[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum elektrostatischen überziehen
von Gegenständen mit FLüssigkeiten, z.B. flüssiger Farbe, gemäß dem Oberbegriff des
Hauptanspruches. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren unter Benutzung
der Vorrichtung.
[0002] Verfahren und Vorrichtungen zum elektrostatischen überziehen von Gegenständen mit
Farbe sind in großer Zahl bekannt. So gibt es Sprühpistolen in den verschiedensten
Ausführungen, bei denen das Farbgut mittels Druckluft oder Airless versprüht wird.
An der Versprühungsstelle liegt eine nadelförmige Hochspannungselektrode, über die
infolge der hohen Feldlinienkonzentration eine elektrische Aufladung des Spritznebels
erfolgt.
[0003] Weiter sind Sprühsysteme bekannt, bei denen das Farbgut als dünner Film von einer
messerartig ausgebildeten Kante elektrostatisch abgezogen wird. Dabei erfolgt die
Zuführung des Farbgutes zur Sprühkante durch Schwerkraft oder Fliehkräfte.
[0004] SchLießLich ist es bekannt, daß durch hohe Zentrifugalkräfte, mit oder ohne elektrischem
Feld, eine Zerstäubung erzielbar ist, die im wesentlichen die VorteiLe der vorher
genannten Verfahren beinhaltet. Dieses System hat jedoch den NachteiL, daß infolge
der Sprühglockenkonstruktion, selbst bei zentraler Lackzuführung, das Farbgut vor
dem Zerstäuben UnstetigkeitssteLLen passieren muß (unstetige Querschnittsveränderung,
Coriolisbeschleunigungssprung) die Veränderungen im Farbgut (z. B. durch Einschlagen
von Luft) nach sich ziehen. Weiter benötigen diese Systeme eine zentrale Zerstäubernabe,
um das Farbgut der Sprühkante zuzuführen. Diese Zerstäubernabe unterliegt unkontrollierbarer
Verschmutzung.
[0005] Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine
FLüssigkeit, z.B. flüssige Farbe, auf einen zu bearbeitenden Gegenstand aufgesprüht
werden kann, wobei im Unterschied zu den bisher bekannten Einrichtungen auch schwierige
überzugs-Materialien, wie beispielsweise "MetaLLic-Lacke", verarbeitet werden können
und eine gleichmäßige Feinverteilung der Farbe gewährleistet ist, ohne daß befürchtet
werden muß, daß LufteinschLüsse vorhanden sind. Der Wirkungsgrad soll wesentlich erhöht
werden und eine einfache, handliche und betriebssichere Vorrichtung geschaffen werden.
[0006] Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden
TeiLs des Hauptanspruches gelöst.
[0007] Die Erfindung schlägt weiterhin ein Verfahren vor, daß unter Benutzung der Vorrichtung
durchgeführt werden kann und im kennzeichnenden Teil des Anspruches 5 definiert ist.
[0008] Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht in einer auf einer Hohlachse sitzenden
Glocke, die durch einen Außenläuferantrieb angetrieben wird. Die Hohlachse selbst
dient dabei als Lackkanal, der sich an der Übergangsstelle zur Glockeninnenseite diffusorartig
erweitert, bevor das Fluid dann an dessen Ende ein Gleichrichtersieb passiert. RadiaL
und rotationssymmetrisch wird dann die Flüssigkeit der bewegten, zum formschlüssigen
Transport gerillten Glockeninnenfläche übergeben. Diese RadiaLverzahnung trägt zur
übertragung der Corioliskraft bei. Nach rückwärts versetzt sind Düsenbohrungen auf
einem oder mehreren TeiLkreisen angebracht, von denen einer vorzugsweise größer ist
als der Durchmesser der Zerstäubungskante. Der TeiLkreisdurchmesser und die Bohrungsgeometrie
werden in Relation zum Luftdurchsatz so gewählt, daß einmal der Lufthaushalt um die
rotierende GLocke sichergestellt wird und zum zweiten der abgesprühte Lacknebelkegel
durch den kreisringförmigen Luftschleier einen definierten Axialschub erhält.
[0009] Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise wird also der der mit einer Drehzahl von vorzugsweise
15.000 bis 60.000 UPM rotierenden Glocke zentral zugeführte FLuidstrom durch den sich
im freien Halbraum ausbildenden ToruswirbeL ohne Ablösung der bewegten Glockeninnenfläche
zugeführt und dort in an sich bekannter Weise über Reibschluß bzw. Formschluß der
Sprühkante zugeführt wird. Hierbei wird der Fluidstrom mittels eines Diffusors und
eines Gleichrichtersiebes nahezu auf die Geschwindigkeit Null abgebremst. Die Lage
der Drallachse unterliegt dabei in weiten Betriebsbereichen keinen Einschränkungen.
[0010] Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
Die Zeichnung zeigt dabei in
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform mit elektrischem Antrieb und
in
Fig. 2 einen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform mit pneumatischem Antrieb.
[0011] Die Ausführungsform der Fig. 1 weist die Hohlwelle 1 auf, welche die Lagerungen 10
und 10' der Glocke 2 mit dem Rotor 5, dem Stator 11 sowie die dynamische Dichtung
20 und die Stoffbuchse 16 trägt. Die elektrische ZuLeitung 8 für den Stator wird in
einer Nut 17 auf der Hohlwelle durch das Lager 10' geführt. Die HohLweLLe endet in
einem Diffusor 12, der durch ein Gleichrichtsieb 14 abgeschlossen ist. Der Einlauf
des Diffusors ist als Ventilsitz 3 ausgebildet, an dem der Fluidstrom mit Hilfe der
Ventilnadel 4 abgesperrt werden kann. Die Glockeninnenkontur trägt zur übertragung
der Corioliskraft eine Radialverzahnung 15. Die zusätzlichen Düsenbohrungen 9 des
Düsenkranzes 6 erzeugen einen kreisringförmigen Luftschleier, der dem an der Kante
13 versprühten Lacknebel einen Axialschub aufprägt. Die Einführung des zu versprühenden
Lackes erfolgt über die Leitung 7.
[0012] Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist anstelle des elektrischen Antriebes
ein pneumatischer Antrieb mit Turbinenrotor 18 und Düsenring 19 vorgesehen.
1. Vorrichtung zum elektrostatischen überziehen von Gegenständen mit Flüssigkeiten,
insbesondere flüssiger Farbe, mit einer um eine feststehende Achse rotierenden Hochrotationsglocke,
in die zentrisch die Flüssigkeit eingebracht wird und die von einer Anzahl von Druckluftdüsen
umgeben sowie mit einem Hochspannungsgenerator verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenseite der Sprühglocke (2) mit einer Radialverzahnung (15) versehen ist,
so daß die Energieübertragung von der Sprühglocke (2) auf die Flüssigkeit formschlüssig
erfolgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ZuführLeitung (7)
für die Flüssigkeit im Bereich des zerstäubernabenlosen Endes ein Diffusor (12) vorgesehen
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungsweg der Flüssigkeit
in Strömungsrichtung gesehen auf den Diffusor (12) ein Gleichrichtsieb (14) folgt.
4. Vorrichtung zumindest nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen im rückwärtigen
Bereich der Sprühglocke (2) zusätzlich angeordneten Düsenkranz (6) zur Erzeugung eines
ringförmigen Luftmantels.
5. Verfahren zum elektrostatischen überziehen von Gegenständen mit FLüssigkeiten,
insbesondere flüssiger Farbe, unter Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 1 bis
4 durch Zuführen der Flüssigkeit zu einer unter Hochspannung stehenden, mit hoher
Drehzahl umlaufenden Sprühglocke und Abschleudern der Flüssigkeit von der Sprühkante
der Glocke auf den zu beschichtenden Gegenstand unter Zuhilfenahme eines ringförmigen
Luftmantels, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördergeschwindigkeit der der Sprühglocke
zugeführten, dem sich bildenden Toruswirbel ausgesetzen FLüssigkeit in axialer Richtung
vor übergabe an die Glocke nahezu Null ist, dann die Fördergeschwindigkeit der an
die Glocke übergebenen FLüssigkeit durch die Umlaufgeschwindigkeit der Glocke von
15.000 bis 60.000 UPM erhöht wird.