EP2650052B2 - Pulverbechersprühpistole und Sprühbeschichtungsvorrichtung mit einer Pulverbechersprühpistole - Google Patents

Pulverbechersprühpistole und Sprühbeschichtungsvorrichtung mit einer Pulverbechersprühpistole Download PDF

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EP2650052B2
EP2650052B2 EP12405036.0A EP12405036A EP2650052B2 EP 2650052 B2 EP2650052 B2 EP 2650052B2 EP 12405036 A EP12405036 A EP 12405036A EP 2650052 B2 EP2650052 B2 EP 2650052B2
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EP
European Patent Office
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powder
air
spray gun
beaker
connection
Prior art date
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EP12405036.0A
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EP2650052A1 (de
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Thomas Schwarz
René Schmid
Gilbert Lutz
Karsten Jüterbock
Pierre Plascar
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J Wagner AG
Original Assignee
J Wagner AG
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Publication date
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    • B05B7/2402Apparatus to be carried on or by a person, e.g. by hand; Apparatus comprising containers fixed to the discharge device
    • B05B7/2478Gun with a container which, in normal use, is located above the gun

Definitions

  • the invention relates to a powder cup spray gun and a spray coating device with a powder cup spray gun which are suitable for spraying coating powder.
  • the industry has developed powder cup guns for these applications.
  • the powder reservoir of these powder cup spray guns is located directly on the spray gun.
  • the powder storage container which is also referred to below as a powder cup or, for short, a cup, has a relatively small capacity.
  • the user can save powder because the powder does not have to be transported to the spray gun via a powder hose from a large, remote powder storage container.
  • the user does not have to clean the powder hose when changing the color. And cleaning the small powder cup is much less time-consuming than cleaning the large storage container.
  • the gun-shaped sprayer has a powder container that can be screwed onto the top of the gun head.
  • the gun head has a countersink at the top with an internal thread.
  • the powder container comprises a connection piece with an external thread that matches the internal thread.
  • In the connection piece there is also an air inlet hole for loosening gas.
  • the screw connection forms a seal so that the loosening gas cannot escape.
  • a powder spray gun for casting dishes is known.
  • the powder made of plastic is injected into a recess in a heated mold.
  • the powder is in a powder container at the back of the spray gun.
  • FIG. 1 is taken from the operating instructions and shows the cup gun D in a three-dimensional view.
  • the cup gun D is a manually operated powder spray gun with a powder storage cup H, which is screwed onto the gun D from above in the rear area.
  • the cup gun D has a screw thread J for this purpose.
  • cup guns have in common that they have an electrical connection G and a supply connection F for compressed air at the lower end of the handle.
  • the electrical connection G is connected to a control unit via an electrical cable and the supply connection F via a compressed air hose.
  • the compressed air supply to the cup gun can be adjusted with the help of the control unit.
  • these cup guns have the disadvantage that the color change cannot be carried out quickly enough.
  • the user must first carefully unscrew the supply cup from the gun. To do this, he holds the pistol with one hand and grabs the cup with the other hand and begins to unscrew it. As a rule, he will grip the cup several times in order to be able to unscrew it completely.
  • reaching around is tricky, especially when there is still powder in the storage cup, because there is then the risk of the powder spilling or trickling out of the outlet opening of the powder cup.
  • the compressed air supplied to the gun via the supply connection is divided into conveying air, tribo air (with the tribo guns) or atomizing air (with the corona gun), metering air and air for fluidizing the powder.
  • conveying air tribo air
  • atomizing air with the corona gun
  • metering air for fluidizing the powder.
  • a manually adjustable valve for the conveying air a manually adjustable valve for the metering air
  • a manually adjustable valve for the atomizing air or tribo air a manually adjustable valve for the fluidizing air at the rear of the powder cup gun. All valves are connected on the inlet side to the supply connection. If a valve is now adjusted, it cannot be ensured that this has no effect on the other air flows. The user does not know how high the four air pressures actually are.
  • the four valve settings provide only very imprecise information about this. This in turn leads to the fact that it is not easy to make recommendations as to how the individual air pressures are to be set for other powder spray guns, especially those used in series production. The results achieved are therefore only reproducible to a limited extent and the compressed air settings cannot be easily transferred to other spray guns. However, this is among other things in the development of coating powder is desirable.
  • An object of the invention is to provide a powder cup spray gun in which the color change can be carried out quickly and smoothly.
  • the powder cup spray gun has an injector with a powder inlet, a powder cup and a receptacle for the powder cup.
  • the powder inlet of the injector is connected to the receptacle.
  • the powder cup and the receptacle are designed such that the powder cup can be plugged into the receptacle.
  • a handle with a connection for conveying air, a connection for atomizing air and a connection for metering air is provided. The connection for the conveying air and the connection for the metering air are connected to the injector via lines running in the handle.
  • a gun housing can be provided which is designed in such a way that the injector can be screwed on from the outside.
  • the injector is quickly and easily accessible and can be unscrewed in a few simple steps. The staff can then service and clean the injector.
  • a sealing ring is provided in the receptacle for the powder cup. A secure and reliably sealing connection between the receptacle and the powder cup is thus achieved.
  • a further sealing ring is provided in the receptacle for the powder cup. This seals the connection between the receptacle and the powder cup even more securely and reliably.
  • a powder line and a metering air channel are provided, the metering air channel opening into the powder line in a ring shape.
  • the injector of the powder cup spray gun according to the invention can have a driving nozzle and a catching nozzle, the driving nozzle having a driving nozzle channel and the catching nozzle having a mixing tube section.
  • the ratio between the diameter of the driving nozzle channel and the inner diameter of the mixing tube section is preferably in the range between 1.9 and 2.5.
  • the powder cup used for the powder cup spray gun described above can have a side wall that is funnel-shaped.
  • a powder outlet which is tubular in shape can be provided in the powder cup. This ensures that the powder is continuously sucked into the injector without additional measures. Fluidization with fluidizing air is no longer necessary.
  • the powder cup has a lid with a separable cover cap.
  • the cover cap is designed in such a way that it is suitable for closing the powder outlet.
  • a spray coating device with the above-described powder cup spray gun and a control unit is proposed.
  • the control unit is designed and operated in such a way that it can be used to regulate the conveying air, the atomizing air and the metering air.
  • compressed air hoses are provided with which the control unit is connected to the connection for the conveying air, the connection for the metering air and the connection for the atomizing air of the powder cup spray gun.
  • the powder cup spray gun according to the invention in connection with the control device advantageously achieves an extraordinarily high and permanently constant quality of the powder spray jet.
  • the powder cup spray gun is also referred to below as a cup spray gun or, for short, a spray gun.
  • the cup spray gun has a housing 1. At its rear end 1.2 there is a pneumatically operated powder injector 2, which in the following is also referred to as an injector for the sake of simplicity.
  • the cup spray gun also has a handle 1.1 with which the operating personnel can hold and operate the spray gun. In the embodiment shown here, the handle 1.1 is part of the housing 1, but this does not have to be mandatory. The handle 1.1 can also be a separate component.
  • the operating personnel can control the powder flow and, if necessary, also the high voltage, via a trigger 10 which is built into the handle 1.1. If the trigger 10 is operated, the high voltage is applied to a high voltage electrode 12.1 (see Figure 4 ) at.
  • the coating powder, or powder for short, flowing past the high-voltage electrode 12.1 is charged electrostatically and sprayed through a powder jet nozzle 9.
  • Figure 3 shows this part of the handle in a three-dimensional view.
  • the injector 2 is supplied with conveying air via a connection 5 for conveying air, which is also referred to as conveying air connection.
  • the injector 2 is supplied with metering air via a connection 6 for metering air, also called metering air connection.
  • a connection 7 for atomizing air which is also referred to as the atomizing air connection.
  • the atomizing air is fed into the spray gun up to its mouth. With the help of the atomizing air, the operating personnel can adjust the shape of the powder cloud.
  • the atomizing air can be used to cool the high-voltage cascade and to remove the ozone generated.
  • the atomizing air can also protect the electrode 12.1 from powder deposits.
  • the atomizing air also prevents powder from getting into the opening of the electrode holder 12 from which the electrode 12.1 protrudes. If not the in Figure 2
  • the flat jet nozzle shown is used, but a round jet nozzle with a baffle plate arranged in front of it, the atomizing air can also protect the baffle plate from powder deposits.
  • control unit 30 In the spray gun there is a high-voltage generator, which comprises a transformer and a downstream high-voltage cascade, and which transforms the high-frequency low voltage into a high voltage.
  • Control and information signals from an in Figure 5 control unit 30 shown are guided to the spray gun.
  • control and information signals can also be passed from the spray gun to control device 30.
  • the coating powder is sprayed via the spray nozzle 9.
  • a control panel 27 with buttons, via which, for example, a recipe can be selected from a list of several recipes stored in the control device 30.
  • the control device 30 then regulates the individual parameters, such as metering air, conveying air, atomizing air and voltage accordingly.
  • the recipes or airs can also be selected directly on the control device 30.
  • a flushing recipe can also be selected for thorough cleaning of the powder channels inside the gun.
  • the powder to be sprayed is in a powder cup 3, which is in the in Figure 2 embodiment shown sits at the rear end of the spray gun.
  • the powder cup 3 has a removable lid 4 with a closable air inlet opening 4.3 (see Figure 7 ).
  • the air inlet opening 4.3 is usually open, so that no negative pressure arises in the powder cup 3.
  • the air inlet opening 4.3 can be closed with a closure 4.2. To do this, press the nipple of the closure 4.2 into the air inlet opening 4.3.
  • the cover 4 also has a cover cap 4.1, which can be removed and serves to open the powder outlet opening 3.1 ( Figure 6 ) of the powder cup 3 at the bottom. If you want to fill the powder cup 3 with coating powder, you can detach the cover cap 4.1 from the cover 4 and use it to close the powder outlet opening 3.1 at the lower end of the powder cup 3. The powder cup 3 can then be filled and, if desired, the top of the powder cup can be closed with the lid 4. In this way it is ensured that the powder located in the powder cup 3 cannot escape. If you now want to put the powder cup 3 on the spray gun, turn the powder cup 3 with the powder outlet opening 3.1 upwards and remove the cover cap 4.1.
  • the powder outlet opening 3.1 is inserted into the intended receptacle 2.1 in the injector 2.
  • the coating powder now enters the powder outlet opening 3.1
  • the inlet 2.2 of the injector 2 immediately following it.
  • the inlet 2.2 is also referred to as the intake duct.
  • the coating powder thus reaches the injector 2 by the shortest route from the powder cup 3 and from there via the powder line 15 located inside the spray gun to the powder spray nozzle 9.
  • the injector 2 works according to the Venturi principle. With the aid of a continuous flow of conveying air, a negative pressure is generated in the injector, which causes powder to be sucked in from the powder cup 3 and transported together with the flow of conveying air in the direction of the powder spray nozzle 9.
  • metering air is fed to the injector 2 in order to support the conveyance of the powder to the spray nozzle 9.
  • the injector 2 comprises a propulsion nozzle 13 (see Figures 6 and 7th ), which via a compressed air line 19 with conveying air ( Figure 8 ) can be supplied.
  • the conveying air flowing out of the driving nozzle 13 generates a negative pressure in the suction channel 2.2 so that the powder is sucked out of the powder cup 3.
  • the injector 2 there is also a compressed air channel which opens into the powder line 15.
  • the metering air can be fed into the powder line 15 via the compressed air channel.
  • the compressed air channel advantageously opens into the powder line in a ring shape.
  • the amount of metering air to be fed in depends on the total amount of air required.
  • the sum of metering air and conveying air is referred to here as the total amount of air.
  • Figure 4 shows the powder cup spray gun according to the invention in a partially disassembled state in a three-dimensional view.
  • a union nut 8 that can be unscrewed by hand is first removed.
  • the spray nozzle 9 and the electrode holder 12 with the high-voltage electrode 12.1 can then be removed.
  • FIG. 5 shows a possible embodiment of a control device 30 for the powder cup spray gun according to the invention.
  • the control device 30, which is also referred to as a control unit, has a first adjusting knob 31, via which the conveying air quantity per unit of time can be set.
  • a second adjusting knob 32 is provided, via which the amount of metered air per unit of time can be set.
  • a third adjusting knob 33 is also provided, by means of which the amount of atomizing air per unit of time can be adjusted.
  • the control unit 30 comprises corresponding control loops which ensure that the set target values for the conveying air, metering air and atomizing air are actually adhered to. The actual values of the conveying air, metering air and atomizing air can be read on the associated displays 34, 35 and 36.
  • Figure 6 shows the powder cup spray gun according to the invention in a partially disassembled state in a three-dimensional view.
  • the injector 2 can be detached from the flange 26 quickly and easily in a few simple steps.
  • the driving nozzle 13 and the collecting nozzle 14 can now be pulled out and checked, cleaned or replaced if necessary.
  • a short connecting pipe 37 is provided which connects the conveying air line arranged in the gun to the injector 2 and which can also be removed.
  • the O-rings 38 and 39 serve as seals.
  • Figure 7 shows the powder cup spray gun according to the invention in longitudinal section.
  • Figure 8 the compressed air lines and connections that are housed in handle 1.1 of the spray gun are shown, among other things.
  • the conveying air connection 5 is connected to one end of the compressed air line 19 via a connection nipple 21.
  • Another connection nipple 23 connects the other end of the compressed air line 19 to a conveying air duct in the flange 26, which in turn is connected to the conveying air duct of the injector 2.
  • the metering air connection 6 is connected to one end of the compressed air line 18 via a connection nipple 22.
  • Another connection nipple 24 connects the other end of the compressed air line 18 to a metering air channel in the flange 26, which in turn is connected to the metering air channel of the injector 2.
  • cascade plug 25 in the spray gun, which is connected to the cables coming from the electrical connection 11.
  • the plug contacts of the high-voltage cascade are plugged into the cascade plug 25.
  • the downstream end of the atomizing air line 20 is placed on a connection nipple 29. This is also attached to the cascade plug 25. From there, the atomizing air flows past the high-voltage cascade. Then it is passed through the electrode holder and brought to the mouth of the spray gun.
  • Figure 9 shows the rear part of the powder cup spray gun according to the invention in a longitudinal section in an enlarged view.
  • the collecting nozzle 14 has a downstream section downstream behind the O-ring. This downstream section and the channel surrounding it in the flange 26 and the powder line 15 surrounding it form a metering air channel 40.
  • the metering air channel 40 is designed such that it opens into the powder line 15 in an annular manner.
  • the powder line 15 is also referred to as a powder tube.
  • the following dimensions for the injector 2 have proven to be particularly advantageous in the powder cup gun.
  • Driving nozzle channel diameter d1 1.5 mm
  • Diameter of the inlet opening of the collecting nozzle d2 3.3 mm.
  • the diameter of the inlet opening is d2 at the same time the inside diameter of the mixing tube.
  • Diameter of the outlet opening of the collecting nozzle d3 5.05 mm
  • the distance I2 is also the length of the mixing tube.
  • Distance between the start of the diffuser and the end of the collecting nozzle I3 25 mm
  • a ratio of the diameters d2 to d1 of 1.9 ⁇ d 2 d 1 ⁇ 2.5 has proven to be particularly advantageous in terms of delivery rate.
  • the powder cup 3 has a radially protruding nose in the region of the pipe section 3.1 and the receptacle 2.1 has one or more radial bulges.
  • the bulges are used to accommodate the nose.
  • the nose and bulges form a kind of bayonet lock.

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  • Nozzles (AREA)
  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Pulverbechersprühpistole und eine Sprühbeschichtungsvorrichtung mit einer Pulverbechersprühpistole, die zum Versprühen von Beschichtungspulver geeignet sind.
  • Für die Pulverbeschichtung von Einzelteilen und Kleinstmengen sowie für Labor- und Entwicklungszwecke ist es sinnvoll eine handliche, flexible und doch leistungsstarke Ausrüstung einzusetzen. Die Industrie hat für diese Anwendungsfälle Pulverbecherpistolen entwickelt. Anders als bei den zur Serien- und Lohnbeschichtung eingesetzten Pulversprühpistolen befindet sich bei diesen Pulverbechersprühpistolen der Pulvervorratsbehälter unmittelbar an der Sprühpistole. Der Pulvervorratsbehälter, der im Folgenden auch als Pulverbecher oder kurzum als Becher bezeichnet wird, hat ein relativ kleines Fassungsvermögen. Bei der Verarbeitung kleinster und mittlerer Pulvermengen kann der Benutzer Pulver sparen, weil das Pulver nicht über einen Pulverschlauch aus einem entfernten grossen Pulvervorratsbehälter zur Sprühpistole transportiert werden muss. Zudem entfällt für den Benutzer bei einem Farbwechsel die Reinigung des Pulverschlauchs. Und auch die Reinigung des kleinen Pulverbechers gestaltet sich deutlich weniger aufwändig als die Reinigung des grossen Vorratsbehälters.
  • Stand der Technik
  • Aus dem Stand der Technik DE 25 14 160 A ist ein elektrostatisches Sprühgerät für pulverförmiges Sprühgut bekannt. Das pistolenförmige Sprühgerät weist einen Pulverbehälter auf, der oben auf den Pistolenkopf geschraubt werden kann. Der Pistolenkopf weist dazu oben eine Ansenkung mit einem Inngewinde auf. Der Pulverbehälter umfasst einen Anschlussstutzen mit einem zum Innengewinde passenden Aussengewinde. Im Anschlussstutzen ist zudem eine Lufteinlassbohrung für Lockerungsgas vorhanden. Die Verschraubung bildet eine Dichtung, damit das Lockerungsgas nicht entweichen kann.
  • Aus der Druckschrift JP 6 320101 A ist eine Pulverspritzpistole zum Schalengiessen bekannt. Dabei wird das aus Kunststoff bestehende Pulver in eine Vertiefung einer erwärmten Form gespritzt. Das Pulver befindet sich in einem Pulverbehälter hinten an der Spritzpistole.
  • Aus der Betriebsanleitung "Tribo Becherpistole PEM-TG3" Stand 04/2006, Nr. 0351716, welche im Internet als Stand der Technik veröffentlicht ist und von der Firma Wagner GmbH unter der Artikel Nr. 0351036 vertrieben wird, ist eine Becherpistole für die oben genannten Verwendungszwecke bekannt. Figur 1 ist aus der Betriebsanleitung entnommen und zeigt die Becherpistole D in einer dreidimensionalen Ansicht. Die Becherpistole D ist eine manuell betätigbare Pulversprühpistole mit einem Pulvervorratsbecher H, der im hinteren Bereich von oben auf die Pistole D geschraubt wird. Die Becherpistole D weist dazu ein Schraubgewinde J auf.
  • Eine ähnliche mit triboelektrischer Aufladung arbeitende Becherpistole ist aus der Serviceanleitung "Hand- und Automatikpistolen" Ausgabe Juni 2006, Nr. 0351883 Seite 121 ff bekannt, welche ebenfalls im Internet als Stand der Technik veröffentlicht ist.
  • Schliesslich ist aus der Betriebsanleitung "Pulver Becherpistole PEM-CG4-HiCoat" Ausgabe 02/2007 Nr. 0390821 eine mit Corona-Aufladung (Hochspannung) arbeitende Pulverbecherpistole bekannt.
  • Diese Becherpistolen haben gemeinsam, dass sie am unteren Ende des Handgriffs einen Elektroanschluss G und einen Versorgungsanschluss F für Druckluft aufweisen. Der Elektroanschluss G ist über ein elektrisches Kabel und der Versorgungsanschluss F über einen Druckluftschlauch mit einer Steuereinheit verbunden. Mit Hilfe der Steuereinheit kann die Druckluftzufuhr zur Becherpistole eingestellt werden. Diese Becherpistolen haben jedoch den Nachteil, dass der Farbwechsel nicht schnell genug durchgeführt werden kann. Der Benutzer muss den Vorratsbecher zuerst vorsichtig von der Pistole abschrauben. Dazu hält er mit einer Hand die Pistole und mit der anderen Hand fasst er den Becher und beginnt diesen abschrauben. In der Regel wird er den Becher mehrmals greifen, um ihn ganz abschrauben zu können. Das Umgreifen ist jedoch heikel, und zwar insbesondere dann, wenn sich noch Pulver im Vorratsbecher befindet, weil dann die Gefahr besteht, dass das Pulver verschüttet wird oder aus der Auslassöffnung des Pulverbechers herausrieselt.
  • Bei den oben beschriebenen Pulverbecherpistolen wird die der Pistole über den Versorgungsanschluss zugeführte Druckluft in eine Förderluft, eine Triboluft (bei den Tribopistolen) bzw. eine Zerstäuberluft (bei der Corona-Pistole), eine Dosierluft und eine Luft zum Fluidisieren des Pulvers aufgeteilt. Dazu befinden sich hinten an der Pulverbecherpistole ein manuell einstellbares Ventil für die Förderluft, ein manuell einstellbares Ventil für die Dosierluft, ein manuell einstellbares Ventil für die Zerstäuberluft bzw. Triboluft und ein manuell einstellbares Ventil für die Fluidisierluft. Sämtliche Ventile sind eingangsseitig mit dem Versorgungsanschluss verbunden. Wird nun ein Ventil verstellt, kann nicht sichergestellt werden, dass dies keine Auswirkung auf die übrigen Luftströme hat. Wie gross die vier Luftdrücke tatsächlich sind, ist dem Benutzer nicht bekannt. Die vier Ventileinstellungen geben hierüber nur recht ungenaue Auskünfte. Dies wiederum führt dazu, dass man nicht ohne weiteres Empfehlungen abgeben kann, wie die einzelnen Luftdrücke bei anderen, insbesondere bei in der Serienproduktion eingesetzten Pulversprühpistolen einzustellen sind. Die erzielen Ergebnisse sind somit nur bedingt reproduzierbar und die Drucklufteinstellungen nicht ohne Weiteres auf andere Sprühpistolen übertragbar. Dies ist jedoch unter anderem bei der Entwicklung von Beschichtungspulver wünschenswert.
  • Darstellung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pulverbechersprühpistole anzugeben, bei der der Farbwechsel schnell und reibungslos durchgeführt werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch eine Pulverbechersprühpistole mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Die erfindungsgemässe Pulverbechersprühpistole weist einen Injektor mit einem Pulvereinlass, einen Pulverbecher und eine Aufnahme für den Pulverbecher auf. Der Pulvereinlass des Injektors ist mit der Aufnahme verbunden. Der Pulverbecher und die Aufnahme sind derart ausgebildet, dass der Pulverbecher in die Aufnahme steckbar ist. Zudem ist ein Griff mit einem Anschluss für Förderluft, einem Anschluss für Zerstäuberluft und einem Anschluss für Dosierluft vorgesehen. Der Anschluss für die Förderluft und der Anschluss für die Dosierluft sind über im Griff verlaufende Leitungen mit dem Injektor verbunden.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den abhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmalen.
  • So kann bei der erfindungsgemässen Pulverbechersprühpistole ein Pistolengehäuse vorgesehen sein, das derart ausgebildet ist, dass der Injektor von aussen anschraubbar ist. Auf diese Weise ist der Injektor schnell und einfach zugänglich und kann mit wenigen Handgriffen abgeschraubt werden. Anschliessend kann das Personal den Injektor warten und reinigen.
  • Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Pulverbechersprühpistole ist in der Aufnahme für den Pulverbecher ein Dichtring vorgesehen. Damit wird eine sichere und zuverlässig dichtende Verbindung zwischen der Aufnahme und dem Pulverbecher erreicht.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Pulverbechersprühpistole ist in der Aufnahme für den Pulverbecher ein weiterer Dichtring vorgesehen. Damit wird die Verbindung zwischen der Aufnahme und dem Pulverbecher noch sicherer und zuverlässiger abgedichtet.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemässen Pulverbechersprühpistole sind eine Pulverleitung und ein Dosierluftkanal vorgesehen, wobei der Dosierluftkanal ringförmig in die Pulverleitung mündet.
  • Der Injektor der erfindungsgemässen Pulverbechersprühpistole kann eine Treibdüse und eine Fangdüse aufweisen, wobei die Treibdüse einen Treibdüsenkanal und die Fangdüse einen Mischrohrabschnitt aufweist. Das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Treibdüsenkanals und dem Innendurchmesser des Mischrohrabschnitts liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 1.9 und 2.5.
  • Der für die oben beschriebene Pulverbechersprühpistole verwendete Pulverbecher kann eine Seitenwand aufweisen, die trichterförmig ausgebildet ist. Zudem kann bei dem Pulverbecher ein Pulverauslass vorgesehen sein, der rohrförmig ausgebildet ist. Dadurch wird erreicht, dass das Pulver ohne zusätzliche Massnahmen kontinuierlich in den Injektor gesaugt wird. Eine Fluidisierung mit Fluidisierluft ist nicht mehr nötig.
  • Bei einer anderen Ausführungsform weist der Pulverbecher einen Deckel mit einer abtrennbaren Abdeckkappe auf. Die Abdeckkappe ist derart ausgebildet, dass sie geeignet ist, den Pulverauslass zu verschliessen.
  • Zudem wird eine Sprühbeschichtungsvorrichtung mit der oben beschriebenen Pulverbechersprühpistole und einer Steuereinheit vorgeschlagen. Die Steuereinheit ist derart ausgebildet und betreibbar, dass mit ihr die Förderluft, die Zerstäuberluft und die Dosierluft regelbar sind. Zudem sind Druckluftschläuche vorgesehen, mit denen die Steuereinheit mit dem Anschluss für die Förderluft, dem Anschluss für die Dosierluft und dem Anschluss für die Zerstäuberluft der Pulverbechersprühpistole verbunden sind. Vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemässe Pulverbechersprühpistole in Verbindung mit dem Steuergerät eine ausserordentlich hohe und dauerhaft gleichbleibende Qualität des Pulversprühstrahls erreicht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit mehreren Ausführungsbeispielen anhand von 9 Figuren weiter erläutert.
  • Figur 1
    zeigt eine Pulverbechersprühpistole gemäss dem Stand der Technik in einer dreidimensionalen Ansicht.
    Figur 2
    zeigt eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemässen Pulverbechersprühpistole in einer dreidimensionalen Ansicht.
    Figur 3
    zeigt den unteren Teil des Griffs der erfindungsgemässen Pulverbechersprühpistole in einer dreidimensionalen Ansicht.
    Figur 4
    zeigt die erfindungsgemässe Pulverbechersprühpistole im teilweise zerlegten Zustand in einer dreidimensionalen Ansicht.
    Figur 5
    zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Steuergeräts für die erfindungsgemässe Pulverbechersprühpistole.
    Figur 6
    zeigt die erfindungsgemässe Pulverbechersprühpistole im teilweise zerlegten Zustand in einer dreidimensionalen Ansicht.
    Figur 7
    zeigt die erfindungsgemässe Pulverbechersprühpistole im Längsschnitt.
    Figur 8
    zeigt unter anderem jene Druckluftleitungen und Anschlüsse, die im Griff der Sprühpistole untergebracht sind.
    Figur 9
    zeigt den hinteren Teil der erfindungsgemässen Pulverbechersprühpistole im Längsschnitt in einer vergrösserten Ansicht.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • In Figur 2 ist eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemässen Pulverbechersprühpistole in einer dreidimensionalen Ansicht dargestellt. Die Pulverbechersprühpistole wird im Folgenden auch als Bechersprühpistole oder kurzum als Sprühpistole bezeichnet. Die Bechersprühpistole weist ein Gehäuse 1 auf. An dessen hinteren Ende 1.2 befindet sich ein pneumatisch betriebener Pulverinjektor 2, der im Folgenden der Einfachheit halber auch als Injektor bezeichnet wird. Die Bechersprühpistole weist zudem einen Griff 1.1 auf, mit dem das Bedienpersonal die Sprühpistole halten und bedienen kann. Bei der hier gezeigten Ausführungsform ist der Griff 1.1 Teil des Gehäuses 1, was aber nicht zwingend sein muss. Der Griff 1.1 kann auch ein separates Bauteil sein. Über einen Abzug 10, der in den Griff 1.1 eingebaut ist, kann das Bedienpersonal den Pulverfluss und bei Bedarf auch die Hochspannung steuern. Wird der Abzug 10 betätigt, liegt die Hochspannung an einer Hochspannungselektrode 12.1 (siehe Figur 4) an. Das an der Hochspannungselektrode 12.1 vorbeiströmende Beschichtungspulver oder kurzum Pulver wird elektrostatisch aufgeladen und durch eine Pulverstrahldüse 9 versprüht.
  • Am unteren Ende des Griffs 10 befinden sich mehrere Anschlüsse 5, 6, 7 und 11. Figur 3 zeigt diesen Teil des Griffs in einer dreidimensionalen Ansicht. Über einen Anschluss 5 für Förderluft, der auch als Förderluftanschluss bezeichnet wird, wird der Injektor 2 mit Förderluft versorgt. Über einen Anschluss 6 für Dosierluft, auch Dosierluftanschluss genannt, wird der Injektor 2 mit Dosierluft versorgt. Darüber hinaus befindet sich am unteren Ende des Griffs 10 auch ein Anschluss 7 für Zerstäuberluft, der auch als Zerstäuberluftanschluss bezeichnet wird. Die Zerstäuberluft wird in der Sprühpistole bis zu deren Mündung geführt. Mit Hilfe der Zerstäuberluft kann das Bedienpersonal die Form der Pulverwolke einstellen. Zudem kann die Zerstäuberluft für die Kühlung der Hochspannungskaskade und für die Abfuhr des erzeugten Ozons dienen. Weiter kann die Zerstäuberluft die Elektrode 12.1 vor Pulverablagerungen schützen. Durch die Zerstäuberluft wird zudem verhindert, dass Pulver in die Öffnung des Elektrodenhalters 12 gelangt, aus der die Elektrode 12.1 herausragt. Falls nicht die in Figur 2 gezeigte Flachstrahldüse, sondern eine Rundstrahldüse mit einem davor angeordneten Prallteller verwendet wird, kann die Zerstäuberluft auch den Prallteller vor Pulverablagerungen schützen. Schliesslich befindet sich am unteren Ende des Griffs 10 auch noch ein Elektroanschluss 11, über den eine hochfrequente Niederspannung zur Pistole geführt wird. In der Sprühpistole befindet sich ein Hochspannungserzeuger, der einen Transformator und eine nachgeschaltete Hochspannungskaskade umfasst, und die hochfrequente Niederspannung in eine Hochspannung transformiert. Über den Elektroanschluss 11 können auch Steuer- und Informationssignale von einem in Figur 5 gezeigten Steuergerät 30 zur Sprühpistole geführt werden. Darüber hinaus können auch Steuer- und Informationssignale von der Sprühpistole zum Steuergerät 30 geleitet werden. Sobald der Abzug 10 betätigt worden ist, wird das Beschichtungspulver über die Sprühdüse 9 versprüht.
  • Hinten an der Sprühpistole kann sich ein Bedienfeld 27 mit Tasten befinden, über die beispielsweise eine Rezeptur aus einer Liste von mehreren im Steuergerät 30 abgelegten Rezepturen ausgewählt werden kann. Das Steuergerät 30 regelt dann die einzelnen Parameter, wie Dosierluft, Förderluft, Zerstäuberluft und Spannung entsprechend. Die Rezepte bzw. Lüfte können jedoch auch direkt am Steuergerät 30 ausgewählt werden. Es kann auch ein Spülrezept für eine gründliche Reinigung der Pulverkanäle innerhalb der Pistole ausgewählt werden.
  • Das zu versprühende Pulver befindet sich in einem Pulverbecher 3, der bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform am hinteren Ende der Sprühpistole sitzt. Der Pulverbecher 3 hat einen abnehmbaren Deckel 4 mit einer verschliessbaren Lufteinlassöffnung 4.3 (siehe Figur 7). Während des Beschichtungsbetriebs ist die Lufteinlassöffnung 4.3 in der Regel offen, so dass im Pulverbecher 3 kein Unterdruck entsteht. Bei Bedarf, beispielsweise wenn die Sprühpistole nicht in Betrieb ist, oder wenn der Pulverbecher 3 nicht auf der Sprühpistole steckt, kann die Lufteinlassöffnung 4.3 mit einem Verschluss 4.2 verschlossen werden. Dazu drückt man den Nippel des Verschlusses 4.2 in die Lufteinlassöffnung 4.3. Der Deckel 4 trägt zudem eine Abdeckkappe 4.1, welche sich entfernen lässt und dazu dient, die Pulverauslassöffnung 3.1 (Figur 6) des Pulverbechers 3 unten verschliessen zu können. Wenn man den Pulverbecher 3 mit Beschichtungspulver auffüllen möchte, kann man die Abdeckkappe 4.1 vom Deckel 4 lösen und mit ihr die Pulverauslassöffnung 3.1 am unteren Ende des Pulverbechers 3 verschliessen. Anschliessend kann man den Pulverbecher 3 auffüllen und, falls gewünscht, den Pulverbecher oben mit dem Deckel 4 verschliessen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das im Pulverbecher 3 befindliche Pulver nicht entweichen kann. Möchte man nun den Pulverbecher 3 auf die Sprühpistole setzen, dreht man den Pulverbecher 3 mit der Pulverauslassöffnung 3.1 nach oben und nimmt die Abdeckkappe 4.1 ab. Dann steckt man die Pulverauslassöffnung 3.1 in die dafür vorgesehene Aufnahme 2.1 im Injektor 2. Durch die beiden O-Ringe 16 und 17 (siehe Figur 9) wird eine sichere und zuverlässig dichtende Verbindung zwischen der Aufnahme 2.1 und der Pulverauslassöffnung 3.1 des Pulverbechers 3 erreicht. Das Beschichtungspulver gelangt nun durch die Pulverauslassöffnung 3.1 in den sich unmittelbar daran anschliessenden Einlass 2.2 des Injektors 2. Der Einlass 2.2 wird auch als Ansaugkanal bezeichnet. Somit gelangt das Beschichtungspulver auf dem kürzesten Weg vom Pulverbecher 3 in den Injektor 2 und von dort über die im Inneren der Sprühpistole befindliche Pulverleitung 15 zur Pulversprühdüse 9.
  • Der Injektor 2 arbeitet nach dem Venturi-Prinzip. Dabei wird mit Hilfe eines kontinuierlichen Förderluftstroms ein Unterdruck im Injektor erzeugt, der dazu führt, dass Pulver aus dem Pulverbecher 3 angesaugt und zusammen mit dem Förderluftstrom in Richtung Pulversprühdüse 9 transportiert wird. Zusätzlich wird dem Injektor 2 Dosierluft zugeführt, um die Förderung des Pulvers zur Sprühdüse 9 hin zu unterstützen. Der Injektor 2 umfasst dazu eine Treibdüse 13 (siehe Figuren 6 und 7), die über einen Druckluftleitung 19 mit Förderluft (Figur 8) versorgt werden kann. Die aus der Treibdüse 13 strömende Förderluft erzeugt im Ansaugkanal 2.2 einen Unterdruck, so dass das Pulver aus dem Pulverbecher 3 gesaugt wird. Stromabwärts befindet sich hinter der Treibdüse 13 eine Fangdüse 14, die in die Pulverleitung 15 mündet.
  • Im Injektor 2 befindet sich zudem ein Druckluftkanal, welcher in die Pulverleitung 15 mündet. Über den Druckluftkanal kann die Dosierluft in die Pulverleitung 15 eingespeist werden. Der Druckluftkanal mündet vorteilhafter Weise ringförmig in die Pulverleitung. Die Menge der einzuspeisenden Dosierluft hängt von der gewünschten Gesamtluftmenge ab. Als Gesamtluftmenge wird hier die Summe aus Dosierluft und Förderluft bezeichnet.
  • Figur 4 zeigt die erfindungsgemässe Pulverbechersprühpistole im teilweise zerlegten Zustand in einer dreidimensionalen Ansicht. Um den vorderen, das heisst stromabwärtigen Teil der Pulverbecherpistole reinigen und warten zu können, wird zuerst eine von Hand abschraubbare Überwurfmutter 8 entfernt. Danach können die Sprühdüse 9 und der Elektrodenhalter 12 mit der Hochspannungselektrode 12.1 herausgenommen werden.
  • Figur 5 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Steuergeräts 30 für die erfindungsgemässe Pulverbechersprühpistole. In dieser Ausführungsform weist das Steuergerät 30, welches auch als Steuereinheit bezeichnet wird, einen ersten Stellknopf 31 auf, über den die Förderluftmenge pro Zeiteinheit einstellbar ist. Zudem ist ein zweiter Stellknopf 32 vorgesehen, über den die Dosierluftmenge pro Zeiteinheit einstellbar ist. Schliesslich ist noch ein dritter Stellknopf 33 vorgesehen, über den die Zerstäuberluftmenge pro Zeiteinheit einstellbar ist. Die Steuereinheit 30 umfasst entsprechende Regelkreise, die dafür sorgen, dass die eingestellten Soll-Werte der Förderluft, Dosierluft und Zerstäuberluft auch tatsächlich eingehalten werden. Die Ist-Werte der Förderluft, Dosierluft und Zerstäuberluft sind auf den dazu gehörigen Anzeigen 34, 35 und 36 ablesbar.
  • Figur 6 zeigt die erfindungsgemässe Pulverbechersprühpistole im teilweise zerlegten Zustand in einer dreidimensionalen Ansicht. Mit Hilfe der beiden Schrauben 28 kann der Injektor 2 mit wenigen Handgriffen schnell und einfach vom Flansch 26 gelöst werden. Die Treibdüse 13 und die Fangdüse 14 können nun herausgezogen und bei Bedarf kontrolliert, gereinigt oder ausgewechselt werden. Zudem ist ein kurzes Verbindungsrohr 37 vorgesehen, das die in der Pistole angeordnete Förderluftleitung mit dem Injektor 2 verbindet und ebenfalls herausgenommen werden kann. Die O-Ringe 38 und 39 dienen als Dichtungen.
  • Figur 7 zeigt die erfindungsgemässe Pulverbechersprühpistole im Längsschnitt.
  • In Figur 8 sind unter anderem jene Druckluftleitungen und Anschlüsse dargestellt, die im Griff 1.1 der Sprühpistole untergebracht sind.
  • Über einen Anschlussnippel 21 ist der Förderluftanschluss 5 mit dem einen Ende der Druckluftleitung 19 verbunden. Ein weiterer Anschlussnippel 23 verbindet das andere Ende der Druckluftleitung 19 mit einem Förderluftkanal im Flansch 26, der wiederum mit dem Förderluftkanal des Injektors 2 verbunden ist.
  • Über einen Anschlussnippel 22 ist der Dosierluftanschluss 6 mit dem einen Ende der Druckluftleitung 18 verbunden. Ein weiterer Anschlussnippel 24 verbindet das andere Ende der Druckluftleitung 18 mit einem Dosierluftkanal im Flansch 26, der wiederum mit dem Dosierluftkanal des Injektors 2 verbunden ist.
  • Darüber hinaus befindet sich in der Sprühpistole ein Kaskadenstecker 25, der mit den vom Elektroanschluss 11 kommenden Kabeln verbunden ist. Die Steckkontakte der Hochspannungskaskade werden in den Kaskadenstecker 25 gesteckt. Der Kaskadenstecker 25 dient zudem dazu, die Druckluftleitung 20 (= Zerstäuberluftleitung) an der richtigen Position zu halten. Das stromabwärtige Ende der Zerstäuberluftleitung 20 steckt auf einem Anschlussnippel 29. Dieser ist ebenfalls am Kaskadenstecker 25 befestigt. Die Zerstäuberluft strömt von dort an der Hochspannungskaskade vorbei. Dann wird sie durch den Elektrodenhalter hindurchgeleitet und zur Mündung der Sprühpistole geführt.
  • Figur 9 zeigt den hinteren Teil der erfindungsgemässen Pulverbechersprühpistole im Längsschnitt in einer vergrösserten Ansicht. Die Fangdüse 14 weist stromabwärts hinter dem O-Ring einen stromabwärtige Abschnitt auf. Dieser stromabwärtige Abschnitt und der ihn umgebende Kanal im Flansch 26 sowie die ihn umgebende Pulverleitung 15 bilden einen Dosierluftkanal 40. Der Dosierluftkanal 40 ist dabei so ausgebildet, dass er ringförmig in die Pulverleitung 15 mündet. Die Pulverleitung 15 wird im Übrigen auch als Pulverrohr bezeichnet.
  • Als besonders vorteilhaft haben sich bei der Pulverbecherpistole folgende Masse für den Injektor 2 herausgestellt.
  • Durchmesser des Treibdüsenkanals d1 = 1.5 mm
    Durchmesser der Einlassmündung der Fangdüse d2 = 3.3 mm.
    Der Durchmesser der Einlassmündung d2 ist zugleich der Innendurchmesser des Mischrohrs.
    Durchmesser der Auslassmündung der Fangdüse d3 = 5.05 mm
    Abstand zwischen Treibdüse und Fangdüse I1 = 2.5 mm
    Abstand zwischen Fangdüsenmündung und Diffusoranfang I2 = 6 mm. Der Abstand I2 ist zugleich die Länge des Mischrohrs.
    Abstand zwischen Diffusoranfang und Fangdüsenende I3 = 25 mm
    Abstand zwischen Treibdüse und Fangdüsenanfang D = 1.5 mm
    Abstand zwischen Fangdüsenanfang und Fangdüsenende E = 32 mm
  • Ein Verhältnis der Durchmesser d2 zu d1 von 1.9 d 2 d 1 2.5
    Figure imgb0001
    hat sich als besonders vorteilhaft in Bezug auf die Förderleistung herausgestellt.
  • 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. So sind beispielsweise nicht sämtliche in den Figuren 2 bis 9 gezeigten Komponenten zur Realisierung der Pulverbechersprühpistole erforderlich.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Pulverbecher 3 im Bereich des Rohrabschnitts 3.1 eine radial abstehende Nase und die Aufnahme 2.1 eine oder mehrere radiale Ausbuchtungen aufweisen. Die Ausbuchten dienen zur Aufnahme der Nase. Die Nase und Ausbuchten bilden eine Art Bajonettverschluss. Nachdem der Pulverbecher 3 in die Aufnahme 2.1 gesteckt wurde, wird er um einen bestimmten Winkel gedreht. Auf diese Weise wird der Pulverbecher 3 noch sicherer auf der Sprühpistole fixiert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Pistolengehäuse
    1.1
    Griff
    1.2
    hinteres Ende der Pulverbecherpistole
    2
    Injektor
    2.1
    Aufnahme
    2.2
    Pulvereinlass
    3
    Pulverbecher
    3.1
    Rohrabschnitt
    3.2
    Becherwand
    4
    Deckel
    4.1
    Abdeckkappe
    4.2
    Verschluss
    4.3
    Lufteinlassöffnung
    5
    Anschluss für Förderluft
    6
    Anschluss für Dosierluft
    7
    Anschluss für Zerstäuberluft
    8
    Überwurfmutter
    9
    Pulverstrahldüse
    10
    Abzug
    11
    Elektroanschluss
    12
    Elektrodenhalter
    12.1
    Elektrode
    13
    Treibdüse
    13.1
    Treibdüsenkanal
    14
    Fangdüse
    15
    Pulverrohr
    16
    O-Ring
    17
    O-Ring
    18
    Luftleitung für Dosierluft
    19
    Luftleitung für Förderluft
    20
    Luftleitung für Zerstäuberluft
    21
    Schlauchnippel
    22
    Schlauchnippel
    23
    Schlauchnippel
    24
    Schlauchnippel
    25
    Kaskadenstecker
    26
    Flansch
    27
    Bedienfeld
    28
    Schraube
    29
    Anschlussnippel für die Zerstäuberluft
    30
    Steuereinheit
    31
    Stellknopf
    32
    Stellknopf
    33
    Stellknopf
    34
    Anzeige
    35
    Anzeige
    36
    Anzeige
    37
    Verbindungsrohr
    38
    O-Ring
    39
    O-Ring
    40
    Dosierluftkanal

Claims (10)

  1. Pulverbechersprühpistole,
    - an deren hinteren Ende ein Injektor (2) mit einem Pulvereinlass (2.2) vorgesehen ist,
    - bei der ein Pulverbecher (3) und eine Aufnahme (2.1) für den Pulverbecher (3) vorgesehen sind,
    - bei der der Pulvereinlass (2.2) des Injektors (2) mit der Aufnahme (2.1) verbunden ist,
    - bei der der Pulverbecher (3) und die Aufnahme (2.1) derart ausgebildet sind, dass der Pulverbecher (3) in die Aufnahme (2.1) steckbar ist,
    - bei der ein Griff (1.1) mit einem Anschluss für Förderluft (5), einem Anschluss für Zerstäuberluft (7) und einem Anschluss für Dosierluft (6) vorgesehen ist,
    - bei der der Anschluss für die Förderluft (5) und der Anschluss für die Dosierluft (6) über im Griff (10) verlaufende Leitungen (18, 19) mit dem Injektor (2) verbunden sind.
  2. Pulverbechersprühpistole nach Patentanspruch 1, bei der ein Pistolengehäuse (1) vorgesehen ist, das derart ausgebildet ist, dass der Injektor (2) von aussen anschraubbar ist.
  3. Pulverbechersprühpistole nach einem der Patentansprüche 1 oder 2,
    bei der in der Aufnahme (2.1) für den Pulverbecher (3) ein Dichtring (16) vorgesehen sind.
  4. Pulverbechersprühpistole nach Patentanspruch 3, bei der in der Aufnahme (2.1) für den Pulverbecher (3) ein weiterer Dichtring (17) vorgesehen sind.
  5. Pulverbechersprühpistole nach einem der vorigen Patentansprüche,
    - bei der eine Pulverleitung (15) vorgesehen ist, und
    - bei der ein Dosierluftkanal (40) vorgesehen ist, der ringförmig in die Pulverleitung (15) mündet.
  6. Pulverbechersprühpistole nach einem der vorigen Patentansprüche,
    - bei der der Injektor (2) eine Treibdüse (13) und eine Fangdüse (14) aufweist,
    - bei der die Treibdüse (13) einen Treibdüsenkanal (13.1) und die Fangdüse (14) einen Mischrohrabschnitt aufweist, und
    - bei der das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Treibdüsenkanals d1 und dem Innendurchmesser des Mischrohrabschnitts d2 im Bereich zwischen 1.9 und 2.5 liegt.
  7. Pulverbecher für eine Pulverbecherpistole nach einem der vorigen Patentansprüche,
    bei dem die Seitenwand (3.2) trichterförmig ausgebildet ist.
  8. Pulverbecher nach Patentanspruch 7,
    bei dem ein Pulverauslass (3.1) vorgesehen ist, der rohrförmig ausgebildet ist.
  9. Pulverbecher nach Patentanspruch 7 oder 8,
    - bei dem ein Deckel (4) mit einer abtrennbaren Abdeckkappe (4.1) vorgesehen ist,
    - bei dem die Abdeckkappe (4.1) derart ausgebildet ist, dass sie geeignet ist, um den Pulverauslass (3.1) zu verschliessen.
  10. Sprühbeschichtungsvorrichtung mit einer Pulverbecherpistole nach einem der vorigen Patentansprüche,
    - bei der eine Steuereinheit (30) vorgesehen ist, die derart ausgebildet und betreibbar ist, dass mit ihr die Förderluft, die Zerstäuberluft und die Dosierluft regelbar sind,
    - bei der Druckluftschläuche vorgesehen sind, mit denen die Steuereinheit (30) mit dem Anschluss für die Förderluft (5), dem Anschluss für die Dosierluft (6) und dem Anschluss für die Zerstäuberluft (7) der Pulverbecherpistole verbunden sind.
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