrodenhalter (24) zwischen der Kaskade (15) und der zugehörigen Elektrode (13) ein Federelement (18) angeordnet ist, welches die elektrische Verbindung sicherstellt und eine sichere Kontaktierung gewährleistet.2. Spray atomizer according to claim 1, characterized in that in each electrode holder (24) between the cascade (15) and the associated electrode (13) a spring element (18) is arranged, which ensures the electrical connection and ensures reliable contact.
3. Sprühzerstäuber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in jedem Elektrodenhalter (24) zur Speisung der zugehörigen Elektrode (13) als Kaskade (15) ausgebildete Hochspannungsquelle (17) von einer aus Dioden und Kondensatoren bestehenden kaskadenförmigen Anordnung gebildet ist, die als Spannuπgsver- stärker dient.3. Spray atomizer according to claim 1 or 2, characterized in that the high voltage source (17) formed in each electrode holder (24) for supplying the associated electrode (13) as a cascade (15) is formed by a cascade-shaped arrangement consisting of diodes and capacitors, which serves as a voltage amplifier.
4. Sprühzerstäuber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sechs gleichmäßig im Abstand um das Gehäuse (12) angeordnete Elektrodenhalter (24) vorgesehen sind, deren frontseitiges Ende als Spitze (14) ausgebildet ist, welche die zugehörige Elektrode (13) aufnimmt.4. Spray atomizer according to one of the preceding claims, characterized in that six electrode holders (24) are provided which are evenly spaced around the housing (12), the front end of which is designed as a tip (14) which receives the associated electrode (13) .
5. Sprühzerstäuber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Abstand zwischen dem Gehäuse (12) und einem Elektrodenhalter (24) höchstens dem Durchmesser des Elektrodenhalters (24) entspricht. 95. Spray atomizer according to one of the preceding claims, characterized in that the radial distance between the housing (12) and an electrode holder (24) corresponds at most to the diameter of the electrode holder (24). 9
6. Sprühzerstäuber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge eines Elektrodenhalter (24) wenigstens seinem fünffachen Durchmesser entspricht.6. Spray atomizer according to one of the preceding claims, characterized in that the length of an electrode holder (24) corresponds to at least five times its diameter.
7. Sprühzerstäuber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenhalter (24) auf einem konzentrischen Ring (16) angeordnet sind, der das Gehäuse (12) umgibt.7. Spray atomizer according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode holder (24) are arranged on a concentric ring (16) which surrounds the housing (12).
8. Sprühzerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenhalter (24) jeweils auf Haltearmen angeordnet sind, welche radial am Gehäuse (12) angebracht sind.8. Spray atomizer according to one of claims 1 to 6, characterized in that the electrode holders (24) are each arranged on holding arms which are attached radially to the housing (12).
9. Sprühzerstäuber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Hochspannungsquelle (17) mit der zugehörigen Elektrode (13) eine Baueinheit bildet, die en bloc austauschbar ist.9. Spray atomizer according to one of the preceding claims, characterized in that each high voltage source (17) with the associated electrode (13) forms a structural unit which can be exchanged en bloc.
10. Sprühzerstäuber nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Turbinengehäuse (42) potentialfrei ist und die Stromkommutierung außerhalb der Turbine (40) über Elektroden, insbesondere einen Ring (48), erfolgt. 10. Spray atomizer according to one of the preceding claims, characterized in that the turbine housing (42) is potential-free and the current commutation outside the turbine (40) via electrodes, in particular a ring (48).
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