WO1987004088A1 - Electrostatic device for powder spraying with triboelectric powder charging - Google Patents

Electrostatic device for powder spraying with triboelectric powder charging Download PDF

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WO1987004088A1
WO1987004088A1 PCT/DE1987/000004 DE8700004W WO8704088A1 WO 1987004088 A1 WO1987004088 A1 WO 1987004088A1 DE 8700004 W DE8700004 W DE 8700004W WO 8704088 A1 WO8704088 A1 WO 8704088A1
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WO
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powder
powder tube
tube
displacement
electrodes
Prior art date
Application number
PCT/DE1987/000004
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Friedrich VÖHRINGER
Kurt Pfeifer
Original Assignee
Esb Elektrostatische Sprüh- Und Beschichtungsanlag
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Filing date
Publication date
Application filed by Esb Elektrostatische Sprüh- Und Beschichtungsanlag filed Critical Esb Elektrostatische Sprüh- Und Beschichtungsanlag
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Priority to AT87900639T priority patent/ATE43517T1/de
Priority to DE8787900639T priority patent/DE3760194D1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/047—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns using tribo-charging

Definitions

  • the invention relates to an electrostatic powder spraying device with triboelectric powder charging by means of a powder tube enclosing a conveying channel for the spray powder and at least one displacement body arranged in the flow channel to increase the flow velocity, the powder tube being grounded on the outside and having a triboelectric material in at least on its inside the frictional electrical voltage series is arranged at a distance from the material of the powder particles to be sprayed.
  • a comparable powder spraying device is known from DE-A-29 38 8 ⁇ , according to which the powder is charged in a tubular nozzle body, the flow channel of which is narrowed by a guide body in order to increase the speed and thereby generate a flow vortex.
  • the outside of the nozzle is grounded or connected to high voltage in order to separate the opposite charges of particles on contact with the wall of the nozzle lined with triboelectric material or a displacement body. This is intended to improve the charging of the particles, but a separate electric field is used between the nozzle and the workpiece to guide the charged particles to the material.
  • the electrostatic field peaks, Edges and other protrusions of the workpiece form neutral zones on the workpiece.
  • the coating powder can therefore only penetrate into corners and cracks of the workpiece to an insufficient extent. The coating therefore becomes uneven, which is a major reason why surface damage such as rust stains or the like occurs early on the coated workpiece.
  • the invention is based on the electrostatic powder spraying device defined at the outset and pursues the task of designing this device in the simplest possible manner in such a way that the precipitation of the coating powder is evened out on workpieces of complex design and the precipitation efficiency is increased.
  • a reloading device for the triboelectrically charged powder particles with the same polarity adopted in the frictional charging is used to achieve this object.
  • the charging voltage of the powder particles can be increased to such an extent that these particles find their way to the workpiece without an electrostatic guiding field established between the spraying device and the workpiece and largely independently of other directional forces such as gas pressure flow forces and the like.
  • the powder particles can penetrate to the bottom of even complicated recesses on the workpiece, even the coating over the entire surface and improve protection against damage or destruction from the outside.
  • the recharging should primarily be carried out by electrodes fed from an electrical high-voltage line, such as radially inwardly protruding wire electrodes. However, it may be appropriate to carry out a further recharge shortly before the powder emerges from the nozzle, which under certain circumstances can again take place triboelectrically.
  • FIG. 1 shows a partial longitudinal section through an electrostatic powder spraying device according to the invention, which is shown schematically in the rest,
  • FIG. 3 shows a partially sectioned side view of a powder spray gun designed according to the invention
  • the supporting part of the device shown in FIGS. 1 and 2 is a powder tube (1), to which a flow conveying gas with a large number of powder particles evenly distributed therein is supplied from the supply end (2) according to arrow (3), which according to FIG .l are shown as positive charge carriers (4) and the powder tube (1) at its outlet end Leave (5) again in order to be guided to a workpiece that is connected to earth potential, in particular by means of electrostatic * charge forces.
  • This discharge body (7) is connected to a ground connection (9) by a line (ö).
  • the discharge body (7) expediently consists of highly conductive metal such as copper or brass
  • the powder tube (1) is expediently formed by an insulator, in particular an insulating plastic.
  • Polytetrafluoroethylene (PTFE) is preferred.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • a particular advantage of this material is the great difference between its electricity constants and those of the most commonly used coating powders, especially epoxy resin.
  • a recharging device (42) which is arranged close to the outlet end (5), is used, for example, with two recharging electrodes (13) designed as wire electrodes, which protrude approximately radially into the conveying channel defined by the inner surface (11) and through a high-impedance protective resistor (15) is connected to a high-voltage supply (17).
  • the friction charge is reinforced by two displacement bodies (21) and (22), which, like the powder tube (1), are made of PTFE and bear against the inside (11) of the powder tube with slight pressure.
  • Both displacement bodies each have a core (23) with a square cross-section, which carries guide ribs (24) arranged on the outside in a cross shape, which run parallel to the pipe axis (16) with the same circumferential pitch and are provided with wedge-shaped bevels (25) at the ends of the displacement bodies.
  • the edges (28) of the guide ribs (24) can also be sharpened in a cutting shape on the inflow side (arrow 3) «
  • Both displacement bodies (21, 22) are rotated by 45 ° to one another as shown in FIG. 2.
  • Each displacement body reduces the free flow cross-section in the flow channel (14) to less than half the available cross-sectional area.
  • the powder grains can not flow linearly, but are deflected in the circumferential direction and thereby swirled, which brings additional contacts with the boundary surfaces of the displacement body and the powder tube (1). This also takes place at about twice the speed, which considerably increases the effect of the frictional charge.
  • an axial hollow of the core (23) of the displacement body (21) has a cylindrical metal rod (26) which is connected to the respective displacement body , the powder tube (1) and its grounding body (7) is connected by a radially guided pin (27).
  • This pin serves both to ground the displacement body and its positional security. It also serves to form a counter electrode, which includes the grounding body (7) and the metal rod (26).
  • the operating voltage on the high-voltage supply (17) can change the individual operating relationship
  • the powder tube (1) the coating powder and also the type and number of displacement bodies used. It can also be automatically adjusted according to operating data, such as the distance to the workpiece, the percentage of powder deposited, and also according to the current intensity.
  • Mach Fig. Is the powder tube (1) in the manner known from DE-A-25 59 472 installed in the shaft (40) of a spray gun (50) within a shaft tube (50) which is rotatably between a head piece (52) and a foot piece (47) is held on the front of the gun housing (51).
  • a tubular nozzle bush (62) is held inside by means of a nozzle sleeve (69), in which the flow channel (14) is widened from a rear cylinder section (30) to an annular nozzle opening (31).
  • An inner collar (32) of the head piece (52) fits smoothly between the powder tube and spray nozzle into the wall of the flow channel (14).
  • a nozzle bar (39) of the longitudinally adjustable supports a baffle (67).
  • the recharge electrodes (13) are located at a distance from the nozzle opening (31) in the rear end of the nozzle bushing (62). They are connected in the manner known from the aforementioned DE-A-25 59 472 via a high-impedance protective resistor (75) to the high-voltage feed (17), which is led to the outside in the form of a high-voltage cable at the lower end of the pistol grip (33).
  • a conveyor channel (34) is provided in the pistol grip (33) parallel to the routing of this high-voltage cable just as the powder tube (1) itself is connected to a manifold-shaped body (35) in the gun housing (51).
  • an injector nozzle (37) opens into the rear extension of the powder tube (1), to which compressed air is fed through a hose (38).
  • the wall of the conveyor channel (34) usually consists of the same insulating material as the parts (1, 21 and 22) so that the frictional charging of the powder begins here. «Therefore, a displacement body (19) is attached there, which essentially the same effects developed as the displacement body (21 and 22).
  • a baffle (671) with its central bore (72) sits on the front end of a tubular nozzle rod (b6l), which is led out of the back of the gun housing (51) and connected to a compressed gas supply line ( 73) is connected.
  • This nozzle rod can be moved in the direction of the double arrow (74) and the distance of the impact body (67D from the nozzle opening (31) can be changed.
  • the nozzle bushing (621) is smooth cylindrical and shortened compared to the above-described embodiment. It is held in the head piece (52) by a nozzle sleeve (691) overlapping this head piece, on which in turn a nozzle cap
  • the guide body (44) is provided on its circumferential side with helically arranged or formed guide elements (45), which can be designed as grooves or as ribs, so that in each case helical narrow channels are formed through which the powder flow is passed, the Powder is additionally connected to the guide body (44) and the wall of the nozzle cap (70).
  • the guide body like the nozzle cap (70), is expediently made of triboelectric material such as PTFE in order to open up a further possibility of reloading.
  • a tapered guide insert (46) attached to the end of the guide body (44) serves to introduce it into the screw channels.

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  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Description

Elektrostatische PulverSprühvorrichtung mit triboelektrischer Pulveraufladung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Pulversprühvorrichtung mit triboelektrischer Pulveraufladung mittels eines einen Förderkanal für das Sprühpulver umschließenden Pulverrohres und wenigstens eines zum Erhöhen der Durchströmungsgeschwindigkeit im Strömunprskanal angeordneten Verdrängungskörpers, wobei das Pulverrohr auf seiner Außenseite geerdet ist und wenigstens auf seiner Innenseite einen triboelektrischen Werkstoff aufweist, der in der reibungselektrischen Spannungsreihe mit Abstand vom Werkstoff der zu versprühenden Pulverpartikel eingeordnet ist .
Eine vergleichbare Pulversprühvorrichtung ist bekannt durch die DE-A-29 38 8θβ, wonach die Aufladung des Pulvers in einem rohrförmigen Düsenkörper bewerkstelligt wird, dessen Strömungskanal durch einen Leitkörper verengt ist, um die Geschwindigkeit zu erhöhen und dabei einen Strömungswirbel zu erzeugen. Zudem ist die Außenseite der Düse geerdet oder an Hochspannung gelegt, um die entgegengesetzten Ladungen von Teilchen bei einem Kontakt an der mit triboelektrischem Werkstoff ausgekleideten Wandung der Düse beziehungsweise a Verdrändungskörper zu trennen. Auf diese Weise soll die Aufladung der Teilchen verbessert werden, aber zur Führung der aufgeladenen Teilchen zum Werkstoff wird ein gesondertes elektrisches Feld zwischen der Düse und dem Werkstück eingesetzt. Da jedoch das elektrostatische Feld zu Spitzen, Kanten und anderen Vorsprüngen des Werkstückes verläuf , bilden sich am Werkstück neutrale Zonen. Das Beschichtungspulver kann daher nur in unzureichendem Umfang in Ecken und Ritzen des Werkstückes eindringen. Die Beschichtung wird daher ungleichmäßig, was ein wesentlicher Grund dafür ist, daß sich frühzeitig Oberflächenschäden wie Rostflecken oder dergleichen am beschichteten Werkstück einstellen.
Die Erfindung geht aus von der eingangs definierten elektrostatischen Pulversprühvorrichtung und verfolgt die Aufgabe, diese Vorrichtung auf möglichst einfache Weise so zu gestalten, daß der Niederschlag des Beschichtungspulvers auch an kompliziert gestalteten Werkstücken vergleichmäßigt und der Niederschlagswirkungsgrad erhöht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient erfindungsgemäß eine Nachladevorrichtung für die triboelektrisch aufgeladenen Pulverpartikel mit der gleichen bei der Reibungsaufladung übernommenen Polarität.
Auf diese Weise läßt sich die LadeSpannung der Pulverpartike soweit erhöhen, daß diese Teilchen ihren Weg zum Werkstück ohne ein außen zwischen Sprühvorrichtung und Werkstück errichtetes elektrostatisches Führungsfeld und weitgehend unabhängig von anderen Richtkräften wie Gasdruck- Strömungskräften und dergleichen finden. Dadurch können die Pulverpartikel bis auf den Grund auch komplizierter Vertiefungen am Werkstück eindringen, die Beschichtung auf der ganzen Oberfläche vergleichmäßigen und den Schutz gegen Beschädigung oder Zerstörung von außen verbessern.
Es ist daher wesentlich, daß die Reibungsaufladung durch Wahl der geeigneten triboelektrischen Stoffe und des Sprühpulvers sowie durch die- Führung des Pulverstromes zu den gerätfesten Wandungen möglichst intensiv bzw. mit der notwendigen Strömungsgeschwindigkeit betrieben und dafür Sorge getragen wird, daß die sich geräteseitig bildende Aufladung abgeleitet wird.
Die Nachladung sollte vornehmlich durch aus einer elektrischen Hochspannungsleitung gespeiste Elektroden wie radial nach innen ragende Drahtelektroden betrieben werden. Es kann jedoch angebracht sein, kurz vor Austritt des Pulvers aus der Düse eine weitere Nachladung vorzunehmen, die unter Umständen wieder triboelektrisch erfolgen kann.
Besondere Bedeutung kommt ferner der Ausbildung und Anordnun von mehrfach vorgesehenen Verdrängungskörpern zu, die im Strömungskanal, aber auch in einem vorgeschalteten Förderlcana schließlich kurz vor Düsenaustritt, vorgesehen sein können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen festgehalten und in der folgenden Beschreibun von Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert . Es zeigen
Fig.l einen Teil-Längsschnitt durch eine im übrigen schematisch dargestellte elektrostatische Pulversprühvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig.2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig.l,
Fig.3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Pulversprühpistole,
Fig.4 eine erste Abwandlung dieser Pistole teilweise im Längsschnitt und
Fig.5 eine Weiterbildung der Ausführung Fig.4.
Tragender Teil der in den Fig.l und 2 dargestellten Vorrichtung ist ein Pulverrohr (1), dem vom Zuführende (2) her gemäß Pfeil (3) ein Strom-Fördergas mit einer Vielzahl in diesem gleichmäßig verteilter Pulverpartike] zugeführt wird, die gemäß Fig.l als positive Ladungsträger (4) dargestellt sind und das Pulverrohr (1) an dessen Auslaßend (5) wieder verlassen, um insbesondere mittels elektrostatischer* Ladungskräfte zu einem Werkstück geführt zu werden, das an Erdpotential liegt.
In die Außenfläche (6)des Pulverrohres ist als Teil einer Gegenelektrode ein geerdeter Ableitungskörper (7) in Form einer zylindrischen Buchse eingelassen, die mit der Außenfläche (6) des Pulverrohres bündig abschließt. Dieser Ableitungskörper (7) steht durch eine Leitung (ö) mit einem Erdanschluß (9) in Verbindung.
Während der Ableitungskörper (7) zweckmäßigerweise aus gut leitendem Metall wie Kupfer oder Messing besteht, wird das Pulverrohr (1) zweckmäßigerweise durch einen Isolator, insbesondere einen isolierenden Kunststoff gebildet. Bevorzugt wird Polytetrafluoräthylen (PTFE). Ein besonderer Vorteil dieses Werkstoffes liegt in dem großen Unterschied zwischen seiner Elektrizitätskonstanten und denen der meistverwendeten Beschichtungspulver, insbesondere Epoxidharz. Die einzelnen Pulverpartikel kommen beim Durchlauf durch den vom Pulverrohr (1) gebildeten Strömungskanal (14) mehrmals mit dessen Innenfläche (11) in Berührung, wobei an den zunächst neutralen Teilchen eine Ladungsteilung eintritt. Die negativen Ladungsträger (10) haften an der Innenfläche (11) des Pulverrohres, während die positiven Ladungsträger (4) mit den Pulverteilchen weiterwandern.
Zur Verstärkung des positiven Ladungszustandes der Pulverpartikel dient eine hier dicht am Auslaßende (5) angeordnete Nachladevorrichtung-(42) mit zum Beispiel zwei als Drahtelektroden ausgebildeten Nachladeelektroden (13), die etwa radial in den durch die Innenfläche (11) begrenzten Förderkanal vorragen und durch einen hochohmigen Schutzwiderstand (15) an eine HochspannungsZuführung (17) angeschlossen sind. Verstärkt wird die Reibungsaufladung durch zwei Verdrängungskörper (21) und (22), die ebenso wie das Pulverrohr (1) aus PTFE bestehen und mit leichtem Druck an der Innenseite (11) des Pulverrohres anliegen.
Beide Verdrängungskörper haben jeweils einen im Querschnitt quadratischen Kern (23), der außen kreuzförmig angeordnete Leitrippen (24) trägt, die unter gleicher Umfängsteilung parallel zur Rohrachse (16) verlaufen und zu den Enden der Verdrängungskörper mit keilförmigen Schrägen (25) versehen sind. Die Ränder (28) der Leitrippen (24) können auch auf der Zuströmseite (Pfeil 3) schneidenförmig angeschärft sein«
Beide Verdrängungskörper (21,22) sind gemäß der Darstellung in Fig.2 um 45° zueinander verdreht. Jeder Verdrängungskörpe mindert den freien Strömungsquerschnitt im Strömungskanal (14) auf weniger als die Hälfte der verfügbaren Querschnittsfläche. Zudem können die Pulverkörner nicht linear durchströmen, sondern werden in Umfangsrichtung abgelenkt und dadurch verwirbelt, was zusätzliche Kontakte mit den Begrenzungsflächen der Verdrängungskörper und des Pulverrohres (1) bringt. Dies erfolgt zudem bei etwa verdoppelter Geschwindigkeit, was die V/irkung der Reibungsaufladung erheblich steigert .
Um dabei die Aufladewirkung an den Begrenzungsflächen der Verdrängungskörper etwa gleich zu halten wie an der Innenfläche (11) des Pulverrohres, sitzt in einer axialen Höhlung des Kernes (23) des Verdrängungskörpers (21) ein zylindrischer Metallstab (26), der mit dem jeweiligen Verdrängungskörper, dem Pulverrohr (1) und dessen Erdungskörper (7) durch einen radial hindurchgeführten Stift (27) verbunden ist. Dieser Stift dient dabei sowohl der Erdung des Verdrängungskörpers als auch dessen Lagesicherun Er dient ferner zur Bildung einer Gegenelektrode, welche de Erdungskörper (7) und den Metallstab (26) einschließt. Im Betrieb wird das in seinem Fördergas möglichst gleichmäßi verteilte Beschichtungspulver in Richtung des Pfeiles (3) am Zuführende (2) in das Pulver.rohr (1) eingeblasen. Durch die Kontakte mit der Innenfläche (11) und den Verdrängungskörpern (21) und (22) geben immer mehr Ladungsteilchen nach einem Teilungsvorgang ihren negativen Ladungsträger (10) an das Pulverrohr (1) und den Metallkörpe (26) ab. Das Pulver wird dadurch triboelektrisch positiv aufgeladen.
Diese Aufladung wird zum Auslaßende (5) hin durch die Nachladevorrichtung (12) verstärkt. Dabei bildet sich zwischen den Nachladeelektroden (13) und der durch die Teil
«
(7,26,27) gebildeten Gegenelektrode ein elektrostatisches Feld aus, das entsprechend den eingezeichneten Feldlinien (18) einen Ladungsausgleich mit den negativen Ladungsträger (10) bewirkt und gleichzeitig noch die bereits positiv geladenen Ladungsträger (4) auf ein höheres Ladungspotentia bringt. Das Bestreben der positiv geladenen Ladungsträger (4) die negativen Ladungsträger (10) auszugleichen führt dazu, daß sich das gesamte elektrostatische Feld in den Strömungskanal (10) hineinbewegt. Dadurch wird der Austritt des Feldes aus der Düsenöffnung (31) und damit die Bildun elektrisch neutraler Zonen (Faradaysche Käfige) am Werkstüc verhindert. Durch die verbesserte Aufladung des Beschichtungspulvers können höhere Pulverdurchsätze gefahre werden. Da sich das künstliche Hochspannungsfeld entgegen der Zuführrichtung des Pulvers weit in den Innenraum (14) des Pulverrohres (1) hinein erstreckt, läßt sich das bishe verwendete außenliegende Hochspannungsfeld zwischen Elektr und Sprühteil vermeiden. Da sich auch am Werkstück keine neutralen Zonen ausbilden können, wird eine vollständige Beschichtung auch im Bereich tiefliegender Ecken und Innenkanten ermöglicht .
Die an der HochspannungsZuführung (17) liegende Betriebsspannung kann den individuellen Betriebsverhältnis
Figure imgf000009_0001
entsprechend angepaßt, beispielsweise also auf die verwendeten Werkstoffe des Pulverrohres (1), des Beschichtungspulvers und auch die Art und Anzahl der eingesetzten Verdrängungskörper abgestellt sein. Sie läßt sich ebenso nach Betriebsdaten, etwa dem Abstand zum Werkstück, dem Prozentsatz des niedergeschlagenen Pulvers auch nach der Stromstärke selbsttätig einregeln.
Mach Fig. ist das Pulverrohr (1) in der durch die DE-A- 25 59 472 bekannten Weise in den Schaft (40) einer Sprühpistole (50) innerhalb eines Schaftrohres (50)eingebau , das drehfest zwischen einem.Kopfstück (52) und einem Fußstüc (47) an der Vorderseite des Pistolengehäuses (51) gehalten is .
An der Vorderseite des Kopfstückes (52) ist innen mittels einer Düsenhülse (69) eine rohrförmige Düsenbuchse (62) gehalten, in welcher der Strömungskanal (14) von einem rückseitigen Zylinderabschnitt (30) zu einer ringförmigen Düsenöffnung (31) erweitert ist. Dabei fügt sich ein Innenbund (32) des Kopfstückes (52) glattflächig zwischen Pulverrohr und Sprühdüse in die Wandung des Strömungskanals (14) ein. Im vorderen Ende der Düsenbuchse (62) ist'""in dieser durch sich axial erstreckende Radialstege (65) ein Düsenstab (39) gehalten, der längseinstellbar einen Prallkörper (67) trägt.
Die Nachladeelektroden (13) sitzen hier mit Abstand von der Düsenöffnung (31) im rückseitigen Ende der Düsenbuchse (62) . Sie sind in der durch die zuvor erwähnte DE-A-25 59 472 bekannten Weise über einen hochohmigen Schutzwiderstand (75) an die HochspannungsZuführung (17) angeschlossen, die in Form eines Hochspannungskabels am unteren Ende des Pistolengriffes (33) nach außen geführt ist.
Parallel zur Führung dieses Hochspannungskabels ist im Pistolengriff (33) ein Förderkanal (34) vorgesehen, der ebenso wie das Pulverrohr (1) selbst an einen krümmerar ige For körper (35) im Pistolengehäuse (51) angeschlossen ist. In den Umlenkbereich (36) mündet dabei in der rückseitigen Verlängerung des Pulverrohres (1) eine Injektordüse (37), der Druckluft durch einen Schlauch (38) zugeführt wird.
Dadurch entsteht im Umlenkbereich (36) ein Unterdruck, durc den das Pulver im Förderkanal (34) hochgesaugt und im Druckstrahl der Düse (37) mit der Förderluft nochmals durchgemischt wird.
Die Wandung des Förderkanals (34) besteht in der Regel aus dem gleichen Isolierwerkstoff wie die Teile (1, 21 und 22) so daß hier schon die Reibungsaufladung des Pulvers einsetzt« Daher ist auch dort ein Verdrängungskörper (19) angebracht, der im wesentlichen die gleichen V/irkungen entfaltet wie die Verdrängungskörper (21 und 22) .
Abweichend von der vorbeschriebenen Ausführung sitzt nach Fig.4 ein Prallkörper (671) mit seiner zentrischen Bohrung (72) auf dem vorderen Ende einer rohrförmigen Düsenstange (b6l), die nach hinten aus dem Pistolengehäuse (51) herausgeführt und an eine Druckgas-Zuführleitung (73) angeschlossen ist . Diese Düsenstange kann in Richtung des Doppelpfeiles (74) verschoben und damit der Abstand des Prallkörpers (67D von der Düsenöffnung (31) verändert werden. Während die weitgehend axial ausgestoßenen Pulverpartikel an der Vorderseite (77) des Prallkörpers auftreffen und schräg radial nach außen abgelenkt werden, wird die Druckluft aus der Bohrung (72) an der Rückseite (78) des~"Prallkörpers durch eine Düseneinrichtung (79) ebenfalls radial abgelenkt und nimmt an der Ringkante (80) die auf die Vorderseite (77) auftreffende Strömung mit, um ein Anhaften von Pulverpartikeln auf der Rückseite des Prallkörpers zu verhindern. Nach Fig.5 ist die Düsenbuchse (621) glatt zylindrisch und gegenüber der vorbeschriebenen Ausführung verkürzt. Sie wird im Kopfstück (52) durch eine dieses Kopfstück übergreifend Düsenhülse (691) gehalten, auf der wiederum eine Düsenkappe
(70) sitzt.
Der zwischen den vorerwähnten Teilen gebildete Innenraum
(71) erweitert sich vom Strömungskanal (14) über eine erste an den Stirnflächen der Düsenbuchse (621) und der Düsenhülse angeformte Kegelstumpffläche (41) zu einem zylindrischen Mittelraum (42) und verengt sich bis zur ringförmigen Düsenöffnung (311) entlang einer Kegelstumpffläche (43). In dem zylindrischen Mittelraum (42) des Innenraumes (71) sitzt undrehbar ein Führungskörper (44), der den Düsenstab (662) mit dem Prallkörper (67) trägt.
Der Führungskörper (44) ist an seiner Umfangsseite mit schraubenförmig angeordneten bzw. ausgebildeten Leitelementen (45) versehen, die als Nuten oder als Rippen ausgebildet sein können, so daß in jedem Fall schraubenförmige enge Kanäle entstehen, durch welche die Pulverströmung hindurchgeführt wird, wobei das Pulver zusätzlich mit dem Führungskörper (44) und der Wandung der Düsenkappe (70) in Verbindung gebracht wird.Der Führungskörper wird zweckmäßigerweis ebenso wie die Düsenkappe (70) aus triboelektrischem Werkstoff wie PTFE hergestellt, um eine weitere Nachlademöglichkeit zu eröffnen. Zum Einleiten in die Schraubenkanäle dient dabei ein stirnseitig am Führungskörper (44) angebrachter kegelartiger Leiteinsatz (46).
Während bei den Ausführungen der Fig.l bis 4 zunächst ausschließlich durch Reibungskontakte aufgeladen und dann durch eine von außen angesetzte Machladevorrichtung (12) di Pulverspannung gesteigert wird, ist hier ein dritter Aufladevorgang durch triboelektrische Nachladung vorgesehen Auf diese V/eise kann zwar der durch die Fremdaufladung erzielte Ladezustand kaum noch wesentlich erhöht werden. Es wird aber sichergestellt, daß der Ladungszustand bis zum Austritt aus der Düsenöffnung (311) während des Vorganges der Verwirbelung der austretenden Strömung erhalten bleibt . Das so ohne ein von außen angelegtes elektrostatisches Leitfeld durch elektrostatische Kräfte zum Werkstück geführte Beschichtungspulver kann daher wesentlich leichter in elektrisch neutrale Zonen des Werkstückes eindringen und dadurch den Beaufschlagungs-Wirkungsgrad verbessern. Neben den elektrischen Vorteilen hat der Führungskörper (44) die Aufgabe, die hohe lineare Strömungsgeschwindigkeit in einen rotierenden Pulveraustritt umzuwandeln. Durch diesen Vorgang wird eine bessere Pulververteilung bei reduzierter Austrittsgeschwindigkeit erreicht., was zusätzlich zur Erhöhung des Beschichtungs irkungsgrades führt .
Liegen die Werkstoffe in der. reibungselektrischen Reihe entgegengesetzt zum obigen Beispiel, daß also die Ladungsträger am Pulverrohr positiv und an den Pulverteilchen negativ sind, so muß auch an den Nachladeelektroden (13) eine negative Spannung angelegt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrostatische Pulversprühvorrichtung mit triboelektrischer Pulveraufladung mittels eines einen Förderkanal (14) für das Sprühpulver umschließenden Pulverrohres (1) und wenigstens eines zum Erhöhen der Durchströmgeschwindigkeit im Strömungskanal angeordneten Verdrängungskörpers (21,22), wobei das Pulverrohr (1) auf seiner Außenseite (6) geerdet ist und wenigstens auf seiner Innenseite (11) einen triboelektrischen Werkstoff aufweist, der in der reibungselektrischen Spannungsreihe mit Abstand vom Werkstoff der zu versprühenden Pulverpartikel eingeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Machladevorrichtung (12) für die triboelektrisch aufgeladenen Pulverpartikel mit der gleichen bei der Reibungsaufladung übernommenen Polarität .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der triboelektrische Werkstoff durch einen isolierenden Kunststoff, insbesondere Polytetrafluoräthylen gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängungskörper (21,22) wenigstens außen mit vorzugsweise dem gleichen triboelektrischen Werkstoff wie das Pulverrohr (1) innen versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Pulverrohr (1) und Verdrängungskörper (21,22) jeweils vorwiegend einstückig aus triboelektrischem Werkstoff gebildet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zur weiteren .Steigerung der Durchflußgeschwindigkeit dienende Zuführeinrichtung (37,38) für Beschleunigungsluft .
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Erdungsanschluß des Pulverrohres einen auf dessen Außenseite angebrachten, insbesondere rohrförmigen geerdeten Ableitungskörper (7) aus elektrisch gut leitendem Werkstoff aufweist .
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachladevorrichtung (12) innerhalb des Pulverrohres (1) angeordnete Nachladeelektroden (13) aufweist .
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachladeelektroden (13) durch Drahtelektroden gebildet sind, die insbesondere aus der Wandung des Pulverrohres (1) radial nach innen ragen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachladeelektroden (13) mit Abstand vom Auslaßende (5) des Pulverrohres (1) angebracht sind und ihnen eine insbesondere geerdete Gegenelektrode (7,26,27) zugeordnet ist .
10. Vorrichtung nach Anspruch 7,8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachladeelektroden (13) über einen hochohmigen Schutzwiderstand (15) an eine HochspannungsZuführung (17) angeschlossen sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verdrängungskörper (21,
*22) mehrere zueinander geneigte, axial im Pulverrohr (1) angeordnete Leitrippen (24) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Strömungsrichtung hintereinander angeordnete Verdrängungskörper (21,22) um die Achse (16) des Pulverrohre (1) gegeneinander verdreht angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verdrängungskörper (21,22 zu mindest einem Ende hin verjüngt ist, wobei insbesondere di Leitrippen (24) keilförmig auslaufen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Verdrängungskörper (21,22 unter Leitungskontakt an der Innenfläche (11) des Puiverrohres (1) drehfest gehalten ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 6 und gegebenenfalls einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch eine insbesondere als Drehsicherung dienende metallische Verbindung (27)zwische einem geerdeten Ableitungskörper des Pulverrohres (1) und einem vorzugsweise metallischem Anschlußteil (26) eines Verdrängungskörpers (21,22).
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 mit einem vor dem Auslaßende (5) des Pulverrohres (1) angeordneten Prallkörper (671), der auf einem durch das Pulverrohr (1) hindurchgeführten Stab sitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab als Hohlstab (66l) ausgebildet ist und eine Luftzuführung zum Belüften des Prallkörpers (671) aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der--_Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulverrohr (1) zwischen den Nachladeelektroden (13) und dem Auslaßende (5) erweitert ist (30,31).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch" gekennzeichnet, d in der Erweiterung des Strömungskanals (14,31,32,) ein Führungskörper (44) mit zur Umfangsrichtung angestellten Leitflächen (45) eingesetzt ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßende (5) des Pulverrohres (1) aus der Erweiterung (71,42) heraus wieder verengt ist (43).
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (44) aus Tetrafluoräthylen besteht.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (44) als Prallkörperaufnahme ausgebildet ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskörper (44) zur stirnsei igen Belüftung des Prallkörpers (67) eingerichtet ist.
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