EP1752224B1 - Elektrodenhalter für eine Pulversprühvorrichtung - Google Patents

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EP1752224B1
EP1752224B1 EP06405341A EP06405341A EP1752224B1 EP 1752224 B1 EP1752224 B1 EP 1752224B1 EP 06405341 A EP06405341 A EP 06405341A EP 06405341 A EP06405341 A EP 06405341A EP 1752224 B1 EP1752224 B1 EP 1752224B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
powder
electrode holder
wedge
stay
electrode
Prior art date
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Active
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EP06405341A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1752224A3 (de
EP1752224A2 (de
Inventor
Leopold Von Keudell
Thomas Schwarz
Pierre Plascar
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.)
J Wagner AG
Original Assignee
J Wagner AG
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Filing date
Publication date
Application filed by J Wagner AG filed Critical J Wagner AG
Publication of EP1752224A2 publication Critical patent/EP1752224A2/de
Publication of EP1752224A3 publication Critical patent/EP1752224A3/de
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Publication of EP1752224B1 publication Critical patent/EP1752224B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/03Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by the use of gas, e.g. electrostatically assisted pneumatic spraying
    • B05B5/032Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by the use of gas, e.g. electrostatically assisted pneumatic spraying for spraying particulate materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0533Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes

Definitions

  • the workpiece to be coated is coated with a powder spray gun with a layer of electrostatically charged powder in a first operation.
  • the powder coated workpiece is heated until the powder on the surface of the workpiece melts and forms a closed layer. After cooling the workpiece, this layer is a closed, firmly adhering protective layer.
  • an electrode holder with a high-voltage electrode is located in the powder spray gun. The powder flows past the electrode and is thereby charged electrostatically.
  • the invention relates to an electrode holder for the powder spraying device and a powder spraying device for coating a workpiece with powder coating.
  • the electrode holder for a powder spray gun.
  • the electrode holder comprises an outer tube piece in which a web and an inner tube piece are arranged.
  • the inner tube piece is connected to the web and arranged downstream behind the web.
  • the inner tube piece is wedge-shaped at the upstream end, so that the powder flows laterally along the inner tube piece.
  • the wedge-shaped end of the inner tube piece is subject to wear, and especially when abrasive or abrasive powder is used. If the wedge-shaped end of the inner pipe section has deformed too much over time, the flow of the powder changes, the powder adheres to the inner pipe section and the Elektrodenhal-Ler can not be cleaned easily. In this case, the entire electrode holder must be replaced.
  • an electrostatic powder spraying apparatus for spray-coating articles with electroconductive coating powder.
  • the powder spraying apparatus comprises a mouthpiece which is fitted on the downstream end portion of a pipe carrying the coating powder.
  • a high voltage electrode located outside the powder flow is provided.
  • An object of the invention is to provide an electrode holder for a powder spraying apparatus and a powder spraying apparatus in which flashovers from the high voltage to the powder are avoided.
  • Another object of the invention is to provide an electrode holder for a powder spraying apparatus and a powder spraying apparatus in which it is possible to replace only the component subject to wear.
  • the region which is particularly strongly exposed to the powder can be made more wear-resistant than the remaining regions, without the electrode holder and the powder spraying device becoming more complex or expensive to manufacture.
  • Another object of the invention is to provide a powder spraying apparatus in which the powder is uniformly fluidized and homogeneously distributed at the downstream end of the powder channel.
  • the electrode holder according to the invention for a powder spray device has a powder channel and a web arranged in the powder channel for holding an electrode.
  • the upstream portion of the powder channel is formed as a sleeve into which a powder tube is slidable.
  • an electrical contact is provided, which is arranged on the upstream end face of the sleeve.
  • the electrode holder according to the invention for a powder spray device has a powder channel and a web arranged in the powder channel for holding an electrode.
  • a wedge is provided, which is fastened on the web on the upstream side of the web.
  • the powder spray device has a powder channel and a web arranged in the powder channel for holding an electrode.
  • a powder nozzle having a nozzle slot is provided, wherein the axial distance between the downstream end of the web and the parallel thereto inner edge of the nozzle slot is 6 to 15 mm.
  • the electrical contact is designed as a contact ring.
  • the electrode holder can be installed in any position in the powder spray device, wherein a secure electrical contact is still guaranteed.
  • connection via which the wedge can be fastened to the web is designed as a plug connection. This is a simple and inexpensive connection, which also allows you to quickly replace the wedge when needed.
  • the web has on its upstream side a taper and the wedge two tabs which can be plugged onto the taper.
  • the plug connection is designed as a self-centering plug connection. This simplifies the installation of the wedge and ensures that the wedge always has the correct position.
  • the wedge comprises polypropylene, polyoxymethylene, glass or ceramic. This will make the wedge abrasion resistant.
  • the wedge can be positioned such that its pointed end ends where the powder tube begins.
  • the electrode holder can also be equipped with an air duct via which the electrode can be supplied with air.
  • a downstream arranged behind the air duct annular seal may be provided.
  • the seal may be part of the electric holder or the mounting sleeve. Preferably, however, it is part of the electrode holder.
  • a sleeve may be provided, which is located on the upstream side of the powder channel and is adapted to receive a powder tube. This has the advantage that thereby an insulation gap is formed between the sleeve and the powder tube, which prevents a jump of the high voltage to the powder.
  • the electrode holder is about the longitudinal axis rotatable and the electrode is independent of the orientation of the electrode holder supplied with power.
  • the contact ring is arranged on the upstream end face of the sleeve.
  • the powder spray device comprises a mounting sleeve that holds the electrode holder.
  • the mounting sleeve has a stop, wherein the powder tube is clamped between the stop and the electrode holder. In this way, the transition from the powder tube to the electrode holder can be easily sealed.
  • a nozzle which has a nozzle slot, the nozzle and the electrode holder being designed such that in the assembled state the nozzle slot runs parallel to the edge of the wedge. This distributes the powder more homogeneously.
  • the axial distance between the downstream end of the web and the inner edge of the nozzle slot parallel thereto may be 6 to 15 mm.
  • FIG. 1 the front part of a powder spray device is shown in cross-section along the section line AA.
  • the course of the section line AA is from the in FIG. 3 shown three-dimensional view.
  • the front part of the powder spray device 20 is in a Housed housing 1, wherein the housing 1 to a in FIG. 7 shown rear part 21 of the powder spray device 20 can be screwed.
  • the rear part 21 is also called a pistol shaft.
  • the housing 1 is provided with an internal thread and the shaft 21 with an external thread.
  • From the downstream end of the housing 1 projects a nozzle 2. At the upstream end of the nozzle 2, this has for attachment to an annular groove into which an annular lug of the housing 1 engages.
  • the nozzle 2 When the housing 1 is loosely screwed onto the rear part 21 of the powder spraying device 20, the nozzle 2 is rotatable about the longitudinal axis LA. As a result, the nozzle slot 2.1, see FIG. 2 to be brought into the desired position.
  • a mounting sleeve 5 is arranged between the powder tube 3, via which the nozzle 2 is supplied with powder P, and the housing 1, a mounting sleeve 5 is arranged.
  • the mounting sleeve 5 is guided through the inner wall of the housing 1 and sealed airtight with an O-ring 8 with respect to the downstream portion of the housing 1.
  • a tubular guide 5.1 Inside the mounting sleeve 5 is a tubular guide 5.1, which serves to guide the powder tube 3.
  • a shoulder 5.2 is inserted, which serves as a stop.
  • the powder tube 3 also has a corresponding stop 3.1. As a result, the powder tube 3 can be clamped between an electrode holder 4 and the shoulder 5.2 of the mounting sleeve 5.
  • the electrode holder 4 has on its upstream side a sleeve 4.6, in which the powder tube 3 can be pushed into the stop 4.8 in it.
  • the electrode holder 4 is sealed airtight over an O-ring 7, so that the electrode air L is not between the electrode holder 4 and the mounting sleeve. 5 can escape.
  • Inside the electrode holder 4 is a flat web 4.4.
  • the web 4.4 has an air channel 4.1 and another channel 4.2. Both channels 4.1 and 4.2 are connected downstream and form a common channel.
  • a high-voltage electrode 11 can be supplied with power.
  • the electrode 11 protrudes from the web 4.4 at the mouth 4.3 of the common channel. With the aid of the high-voltage electrode 11, the powder P passed past the electrode 11 is charged electrostatically.
  • a wedge 6 is attached to the web 4.4 in order to pass the powder P as freely as possible on both sides of the web 4.4.
  • the shape of the connector between the wedge 6 and the web 4.4 is selected so that the wedge 6 centered with respect to the web 4.4 itself.
  • the web 4.4 and the wedge 6 to matching mating trapezoidally extending leading edges.
  • the upstream edge 6.3 of the wedge 6 divides the powder flow and ends flush with the paragraph 4.8 of the electrode holder 4. The wedge 6 thus does not protrude into the powder tube 3.
  • an electrical contact ring 15 At the upstream end of the sleeve 4.6 is located on the front side of the sleeve 4.6, an electrical contact ring 15. At the downstream end 4.10 of the electrode holder 4 is a guide ring 4.9, via which the electrode 11 is centered with respect to the nozzle 2.
  • the axial distance .DELTA.X between the downstream end of the web 4.4 and the point at which the inner edge of the nozzle slot 2.1 runs parallel downstream end of the web 4.4 is 6 to 15 mm. If the inner edge of the nozzle slot 2.1, as in FIG. 1 is shown curved, the point is where the inner edge of the nozzle slot 2.1, the longitudinal axis LA intersects. In the following, this point will be referred to in short as the parallel inner edge of the nozzle slot and is in FIG. 1 marked by the left dashed auxiliary line. Preferably, the distance .DELTA.X is 12 mm. At this distance, a homogeneous distribution of the powder is favored. In addition, among other things, the electrostatic charging of the powder is improved.
  • FIG. 2 the front part of the powder spraying device 20 is shown along the section BB.
  • the course of the section line BB is off FIG. 3 refer to.
  • the web 4.4 has a taper at the upstream end 4.7 and the wedge 6 two tabs 6.1 and 6.2, which are pushed over the taper 4.7.
  • the wedge 6 can be deducted from the web 4.4.
  • This plug connection has the advantage that, as soon as the wedge 6 is worn, it can be replaced by a new wedge, without having to replace the entire electrode holder 4.
  • the wedge 6 can be made of a material that is particularly resistant to abrasion and is scouring resistant.
  • the wedge 6 can also be designed for special types of powder.
  • Polypropylene, polyoxymethylene, glass and ceramics are examples of materials suitable for the wedge 6.
  • Polypropylene, abbreviation PP is sometimes called polypropene and is a semi-crystalline thermoplastic.
  • Polypropylene has higher stiffness, hardness and strength than polyethylene.
  • Polyoxymethylene, abbreviated POM is also referred to as polyacetal and is also a semi-crystalline thermoplastic.
  • Polyoxymethylene has a high rigidity and strength, a low coefficient of friction, a high abrasion resistance and an excellent dimensional stability.
  • POM is hard in a wide temperature range and has good electrical and dielectric properties.
  • the electrode holder 4 can be made of a different material than the wedge 6.
  • the electrode holder 4 is advantageously produced as an injection molded part, because this is inexpensive and thus in series production a consistently high accuracy is guaranteed.
  • a channel 5.3 is present, which leads an electrical line 17 and in the upstream opening of an air filter 19 is installed.
  • the electrode air L flows through the air filter 19 into the channel 5.3, from there into the space between the electrode holder 4 and guide sleeve 5 and from there via the channel 4.1 from the mouth 4.3 of the web 4.4.
  • the contact surfaces between the wedge 6 and the web 4.4 are not exposed to wear.
  • the connection therefore remains functional for a longer period of time.
  • the shape of the compound powder deposition is avoided.
  • the two tabs 6.1 and 6.2 of the wedge 6 can be executed by clamping. Due to the back pressure in the powder channel, which is formed by the oncoming powder together with the conveying air, the wedge 6 is pressed in the axial direction on the web 4.4.
  • the shape of the tabs 6.1 and 6.2 and the taper 4.7 ensures that directed during operation transverse forces to the longitudinal axis LA, which can be caused by turbulence in the powder-air flow, are safely absorbed.
  • the inside of the sleeve 4.6 forms together with the outside of the powder tube 3 a sufficiently long isolation distance. This makes it possible to prevent high voltage from the contacting ring 15 or the contact point 16 from prematurely coming into contact with the powder in the upstream section of the electrode holder 4.
  • the embodiment shown in the figures has the further advantage that the electrical contact points 15 and 16 are far away from the nozzle slot 2.1 and from air gaps, so that the risk of voltage flashovers is further reduced.
  • the annular tab 1.1 of the housing 1 presses on the annular groove of the nozzle 2, which in turn presses on the downstream end 4.10 of the electrode holder 4.
  • the electrode holder 4 in turn pushes over the paragraph 4.8 on the end face of the powder tube 3.
  • About the paragraph 3.1 finally pushes the powder tube 3 on the shoulder 5.2 of the mounting sleeve 5. This creates a simple way between all components sufficient sealing.
  • a resilient electrical contact point 16 On the downstream side of a shoulder in the mounting sleeve 5 is a resilient electrical contact point 16, which communicates on the one hand with the contact ring 15 and on the other hand with an electrical contact point 18 which is located on the upstream side of the mounting sleeve 5.
  • two seals 9 and 10 are provided. These can be designed as O-rings.
  • FIG. 3 The downstream part of the powder spraying device 20 is shown in cross-section and in three-dimensional view.
  • FIG. 4 For example, the downstream part of the powder spraying apparatus 20 along the section line CC is also shown in three-dimensional view.
  • FIG. 5 are the nozzle 2 and the electrode holder 4 in the side view and in FIG. 6 shown in a three-dimensional view.
  • the electrode holder 4 and the nozzle 2 have a nose 4.11 or a groove 2.2, which together form a form-liquid compound.
  • the powder spray device 20 also referred to as a powder spray gun
  • the electrode holder according to the invention can be used in such a powder spray gun.
  • On the underside of the shaft 21 of the powder spray device 20 is a gun holder 20.1 by means of which the powder spray device 20 can be fastened on one arm of a linear guide.
  • the powder spray device 20 is supplied with powder and air via the supply connection 20.2.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Bei der elektrostatischen Pulverbeschichtung wird in einem ersten Arbeitsgang das zu beschichtende Werkstück mit einer Pulversprühpistole mit einer Schicht elektrostatisch aufgeladenem Pulver überzogen. In einem sich daran anschließenden Arbeitsgang wird das mit dem Pulver beschichtete Werkstück erwärmt bis das Pulver auf der Oberfläche des Werkstücks schmilzt und eine geschlossene Schicht bildet. Nach dem Abkühlen des Werkstücks ist diese Schicht eine geschlossene, fest haftende Schutzschicht. Damit das Pulver elektrostatisch aufgeladen werden kann, befindet sich in der Pulversprühpistole ein Elektrodenhalter mit einer unter Hochspannung stehenden Elektrode. Das Pulver strömt an der Elektrode vorbei und wird dabei elektrostatisch aufgeladen.
  • Die Erfindung betrifft einen Elektrodenhalter für die Pulversprühvorrichtung und eine Pulversprühvorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks mit Pulverlack.
  • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik EP 1 105 220 B1 ist ein Elektrodenhalter für eine Pulversprühpistole bekannt. Der Elektrodenhalter umfasst ein äußeres Rohrstück in dem ein Steg und ein inneres Rohrstück angeordnet sind. Das innere Rohrstück ist mit dem Steg verbunden und stromabwärts hinter dem Steg angeordnet. Das innere Rohrstück verläuft am stromaufwärtigen Ende keilförmig, so dass das Pulver seitlich am inneren Rohrstück entlang strömt. Das keilförmige Ende des inneren Rohrstücks unterliegt jedoch einem Verschleiß, und besonders dann wenn abrasives oder scheuerndes Pulver verwendet wird. Hat sich das keilförmige Ende des inneren Rohrstücks im Laufe der Zeit zu stark verformt ändert sich die Strömung des Pulvers, das Pulver haftet am inneren Rohrstück und der Elektrodenhal-Ler kann nicht mehr ohne weiteres gereinigt werden. In diesem Fall muss der gesamte Elektrodenhalter ausgewechselt werden.
  • Des weiteren ist aus dem Stand der Technik DE 197 09 786 A1 eine elektrostatische Pulversprühvorrichtung zum Sprühbeschichten von Gegenständen mit elektrisch leitendem Beschichtungspulver bekannt. Die Pulversprühvorrichtung umfasst ein Mundstück, das auf dem stromabwärtigen Endabschnitt eines das Beschichtungspulver führenden Rohres aufgesteckt ist. Zudem ist eine ausserhalb des Pulverstroms liegende Hochspannungselektrode vorgesehen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Elektrodenhalter für eine Pulversprühvorrichtung und eine Pulversprühvorrichtung anzugeben, bei denen Überschläge von der Hochspannung auf das Pulver vermieden werden.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Elektrodenhalter für eine Pulversprühvorrichtung und eine Pulversprühvorrichtung anzugeben, bei denen die Möglichkeit besteht, lediglich die dem Verschleiß unterliegende Komponente auszutauschen.
  • Vorteilhafter Weise kann bei der Erfindung der Bereich, der dem Pulver besonders stark ausgesetzt ist, verschleißfester als die übrigen Bereiche ausgeführt sein, ohne dass dadurch der Elektrodenhalter und die Pulversprühvorrichtung komplexer werden oder aufwendiger herzustellen sind.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pulversprühvorrichtung anzugeben, bei der das Pulver am stromabwärtigen Ende des Pulverkanals gleichmäßig verwirbelt und homogen verteilt ist.
  • Die Aufgabe wird durch einen Elektrodenhalter für eine Pulversprühvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Elektrodenhalter für eine Pulversprühvorrichtung weist einen Pulverkanal und einen im Pulverkanal angeordneten Steg zum Halten einer Elektrode auf. Der stromaufwärtige Abschnitt des Pulverkanals ist als Muffe ausgebildet in die ein Pulverrohr hinein schiebbar ist. Zudem ist ein elektrischer Kontakt vorgesehen, der auf der stromaufwärtigen Stirnfläche der Muffe angeordnet ist.
  • Die Aufgabe wird zudem durch einen Elektrodenhalter für eine Pulversprühvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.
  • Der erfindungsgemäße Elektrodenhalter für eine Pulversprühvorrichtung weist einen Pulverkanal und einen im Pulverkanal angeordneten Steg zum Halten einer Elektrode auf. Zudem ist ein Keil vorgesehen, der auf der stromaufwärtigen Seite des Stegs am Steg befestigbar ist.
  • Die Aufgabe wird zudem durch einen eine Pulversprühvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Pulversprühvorrichtung weist einen Pulverkanal und einen im Pulverkanal angeordneten Steg zum Halten einer Elektrode auf. Zudem ist eine einen Düsenschlitz aufweisende Pulversprühdüse vorgesehen, wobei der axiale Abstand zwischen dem stromabwärtigen Ende des Stegs und der dazu parallelen Innenkante des Düsenschlitzes 6 bis 15 mm beträgt.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen.
  • Vorteilhafter Weise ist bei dem erfindungsgemäßen Elektrodenhalter der elektrische Kontakt als Kontaktring ausgebildet ist. Dadurch ist der Elektrodenhalter in jeder Position in die Pulversprühvorrichtung einbaubar, wobei eine sichere elektrische Kontaktierung trotzdem gewährleistet ist.
  • Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenhalters ist die Verbindung, über die der Keil am Steg befestigbar ist, als Steckverbindung ausgebildet. Dies ist eine einfache und kostengünstige Verbindung, die es zugleich erlaubt den Keil bei Bedarf schnell austauschen zu können.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenhalters weist der Steg auf seiner stromaufwärtigen Seite eine Verjüngung und der Keil zwei Laschen auf, die auf die Verjüngung steckbar sind.
  • Bei einer zusätzlichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenhalters ist die Steckverbindung als selbstzentrierende Steckverbindung ausgebildet. Dies vereinfacht die Montage des Keils und stellt sicher, dass der Keil jederzeit die richtige Position hat.
  • Vorteilhafter weise weist bei dem erfindungsgemäßen Elektrodenhalter der Keil Polypropylen, Polyoxymethylen, Glas oder Keramik auf. Damit wird der Keil scheuerfest.
  • Darüber hinaus kann bei dem erfindungsgemäßen Elektrodenhalter der Keil so positioniert sein, dass sein spitzes Ende dort endet wo das Pulverrohr beginnt.
  • Der Elektrodenhalter kann auch mit einem Luftkanal ausgestattet sein über den die Elektrode mit Luft versorgbar ist. Zudem kann eine stromabwärts hinter dem Luftkanal angeordnete ringförmige Dichtung vorgesehen sein. Die Dichtung kann Teil des Elektrodehalters oder der Montagehülse sein. Vorzugsweise ist sie jedoch Teil des Elektrodenhalters.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Elektrodenhalter kann eine Muffe vorgesehen sein, die sich auf der stromaufwärtigen Seite des Pulverkanals befindet und geeignet ist, ein Pulverrohr aufzunehmen. Dies hat den Vorteil, dass dadurch zwischen der Muffe und dem Pulverrohr eine Isolationsstrecke gebildet wird, die ein Überspringen der Hochspannung auf das Pulver verhindert.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ferner vorgeschlagen den Elektrodenhalter mit einem elektrischen Kontaktring auszustatten. Dadurch ist der Elektrodenhalter um die Längsachse drehbar und die Elektrode ist unabhängig von der Orientierung des Elektrodenhalters mit Strom versorgbar.
  • Bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Elektrodenhalters ist der Kontaktring auf der stromaufwärtigen Stirnfläche der Muffe angeordnet.
  • Die erfindungsgemäße Pulversprühvorrichtung umfasst eine Montagehülse, die den Elektrodenhalter hält. Die Montagehülse weist einen Anschlag auf, wobei das Pulverrohr zwischen dem Anschlag und dem Elektrodenhalter eingespannt ist. Auf diese Weise lässt sich der Übergang vom Pulverrohr zum Elektrodenhalter einfach abdichten.
  • Bei einer Weiterbildung der Pulversprühvorrichtung ist eine Düse vorgesehen, die einen Düsenschlitz aufweist, wobei die Düse und der Elektrodenhalter derart ausgebildet sind, dass im zusammengefügten Zustand der Düsenschlitz parallel zum Kante des Keils verläuft. Damit wird das Pulver homogener verteilt.
  • Schließlich kann bei der Pulversprühvorrichtung der axiale Abstand zwischen dem stromabwärtigen Ende des Stegs und der dazu parallelen Innenkante des Düsenschlitzes 6 bis 15 mm betragen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit mehreren Ausführungsbeispielen anhand von vier Figuren weiter erläutert.
  • Figur 1
    zeigt den vorderen Teil einer Pulversprühvorrichtung mit einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Elektrodenhalters im Querschnitt.
    Figur 2
    zeigt den vorderen Teil der Pulversprühvorrichtung mit dem Elektrodenhalter in einem zweiten Querschnitt.
    Figur 3
    zeigt den vorderen Teil der Pulversprühvorrichtung in einer dreidimensionalen Ansicht im Querschnitt.
    Figur 4
    zeigt einen weiteren Querschnitt des vorderen Teils der Pulversprühvorrichtung in einer dreidimensionalen Ansicht.
    Figur 5
    zeigt die Düse 2 und der Elektrodenhalter 4 in der Seitenansicht.
    Figur 6
    zeigt die Düse 2 und der Elektrodenhalter 4 in einer dreidimensionalen Ansicht.
    Figur 7
    zeigt eine mögliche Ausführungsform der Pulversprühvorrichtung.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • In Figur 1 ist der vordere Teil einer Pulversprühvorrichtung im Querschnitt entlang der Schnittlinie A-A dargestellt. Der Verlauf der Schnittlinie A-A ist aus der in Figur 3 gezeigten dreidimensionalen Ansicht zu entnehmen. Der vordere Teil der Pulversprühvorrichtung 20 ist in einem Gehäuse 1 untergebracht, wobei das Gehäuse 1 auf einen in Figur 7 gezeigten hinteren Teil 21 der Pulversprühvorrichtung 20 aufschraubbar ist. Der hinteren Teil 21 wird auch als Pistolenschaft bezeichnet. Um das Gehäuse 1 mit dem Schaft 21 zu verschrauben, ist das Gehäuse 1 mit einem Innengewinde und der Schaft 21 mit einem Außengewinde versehen. Aus dem stromabwärtigen Ende des Gehäuses 1 ragt eine Düse 2. Am stromaufwärtigen Ende der Düse 2 weist diese zur Befestigung eine ringförmige Nut auf, in die eine ringförmige Lasche des Gehäuses 1 greift. Wenn das Gehäuse 1 auf den hinteren Teil 21 der Pulversprühvorrichtung 20 locker aufgeschraubt ist, ist die Düse 2 um die Längsachse LA drehbar. Dadurch kann der Düsenschlitz 2.1, siehe Figur 2, in die gewünschte Lage gebracht werden. Zwischen dem Pulverrohr 3, über das die Düse 2 mit Pulver P versorgt wird, und dem Gehäuse 1 ist eine Montagehülse 5 angeordnet. Die Montagehülse 5 wird durch die Innenwand des Gehäuses 1 geführt und mit einem O-Ring 8 gegenüber dem stromabwärtigen Bereich des Gehäuses 1 luftdicht abgedichtet. Im Inneren der Montagehülse 5 befindet sich eine rohrförmige Führung 5.1, welche zum Führen des Pulverrohrs 3 dient. In die rohrförmige Führung 5.1 ist eine Schulter 5.2 eingelassen, die als Anschlag dient. Das Pulverrohr 3 weist ebenfalls einen entsprechenden Anschlag 3.1 auf. Dadurch lässt sich das Pulverrohr 3 zwischen einem Elektrodenhalter 4 und der Schulter 5.2 der Montagehülse 5 einspannen. Der Elektrodenhalter 4 weist auf seiner stromaufwärtigen Seite eine Muffe 4.6 auf, in die das Pulverrohr 3 bis zum Anschlag 4.8 hinein geschoben werden kann. Gegenüber der Montagehülse 5 ist der Elektrodenhalter 4 über einen O-Ring 7 luftdicht abgedichtet, sodass die Elektrodenluft L nicht zwischen dem Elektrodenhalter 4 und der Montagehülse 5 entweichen kann. Im Inneren des Elektrodenhalters 4 befindet sich ein flacher Steg 4.4. Der Steg 4.4 weist einen Luftkanal 4.1 und einen weiteren Kanal 4.2 auf. Beide Kanäle 4.1 und 4.2 sind stromabwärts miteinander verbunden und bilden einen gemeinsamen Kanal. Im Inneren des Kanals 4.2 sind zwei Widerstände 12 und 13 angeordnet, über die eine Hochspannungselektrode 11 mit Strom versorgbar ist. Die Elektrode 11 ragt an der Mündung 4.3 des gemeinsamen Kanals aus dem Steg 4.4 heraus. Mit Hilfe der unter Hochspannung stehenden Elektrode 11 wird das an der Elektrode 11 vorbeigeführte Pulver P elektrostatisch geladen.
  • Auf der stromaufwärtigen Seite des Stegs 4.4 ist ein Keil 6 auf den Steg 4.4 aufgesteckt, um das Pulver P möglichst ungehindert auf beiden Seiten des Stegs 4.4 vorbeizuführen. Die Form der Steckverbindung zwischen dem Keil 6 und dem Steg 4.4 ist so gewählt, dass sich der Keil 6 gegenüber dem Steg 4.4 selbst zentriert. Wie in Figur 1 zu erkennen ist, weisen der Steg 4.4 und der Keil 6 dazu zueinander passende trapezförmig verlaufende Führungskanten auf. Die stromaufwärtige Kante 6.3 des Keils 6 teilt den Pulverstrom und endet bündig mit dem Absatz 4.8 des Elektrodenhalters 4. Der Keil 6 ragt somit nicht in das Pulverrohr 3 hinein.
  • Am stromaufwärtigen Ende der Muffe 4.6 befindet sich an der Stirnseite der Muffe 4.6 ein elektrischer Kontaktring 15. Am stromabwärtigen Ende 4.10 der Elektrodenhalterung 4 befindet sich ein Führungsring 4.9, über den die Elektrode 11 gegenüber der Düse 2 zentriert wird.
  • Der axiale Abstand ΔX zwischen dem stromabwärtigen Ende des Stegs 4.4 und der Stelle, an der die Innenkante des Düsenschlitzes 2.1 parallel stromabwärtigen Ende des Stegs 4.4 verläuft, beträgt 6 bis 15 mm. Wenn die Innenkante des Düsenschlitzes 2.1, wie in Figur 1 gezeigt, gekrümmt ist, befindet sich die Stelle dort, wo die Innenkante des Düsenschlitzes 2.1 die Längsachse LA schneidet. Im Folgenden wird diese Stelle kurzum als parallele Innenkante des Düsenschlitzes bezeichnet und ist in Figur 1 durch die linke gestrichelte Hilfslinie markiert. Vorzugsweise liegt der Abstand ΔX bei 12 mm. Bei diesem Abstand wird eine homogene Verteilung des Pulvers begünstigt. Zudem wird dadurch unter anderem die elektrostatische Aufladung des Pulvers verbessert.
  • Zudem ist es von Vorteil den Abstand zwischen der stromaufwärtigen Kante 6.3 des Keils 6 und dem Düsenschlitz 2.1 klein zu machen. Dadurch bleibt die Verwirbelung und damit auch die Homogenität des Pulvers im Pulverkanal 4.5 bis zum Düsenschlitz 2.1 erhalten.
  • In Figur 2 ist der vordere Teil der Pulversprühvorrichtung 20 entlang des Schnitts B-B dargestellt. Der Verlauf der Schnittlinie B-B ist aus Figur 3 zu entnehmen. Der Steg 4.4 weist am stromaufwärtigen Ende eine Verjüngung 4.7 und der Keil 6 zwei Laschen 6.1 und 6.2 auf, die über die Verjüngung 4.7 geschoben sind. Dadurch kann der Keil 6 vom Steg 4.4 abgezogen werden. Diese Steckverbindung hat zum einen den Vorteil, dass, sobald der Keil 6 verschlissen ist, dieser durch einen neuen Keil ersetzt werden kann, ohne dass dazu der gesamte Elektrodenhalter 4 ausgewechselt werden muss. Zum anderen kann der Keil 6 aus einem Material hergestellt sein, das besonders abriebfest und scheuerfest ist. Der Keil 6 kann zudem für spezielle Pulversorten ausgelegt sein. Für verschiedene Pulversorten können verschiedene, auf die jeweilige Pulversorte angepasste Keile verwendet werden. Polypropylen, Polyoxymethylen, Glas und Keramik sind Beispiele für Materialien, die sich für den Keil 6 eignen. Polypropylen, Kurzzeichen PP, wird gelegentlich auch Polypropen genannt und ist ein teilkristalliner thermoplastischer Kunststoff. Polypropylen hat eine höhere Steifigkeit, Härte und Festigkeit als Polyethylen. Polyoxymethylen, Kurzzeichen POM, wird auch als Polyacetal bezeichnet und ist ebenfalls ein teilkristalliner thermoplastischer Kunststoff. Polyoxymethylen weist eine hohe Steifigkeit und Festigkeit, einen niedrigen Reibwert, eine hohe Abriebfestigkeit und eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität auf. Zudem ist POM in einem weiten Temperaturbereich hart und hat gute elektrische und dielektrische Eigenschaften.
  • Der Elektrodenhalter 4 hingegen kann aus einem anderen Material als der Keil 6 gefertigt sein. Der Elektrodenhalter 4 wird vorteilhafter Weise als Spritzgussteil hergestellt, weil dies kostengünstig ist und damit in der Serienfertigung eine gleichbleibend hohe Genauigkeit gewährleistet ist.
  • In der Montagehülse 5 ist ein Kanal 5.3 vorhanden, der eine elektrische Leitung 17 führt und in dessen stromaufwärtige Öffnung ein Luftfilter 19 eingebaut ist. Zudem befindet sich dort eine Kontaktstelle 18, über die der Leiter 17 an eine nicht gezeigte Spannungsversorgung anschließbar ist. Im Betrieb strömt die Elektrodenluft L durch den Luftfilter 19 in den Kanal 5.3, von dort in den Zwischenraum zwischen Elektrodenhalterung 4 und Führungshülse 5 und von dort über den Kanal 4.1 aus der Mündung 4.3 des Stegs 4.4.
  • Durch die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Formgebung der Verbindung sind die Kontaktflächen zwischen dem Keil 6 und dem Steg 4.4 nicht dem Verschleiß ausgesetzt. Die Verbindung bleibt daher auch über einen längeren Zeitraum hin funktionstüchtig. Zudem wird durch die Formgebung der Verbindung eine Pulverablagerung vermieden. Die beiden Laschen 6.1 und 6.2 des Keils 6 können klemmend ausgeführt sein. Durch den Staudruck im Pulverkanal, der durch das anströmende Pulver zusammen mit der Förderluft entsteht, wird der Keil 6 in axialer Richtung auf den Steg 4.4 gedrückt. Die Formgebung der Laschen 6.1 und 6.2 und der Verjüngung 4.7 gewährleistet, dass während des Betriebes quer zur Längsachse LA gerichtete Kräfte, welche durch Turbulenzen im Pulver-Luft-Strom entstehen können, sicher aufgenommen werden.
  • Die Innenseite der Muffe 4.6 bildet zusammen mit der Außenseite des Pulverrohrs 3 eine ausreichend lange Isolationsstrecke. Dadurch lässt sich verhindern, dass Hochspannung vom Kontaktierungsring 15 beziehungsweise der Kontaktstelle 16 vorzeitig mit dem Pulver im stromaufwärtigen Abschnitt des Elektrodenhalters 4 in Verbindung kommt. Die in den Figuren gezeigte Ausführungsform hat den weiteren Vorteil, dass die elektrischen Kontaktstellen 15 und 16 weit vom Düsenschlitz 2.1 und von Luftspalten entfernt liegen, so dass sich die Gefahr von Spannungsüberschlägen noch weiter verringert.
  • Im montierten Zustand drückt die ringförmige Lasche 1.1 des Gehäuses 1 auf die ringförmige Nut der Düse 2, welche wiederum auf das stromabwärtige Ende 4.10 des Elektrodenhalters 4 drückt. Der Elektrodenhalter 4 wiederum drückt über den Absatz 4.8 auf die Stirnfläche des Pulverrohrs 3. Über den Absatz 3.1 drückt schließlich das Pulverrohr 3 auf die Schulter 5.2 der Montagehülse 5. Dadurch wird auf einfache Art und Weise zwischen sämtlichen Bauteilen eine ausreichende Abdichtung geschaffen.
  • Auf der stromabwärtigen Seite eines Absatzes in der Montagehülse 5 befindet sich eine federnde elektrische Kontaktstelle 16, die einerseits mit dem Kontaktring 15 und andererseits mit einer elektrischen Kontaktstelle 18, welche sich auf der stromaufwärtigen Seite der Montagehülse 5 befindet, in Verbindung steht.
  • Um die Montagehülse 5 und das Pulverrohr 3 gegenüber dem in Figur 7 gezeigten Schaft 21 der Pulversprühvorrichtung 20 abzudichten, sind zwei Dichtungen 9 und 10 vorgesehen. Diese können als O-Ringe ausgebildet sein.
  • In Figur 3 ist der stromabwärtige Teil der Pulversprühvorrichtung 20 im Querschnitt und in dreidimensionaler Ansicht gezeigt.
  • In Figur 4 ist der stromabwärtige Teil der Pulversprühvorrichtung 20 entlang der Schnittlinie C-C ebenfalls in dreidimensionaler Ansicht gezeigt.
  • In Figur 5 sind die Düse 2 und der Elektrodenhalter 4 in der Seitenansicht und in Figur 6 in einer dreidimensionalen Ansicht dargestellt. Der Elektrodenhalter 4 und die Düse 2 weisen eine Nase 4.11 beziehungsweise eine Nut 2.2 auf, die zusammen eine formflüssige Verbindung bilden.
  • Durch diese Kopplung des Elektrodenhalters 4 mit der Düse 2 wird erreicht, dass die Lage des Düsenschlitzes 2.1 gegenüber der Keilkante 6.3 fest vorgegeben ist. Wenn das Gehäuse 1 gegenüber dem hinteren, stromaufwärtigen Teil der Pulversprühvorrichtung gelockert wird, kann die Düse 2 zusammen mit dem Elektrodenhalter 4 gedreht werden, ohne dass sich dadurch die Drehlage des Düsenschlitzes 2.1 gegenüber der Keilkante 6.3 verändert.
  • In Figur 7 ist eine mögliche Ausführungsform der Pulversprühvorrichtung 20, welche auch als Pulversprühpistole bezeichnet wird, gezeigt. Der erfindungsgemäße Elektrodenhalter kann in einer solchen Pulversprühpistole verwendet werden. Auf der Unterseite des Schafts 21 der Pulversprühvorrichtung 20 befindet sich eine Pistolenhalterung 20.1 mittels der die Pulversprühvorrichtung 20 auf einem Arm einer Linearführung befestigbar ist. Die Versorgung der Pulversprühvorrichtung 20 mit Pulver und Luft erfolgt über den Versorgungsanschluss 20.2.
  • Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Pistolengehäuse
    1.1
    ringförmige Lasche
    2
    Düse
    2.1
    Düsenöffnung
    2.2
    Nut
    3
    Pulverrohr
    3.1
    Absatz im Pulverrohr
    4
    Elektrodenhalter
    4.1
    erster Kanal
    4.2
    zweiter Kanal
    4.3
    Mündung
    4.4
    Steg
    4.5
    Pulverkanal
    4.6
    Muffe
    4.7
    Verjüngung
    4.8
    Anschlag
    4.9
    Führungsring
    4.10
    stromabwärtiges Ende des Elektrodenhalters
    4.11
    Nase
    5
    Montagehülse
    5.1
    rohrförmige Führung
    5.2
    Schulter
    5.3
    Luftkanal
    6
    Keil
    6.1
    erste Lasche
    6.2
    zweite Lasche
    6.3
    Kante
    7
    Dichtring
    8
    Dichtring
    9
    Dichtring
    10
    Dichtring
    11
    Elektrode
    12
    Widerstand
    13
    Widerstand
    14
    Widerstand
    15
    Kontaktring
    16
    elektrische Kontaktierung
    17
    elektrische Leitung
    18
    elektrische Kontaktierung
    19
    Luftfilter
    20
    Pulversprühpistole
    20.1
    Pistolenhalterung
    20.2
    Versorgungsanschluss
    21
    Pistolenschaft
    LA
    Längsachse
    L
    Strömungsrichtung der Luft
    P
    Strömungsrichtung des Pulvers

Claims (14)

  1. Elektrodenhalter für eine Pulversprühvorrichtung,
    - mit einem Pulverkanal (4.5),
    - mit einem im Pulverkanal (4.5) angeordneten Steg (4.4) zum Halten einer Elektrode (11),
    - bei dem der stromaufwärtige Abschnitt des Pulverkanals als Muffe (4.6) ausgebildet ist, in die ein Pulverrohr (3) hineinschiebbar ist,
    - mit einem elektrischen Kontakt (15), der auf der stromaufwärtigen Stirnfläche der Muffe (4.6) angeordnet ist.
  2. Elektrodenhalter nach Anspruch 1,
    bei dem der elektrische Kontakt als Kontaktring (15) ausgebildet ist.
  3. Elektrodenhalter nach Anspruch 1 oder 2,
    mit einem Keil (6), der auf der stromaufwärtigen Seite des Stegs am Steg (4.4) befestigbar ist.
  4. Elektrodenhalter für eine Pulversprühvorrichtung,
    - mit einem Pulverkanal (4.5),
    - mit einem im Pulverkanal (4.5) angeordneten Steg (4.4) zum Halten einer Elektrode (11), und
    - mit einem Keil (6), der auf der stromaufwärtigen Seite des Stegs am Steg (4.4) befestigbar ist.
  5. Elektrodenhalter nach Anspruch 3 oder 4,
    bei dem die Verbindung, über die der Keil (6) am Steg (4.4) befestigbar ist, als Steckverbindung ausgebildet ist.
  6. Elektrodenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    - bei dem der Steg (4.4) auf seiner stromaufwärtigen Seite eine Verjüngung (4.7) aufweist,
    - bei dem der Keil (6) zwei Laschen (6.1, 6.2) aufweist, die auf die Verjüngung (4.7) steckbar sind.
  7. Elektrodenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem die Steckverbindung als selbstzentrierende Steckverbindung ausgebildet ist.
  8. Elektrodenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem der Keil (6) Polypropylen, Polyoxymethylen, Glas oder Keramik aufweist.
  9. Elektrodenhalter nach einem der Ansprüche 3 bis 8, bei dem der Keil (6) so positioniert ist, dass sein spitzes Ende dort endet wo das Pulverrohr (3) beginnt.
  10. Elektrodenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    - mit einem Luftkanal (4.1), über den die Elektrode (11) mit Luft (L) versorgbar ist, und
    - mit einer stromabwärts hinter dem Luftkanal (4.1) angeordneten ringförmigen Dichtung (7).
  11. Pulversprühvorrichtung mit einem Elektrodenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    mit einer Montagehülse (5), die den Elektrodenhalter (4) hält und einen Anschlag (5.2) aufweist, wobei das Pulverrohr (3) zwischen dem Anschlag (5.2) und dem Elektrodenhalter (4) eingespannt ist.
  12. Pulversprühvorrichtung mit einem Elektrodenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    mit einer Düse (2), die einen Düsenschlitz (2.1) aufweist, wobei die Düse (2) und der Elektrodenhal-Ler (4) derart ausgebildet sind, dass im zusammengefügten Zustand der Düsenschlitz (2.1) parallel zur Kante (6.3) des Keils (6) verläuft.
  13. Pulversprühvorrichtung mit einem Elektrodenhalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    bei der der axiale Abstand (ΔX) zwischen dem stromabwärtigen Ende des Stegs (4.4) und der dazu parallelen Innenkante des Düsenschlitzes (2.1) 6 bis 15 mm beträgt.
  14. Pulversprühvorrichtung,
    - bei der ein Pulverkanal (4.5) vorgesehen ist,
    - bei der im Pulverkanal (4.5) ein Steg (4.4) zum Halten einer Elektrode (11) angeordnet ist,
    - bei der eine einen Düsenschlitz (2.1) aufweisende Pulversprühdüse (2) vorgesehen ist,
    - bei der der axiale Abstand (ΔX) zwischen dem stromabwärtigen Ende des Stegs (4.4) und der dazu parallelen Innenkante des Düsenschlitzes (2.1) 6 bis 15 mm beträgt.
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