Sprühbeschichtungsvorrichtung mit hohler Elektrode

Abstract

 Sprühbeschichtungsvorrichtung, welche mindestens eine hohle Hochspannungselektrode (10) aufweist, aus deren Ende, welches zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials dient, ein Druckluftweg (22) ausmündet. Die Hochspannungselektrode (10) ist vorzugsweise ein dünnes Rohr, welches aus elektrisch leitendem Material besteht oder solches aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Sprühbeschichtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Eine Sprühbeschichtungsvorrichtung dieser Art ist aus der US 4,993,645 bekannt. Sie offenbart eine von Hand gehaltene Sprühbeschichtungsvorrichtung und eine von einer Trägervorrichtung gehaltene Sprühbeschichtungsvorrichtung für Beschichtungspulver. Ferner zeigt die EP 0 164 837 B1 eine elektrostatische Sprühbeschichtungsvorrichtung für flüssiges Beschichtungsmaterial. Sie haben Hochspannungselektroden zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials. Die Elektrode ist üblicherweise ein nadelartig oder fadenartig dünner Draht , der in einem Druckluftkanal angeordnet ist. Die Druckluft dient dazu, ein Anhaften und Ansintern von Beschichtungsmaterial an der Elektrode zu vermeiden. Die Elektrode, ihre Halterung und die zur Bildung des Druckluftkanals erforderlichen Mittel müssen derart ausgebildet sein, daß sie den Beschichtungsmaterialstrom so wenig wie möglich beeinträchtigen. Gleichzeitig soll jedoch ein guter Wirkungsgrad der elektrostatischen Aufladung erzielt werden.

[0003] Anstelle von einer Hochspannungselektrode können auch mehrere Hochspannungselektroden verwendet werden.

[0004] Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, auf einfache Art und Weise den Wirkungsgrad und die Qualität der Beschichtung zu verbessern.

[0005] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

[0006] Demgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Druckluftweg sich durch die Elektrode hindurch erstreckt und aus einem Ende der Hochspannungselektrode ausmündet, welches zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials dient.

[0007] Die Hochspannungselektrode ist vorzugsweise ein Rohr, vorzugsweise ein kanülenartiges dünnes Rohr, welches aus elektrisch leitendem Material besteht oder mit elektrisch leitendem Material versehen ist.

[0008] Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung der Erfinder, daß bereits kleine radiale Positionsveränderungen der nadelartigen oder drahtförmigen Hochspannungselektrode des Standes der Technik eine ungleichförmige elektrostatische Aufladung und eine Formveränderung und eine radiale Positionsveränderung des versprühten Beschichtungsmaterialstromes zur Folge haben. Es wird zwar angestrebt, daß die Hochspannungselektrode radial im Zentrum des Druckluftkanales angeordnet ist, jedoch wird dies in der Praxis nur selten erreicht. Bei jeder Sprühbeschichtungsvorrichtung, auch wenn sie gleiche Abmessungen und Toleranzen hat, hat die Hochspannungselektrode im Druckluftkanal oder relativ zu einem separat von ihr angeordneten Druckluftkanal eine von der theoretisch optimierten Position abweichende Position. Häufig liegt die Hochspannungselektrode radial versetzt zur Kanalmitte einseitig an der Kanalwand an. Die Abweichungen entstehen durch Verbiegungen des elektrischen Anschlußdrahtes der Hochspannungselektrode oder dieser Hochspannungselektrode selbst bei der Montage und/oder bei Reinigungsarbeiten. Beim Stand der Technik wurden Abweichungen der Position der Hochspannungselektrode von einer konstruktiv vorgesehenen Soll-Position als unwesentlich angesehen. Wenn man die Probleme erkannt hätte, so wären vermutlich mechanische Mittel vorgesehen worden, um die Elektrodenspitze genauer zu positionieren. Die vorliegende neue Erfindung geht jedoch einen völlig neuen Lösungsweg, indem sie eine Hochspannungselektrode vorschlägt, welche selbst den Druckluftkanal bildet, mindestens dessen stromabwärtiges Kanalende.

[0009] Die Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn die Hochspannungselektrode axial in der Mittellinie des Beschichtungsmaterialstromes angeordnet ist. Sie kann jedoch auch exzentrisch zur Mittellinie angeordnet sein. Die Erfindung ist ferner für jede Art von Sprühbeschichtungsvorrichtungen verwendbar, beispielsweise für solche mit Runddüse, mit Flachdüse, mit nicht rotierendem Düsenkörper oder mit rotierendem Düsenkörper zur Zerstäubung des Beschichtungsmaterials. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung für Vorrichtungen zum Sprühen von pneumatisch gefördertem, pulverförmigem Beschichtungsmaterial. Die Erfindung ist jedoch auch für flüssiges Beschichtungsmaterial verwendbar.

[0010] Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

[0011] Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen als Beispiele beschrieben.

[0012] In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1

schematisch einen Axialschnitt durch eine Sprühbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2

einen Querschnitt längs der Ebene II-II von Fig. 1,

Fig. 3

einen Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Sprühbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 4

einen Längsschnitt einer nochmals weiteren Ausführungsform einer Sprühbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 5

einen Längsschnitt einer nochmals weiteren Ausführungsform einer Sprühbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung.

[0013] Die in Fig. 1 gezeigte Sprühbeschichtungsvorrichtung 2 enthält einen Beschichtungsmaterialkanal 4 in einem Gehäuse 6. Der Beschichtungsmaterialkanal 4 hat an einem vorderen Vorrichtungsende eine im Querschnitt kreisförmige Abgabeöffnung 8, an welcher das pneumatisch geförderte, pulverförmige Beschichtungsmaterial austritt und in Form einer Pulverwolke 9 auf das zu beschichtende Objekt strömt.

[0014] Eine Hochspannungselektrode 10 ist durch ein dünnes Rohr (Kanüle) aus elektrisch leitendem Material gebildet und axial in der Mittellinie 12 des Beschichtungsmaterialstromes angeordnet. Die rohrförmige Hochspannungselektrode 10 erstreckt sich axial durch einen Prallteller 12, welcher stromabwärts der Abgabeöffnung 8 im Strömungsweg des Beschichtungsmaterials angeordnet ist und im Beschichtungsmaterialkanal 4 durch einen Steg 14 am Gehäuse 6 befestigt ist. Durch den Steg erstreckt sich ein Druckluftkanal 16, welcher einerseits mit einem im Gehäuse 6 gebildeten Druckluftkanal 18 und andererseits am hinteren Ende 20 der rohrförmigen Hochspannungselektrode 10 mit deren Durchgangskanal 22 in Strömungsverbindung ist. Dadurch kann Druckluft durch den Durchgangskanal 22 der Hochspannungselektrode 10 und dann aus deren stromabwärtigen Druckluftauslaß 24 strömen, um ein Anhaften und Ansintern von Beschichtungsmaterial am stromabwärtigen Ende 26 der rohrförmigen Hochspannungselektrode 10 zu verhindern. Der Druckluftstrom erzeugt an dem Druckluftauslaß 24 und stromabwärts davon einen Unterdruck (Venturi-Effekt), durch welchen er Umgebungsluft ansaugt. Dies strömt über die Außenseite der Hochspannungselektrode 10 und hält sie frei von Beschichtungsmaterial.

[0015] Das hintere Ende 20 der Hochspannungselektrode 10 ist durch eine elektrische Leitung 28 an einen Hochspannungserzeuger 30 angeschlossen. Der Hochspannungserzeuger 30 befindet sich vorzugsweise in dem Gehäuse 6. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung könnte der Hochspannungserzeuger 30 auch außerhalb des Gehäuses 6 angeordnet sein.

[0016] Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Druckluftkanal 16 des Steges 14 auch mit einem weiteren Druckluftkanal 32 in Strömungsverbindung ist, welcher sich durch den Prallteller 12 erstreckt und an dessen vorderen Ende hinter einer zentralen Kappe 34 mündet, so daß die Druckluft dieses Druckluftkanals 32 von der Kappe 34 über die nach vorne zeigende Stirnfläche 36 des Pralltellers 12 radial oder schräg nach außen in das zerstäubte Beschichtungsmaterial abgeleitet wird. Damit wird verhindert, daß sich Beschichtungsmaterial an dieser vorderen Stirnseite 36 des Pralltellers 12 ablagert.

[0017] Fig. 3 zeigt eine Sprühbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung, welche ähnlich wie die von Fig. 1 und 2 ausgebildet ist, jedoch keinen Prallteller 12 hat. Teile, welche denen von Fig. 1 entsprechen, sind mit gleichen Bezugszahlen versehen und für sie gilt die Beschreibung von Fig. 1.

[0018] Alle Ausführungsformen können automatische oder von Hand haltbare Sprühbeschichtungsvorrichtungen sein. Lediglich als Beispiel ist in Fig. 3 ein Handgriff 38 mit einem Trigger 40 gezeigt.

[0019] Bei der weiteren Sprühbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung von Fig. 4 ist die mindestens eine Hochspannungselektrode 10 nicht in der Mittellinie 12 des Beschichtungsmaterialstromes angeordnet, sondern radial versetzt dazu und sie ragt aus einer nach vorne zeigenden Stirnseite 44 des Gehäuses 6 heraus. In vielen Fällen wird nur eine einzige Hochspannungselektrode 10 verwendet. In Fig. 4 sind als Beispiel zwei solche Hochspannungselektroden dargestellt. Fig. 1 entsprechende Teile sind wieder mit gleichen Bezugszahlen versehen und für sie gilt die Beschreibung von Fig. 1.

[0020] Bei allen Ausführungsformen ist die Hochspannungselektrode 10 ein kanülenartig dünnes Rohr. Sein stromabwärtiges, zur elektrostatischen Aufladung dienendes Ende 26 kann stumpf oder spitz ausgebildet sein. Die durch die kanülenartige oder rohrartige Hochspannungselektrode 10 hindurchströmende Druckluft hat eine Venturi-Wirkung, durch welche die aus der Elektrode ausströmende Druckluft aus der Umgebung Luft ansaugt und dadurch die Elektrodenspitze spült. Die Position der rohrartigen Hochspannungselektrode 10 ist definiert und nicht versehentlich veränderbar, z. B. bei Montage oder bei Reinigungsvorgängen. Dadurch werden auch bei einer Serienproduktion eines Vorrichtungstyps stets gleiche, reproduzierbare Wirkungen erzielt.

[0021] Die Hochspannungselektrode 10 kann in vorbestimmter Weise genau positioniert werden, um einen gewünschten Einfluß auf den versprühten Beschichtungsmaterialstrom zu erzeugen. Damit werden von der Elektrodenposition abhängig reproduzierbare Wirkungen auf den versprühten Beschichtungsmaterialstrom erzielt, weil die Elektrodenposition vorbestimmbar ist, anstatt unkontrollierbaren Positionsveränderungen ausgesetzt zu sein.

[0022] Bei allen gezeigten Ausführungsformen ist der Druckluftauslaß 24 das stromabwärtige, stirnseitige Ende des geradlinigen Durchgangskanals 22. Der Druckluftauslaß 24 kann durch eine oder mehrere Auslassöffnungen der Hochspannungselektrode 10 gebildet sein. Die Auslassöffnungen können axial oder quer zur Hochspannungselektrode 10 und/oder zum Durchgangskanal 22 gebildet sein. Die Hochspannungselektrode 10 kann einen oder mehrere Durchgangskanäle 10 haben, die je eine oder mehrere der genannten Auslassöffnungen haben können, welche den Druckluftauslaß 24 bilden. Die Hochspannungselektrode 10 und/oder deren Durchgangskanal 22, insbesondere dessen Auslassöffnung(en), welche den Druckluftauslaß 24 bilden, hat vorzugsweise eine kreisrunde Querschnittsform. Die Querschnittsform kann jedoch auch anders sein, z.B. oval, flach, eckig oder gerundet.

Ansprüche

1. Sprühbeschichtungsvorrichtung zum Sprühbeschichten von Objekten, enthaltend mindestens eine Hochspannungselektrode (10) zum elektrostatischen Aufladen von Beschichtungsmaterial und einen Druckluftweg (22) zur Druckluftzufuhr zur Hochspannungselektrode,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckluftweg sich durch mindestens einen Durchgangskanal (22) der Hochspannungselektrode (10) hindurch erstreckt.

2. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochspannungselektrode (10) mindestens an ihrem stromabwärtigen Ende (26) durch einen im Querschnitt ringförmigen Körper gebildet ist.

3. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochspannungselektrode (10) ein dünnes Rohr ist, welches aus elektrisch leitendem Material besteht oder elektrisch leitendes Material aufweist.

4. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochspannungselektrode (10) axial in einer Mittellinie (12) des Beschichtungsmaterial-Strömungsweges (4) angeordnet ist.

5. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchgangskanal (22) axial zum Beschichtungsmaterial-Strömungsweg (4) in dessen Mittellinie (12) ausmündet.

6. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das stromabwärtige Ende der Hochspannungselektrode (10) zur Mittellinie (12) des Beschichtungsmaterial-Strömungsweges (4) radial versetzt angeordnet ist.

7. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchgangskanal (22) einen Druckluftauslaß (24) hat, welcher bezüglich der Strömungsrichtung des Beschichtungsmaterials in die gleiche Richtung oder schräg zu dieser Richtung stromabwärts gerichtet ist.

8. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine kreisrunde Abgabeöffnung (8) zum Abgeben des Beschichtungsmaterials aufweist.

9. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie für pneumatisch gefördertes, pulverförmiges Beschichtungsmaterial ausgebildet ist.

Amended claims

Geänderte Patentansprüche gemäss Regel 86(2) EPÜ.

1. Sprühbeschichtungsvorrichtung zum Sprühbeschichten von Objekten, enthaltend mindestens eine Hochspannungselektrode (10) zum elektrostatischen Aufladen von Beschichtungsmaterial und einen Druckluftweg (22) zur Druckluftzufuhr zur Hochspannungselektrode,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochspannungselektrode (10) mindestens an ihrem stromabwärtigen Ende als kanülenartig dünnes Rohr ausgebildet ist, welches aus elektrisch leitendem Material besteht oder elektrisch leitendes Material aufweist, und daß der Druckluftweg sich durch den Durchgangskanal (22) der Hochspannungselektrode (10) hindurch erstreckt.

2. Sprühbeschichtungsvorrichtung Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochspannungselektrode (10) axial in einer Mittellinie (12) des Beschichtungsmaterial-Strömungsweges (4) angeordnet ist.

3. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchgangskanal (22) axial zum Beschichtungsmaterial-Strömungsweg (4) in dessen Mittellinie (12) ausmündet.

4. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das stromabwärtige Ende der Hochspannungselektrode (10) zur Mittellinie (12) des Beschichtungsmaterial-Strömungsweges (4) radial versetzt angeordnet ist.

5. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchgangskanal (22) einen Druckluftauslaß (24) hat, welcher bezüglich der Strömungsrichtung des Beschichtungsmaterials in die gleiche Richtung oder schräg zu dieser Richtung stromabwärts gerichtet ist.

6. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie eine kreisrunde Abgabeöffnung (8) zum Abgeben des Beschichtungsmaterials aufweist.

7. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie für pneumatisch gefördertes, pulverförmiges Beschichtungsmaterial ausgebildet ist.

Zeichnung