DD266512A5 - Elektrostatische farbspritzpistole - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte elektrostatische Farbspritzpistole, insbesondere fuer Farben mit niedrigem elektrischen Widerstand, wie beispielsweise Metalleffektlacke. Erfindungsgemaess ist unmittelbar hinter der Farbduese ein Nadelventil angeordnet und im Farbkanal eine Hochspannungselektrode angeordnet. Die die Ventilnadel bildende Kunststoffstange verlaeuft durch den Farbkanal und ist dort, wo die Stange in den Farbkanal eingefuehrt ist, mittels Bauteilen aus gegenueber Hochspannung isolierendem Material abgedichtet. An den Farbkanal ist ein Kunststoffschlauch angeschlossen, dessen metallischer Eintrittsstutzen mit dem metallischen Handgriff der Spritzpistole geerdet ist. Auf diese Weise werden der Erdungspunkt des Farbstoffkanals aus dem Inneren der Spritzpistole in den Aussenraum verlegt und dem Erdungspunkt zwecks Erhoehung des elektrischen Widerstandes bedeutend verlaengert. Durch die Verlaengerung wird ermoeglicht, Lacke mit niedrigerem spezifischen Widerstand, sowie Metallpartikel enthaltende, einen Metalleffekt ergebende Lacke mit wirksamer Aufladung elektrostatisch spritzen zu koennen. Figur

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Farbspritzpistole, insbesondere zum Spritzen von Farbstoffen mit niedrigem Widerstand oder Metallpigmentgehalt mit hoher Wirksamkeit.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß der hintere, zum Halten der elektrostatischen Farbspritzpistole dienende metallische Teil — bei einer Handausführung der Metallhandgriff— aus sicherheitstechnischen Gründen zu erden ist. Bei der bereits als traditionell zu betrachtenden Ausführungsform wird dieser Halteteil, der Handgriff, durch einen zylindrischen Körper aus einem isolierenden Werkstoff fortgesetzt. In diesem Isolierstoffkörper ist die Hochspannungselektrode eingebaut, die das Farbmaterial, das durch den im Isolierkörper ausgebildeten Kanal zugeführt wird, durch unmittelbare Berührung oder indirekt über die Luft auflädt. Der Farbkanal wird mittels eines Ventils geschlossen bzw. für den Spritzvorgang geöffnet. Das Ventil kann im Handgriff selbst oder in dessen Nähe angeordnet sein. In diesem Fall ist der hinter dem Ventil liegende Kanalabschnitt bis zur Spritzdüse hin offen. Wenn das Ventil geschlossen ist, wird das Ausfließen des sich indiesem Kanalabschnitt befindlichen Farbmaterials ausschließlich durch die Kapillarität und das eventuell entstandene Vakuum verhindert. Das Lackmaterial dürfte eigentlich nicht aus der Düse austropfen. Jedoch kann es trotz aller Maßnahmen vorkommen, daß auf Grund einer thermischen Dilatation, einer mechanischen Bewegung oder einer Erschütterung eine geringe Farbstoffmenge aus der Düsenöffnung austritt, wodurch der Spritzkopf und die mit feinen Bohrungen versehene Spritzkappe verschmutzt werden. Durch diese Verschmutzungen werden sowohl die elektrostatische Wirkung als auch die Feinheit der Zerstäubung nachteilig beeinträchtigt.

Um diese Mängel zu vermeiden, ist das Ventil bei neueren Ausführungen unmittelbar hinter der Austrittsöffnung, in der Düse angeordnet. Die auseinem isolierenden Werkstoff hergestellte lange Ventilstange verläuft in der Mitte des geraden Farbstoffkanals, während ihr vorderer konischer Teil in die sich zur Ausbildung eines Ventilsitzes erweiternde Öffnung der Düse einmündet. Der Farbkanal wird so unmittelbar hinter der Austrittsöffnung abgesperrt, wobei der vor dem Ventil liegende, gegebenenfalls mit Farbe aufgefüllte Kanalabschnitt, der auch nach Schließen des Ventils offen ist, entfällt. Bei dieser Ausführung schließt sich an den hinteren Teil der aus Isolierstoff gefertigten langen Stange eine Metallstange an. Diese Stange wird durch eine Stopfbuchse abgedichtet, um ein Austreten von Farbe zu verhindern. Das Ventil kann auf diese Weise von außen betätigt werden. Die herausgeführte Metallstange steht mit dem Ende des Farbkanals in Berührung, und zwar dort, wo die Farbe in den Kanal des Isolierstoff körpers einfließt. Im Hinblick darauf, daß der Handgriff geerdet ist, bildet die mit dem Farbmaterial in Berührung stehende Metallstange den geerdeten Punkt des Farbkanals.

Die Hochspannungselektrode, die ebenfalls mit dem Farbmaterial in Berührung steht, ist am vorderen Ende des Farbkanals angeordnet. Mittels dieser Elektrode wird das Farbmaterial elektrisch aufgeladen. Da aber die Farbe selbst über eine geringe elektrische Leitfähigkeit verfügt, fließt auch ein Teil des Stromes von der Hochspannungselektrode über den Farbkanal zur geerdeten Stelle ab, wodurch Verluste entstehen. Wenn der Widerstand des Farbmaterials niedrig ist, fließt eine verhältnismäßig große Strommenge zur Erde ab.

Aus sicherheitstechnischen Gründen ist der Hochspannungsgenerator so ausgestaltet, daß auch bei einem Kurzschluß höchstens ein Strom 0,2-0,7mA fließt. Gleichzeitig fällt die Hochspannung auf Null ab. Der durch den Farbkanal zur Erde abfließende Strom kann die Belastung des Generators bedeutend erhöhen, wodurch die Spannung bedeutend abfallen kann und die elektrische Aufladung des Farbmaterials stark abnimmt. Bei Farben mit sehr geringem Widerstand entfällt das Aufladen sogar völlig. Sind zur Erzeugung von Farbeffekten in der Farbe Körner oder Pigmente enthalten, wie beispielsweise in „Metalleffektlacken", kann es vorkommen, daß diese Metallteilchen in dem im Farbkanal ausgebildeten elektrischen Kraftfeld eine Kette bilden und einen totalen Kurzschluß verursachen.

Der über den Farbkanal zur Erde abfließende Strom kann durch Aufrechterhaltung des spezifischen Farbwiderstandes auf einen vorgegebenen Grenzwert oder durch Modifizierung der Kanalabmessungen verringert werden. Das bedeutet, daß der

Querschnitt verkleinert und der Kanal verlängert wird. Die letzterwähnte Methode beruht auf der Anwendung des sich auf den ohmschen Widerstand beziehenden Zusammenhangs, des Wertes 1/q, wobei 1 die Kanallänge und q den Querschnitt bezeichnen. Die Kanalabmessungen können aber nur dann entscheidend verändert werden, wenn das Farbventil in der Nähe des Handgriffes angeordnet ist, da nämlich der verengte Querschnitt die Strömungsmenge wesentlich verringert. Eine Verlängerung des Kanals kann nur dadurch erfolgen, daß der ursprünglich linear verlaufende Kanal wellen- oder spiralförmig gestaltet wird. Andernfalls müßte der Rohrkörper der Spritzvorrichtung auf das Vielfache der ursprünglichen Länge verlängert werden. Andererseits kann die Ventilstange nur in einem geraden Kanal geführt werden.

Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik sind solche Methoden zum Verlängern des Kanals bekannt, bei denen der Kanal im Anschluß an das in dem Handgriff ausgebildete Lackventil von einem Kunststoffschlauch gebildet wird, der innerhalb des isolierenden Rohrkörpers in einer Spiral- oder Wellenlinie verläuft, wobei sein vorderes Ende an die Düse, über die der Lack ausströmt, angeschlossen ist und in der Mitte des Schlauches die Hochspannungselektrode angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Länge des Kanals zwischen der Elektrode und der Erdungsstelle auf etwa 1 m verlängert, während bei der vorerwähnten Lösung diese Länge max. 0,1 m betragen kann. Gleichzeitig aber bleibt die Länge des isolierenden Rohrkörpers — die etwa 0,15-0,2 m beträgt—unverändert. Gegenwärtig sind derartige Lösungen in der Automobilindustrie verbreitet und werden insbesondere zum Spritzen von Metalleffektlacken eingesetzt.

Bei diesen Lösungen besteht nach wie vor der Nachteil, daß der Farbkanal, in dem sich nun eine beträchtliche Menge an flüssigem Lack ansammelt, zur Austrittsdüse hin offen ist. Auf diese Weise ist bei geschlossenem Farbventil die Gefahr des Austropfens von Farbe wesentlich größer.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, das Austropfen von Farben oder Lacken und die damit verbundenen Nachteile und Kosten auszuschließen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung vorzuschlagen, die die Vorteile des mittels Kunststoffschlauch verlängerten Farbkanals und des in der Düse eingebauten, absperrenden Farbventils vereinigt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die durch den Farbkanal verlaufende Ventilstange aus einem hochspannungsfesten Isolierstoff hergestellt und durch eine ebenfalls aus isolierstoff hergestellte mehrelementige Stopfbuchse geführt ist, die gegenüber dem geerdeten Handgriff (Hochspannung) isoliert ist und die durch einen Isolierschlauch gebildete Verlängerung des Farbkanals vor der Einführstelle der Farbe in den Isolierkörper angeordnet ist Bevorzugt ist der Isolierschlauch biegsam, weist gute Isoliereigenschaften auf und ist mit einer entsprechenden Wandstärke versehen. Diese Anforderungen werden beispielsweise durch einen geeigneten Polyäthylenschlauch erfüllt. Der Schlauch ist ferner mit einem metallischen Eintrittsstutzen ausgerüstet, der mit dem Handgriff metallisch verbunden ist und den Erdungspunkt des Farbkanalsystems bildet.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die durch den Isolierschlauch gebildete Verlängerung des Lackkanals außerhalb der Spritzvorrichtung liegt, wodurch ein Austauschen des Schlauches bei einer Verstopfung im Gegensatz zu den bisherigen Ausführungen, bei denen der die Kanalverlängerung bildende Schlauch Im Isolierkörper eingebaut ist, erleichtert wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Spritzpistole im Längsschnitt

Im geerdeten Metallhandgriff 1 ist ein Luftventil 2 vorhanden, das mittels Betätigungshebel 3 geöffnet werden kann. Bei Öffnung des Ventils 2 fließt die über den Anschlußstutzen 22 zugeführte Druckluft durch den Isolierkörper 4 ausgebildeten Kanal 15 in den von einer Kunststoffkappe 14 begrenzten Raum und strömt aus der kreisringförmigen Öffnung 16 aus, wobei die aus der kreisförmigen Düsenöffnung 17 ausfließende Farbe zerstäubt wird. Die Farbe wird aus einem unter Druck stehenden Behälter 26 zugeführt und gelangt über einen Schlauch 27, den im Metallbügel 21 befestigten Metallstutzen 20, einen zu einem Kreis gebogenen langen Kunststoffschlauch 19 und einen Kunststoffstutzen 18 in den Isolierkörper 4 bzw. in den dort ausgebildeten Farbkanal 24, der vorn mittels Kunststoffnadelventil 8 in der Düse 13 absperrbar ist. Bei Betätigung des Hebels 3, wird die Metallstange 9 mit Hilfe des Federtellers 10 gegen die Kraft einer Feder 11 nach hinten gezogen, wodurch das vordere konische Ende der langen isolierstange 8 die Farbaustrittsöffnung 17 der Düse 13 freigibt. Das elektrische Aufladen der Farbe erfolgt mit Hilfe des Hochspannungsgenerators 28, der über ein Hochspannungskabel 29 mit der Elektrode 12, die ihrerseits im Lackkanal 24 eingebaut ist, verbunden ist.

Der im Isolierkörper 4 vorhandene Farbkanal 24 ist entlang der Ventilstange 8 gegen den geerdeten Handgriff 1 bzw. die damit metallisch verbundene Metallstange 9 über die aus hochspannungsfestem Isoliermaterial ausgebildete Lippendichtung 5 und die in der Kunststoff-Stopfbuchse 6 vorhandenen elastischen Ringe 7 druckdicht und gegen Hochspannung isoliert ausgebildet. Dadurch ist gewährleistet, daß der Strom von der Hochspannungselektrode 12 über den Isolierstutzen 18 und den langen Kunststoffschlauch 19 bis zu dem mit dem Handgriff 1 in metallischer Verbindung stehenden Metallstutzen 20 fließen kann, der den Erdungspunkt des Farbkanals bildet.

Claims (1)

1. Elektrostatische Farbspritzpistole, bestehend aus einem Isolierkörper mit einem Handgriff und einem Farbzuführkanal, der mit einer am Isolierkörper festgelegten Spritzdüse aus Kunststoff material endet, welche zugleich als Ventilsitz für ein Nadelventil ausgebildet ist, dessen aus Kunststoffmaterial bestehende Ventilnadel an einer Ventilstange ausgebildet ist, die durch den Farbzuführkanal geführt und an dem zur Spritzdüse rückwärtigem Ende mittels einer Dichtungsanordnung abgedichtet und verschiebbar aus dem Isolierkörper herausgeführt ist, wobei im Farbzuführkanal eine Hochspannungselektrode angeordnet ist und zum Erden des Farbstromes ein mit diesem in Kontakt stehenden Metallteil stromauf der Hochspannungselektrode vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsanordnung (5,6,7) und der durch diese hindurchführende Teil der Ventilstange (8) aus hochspannungsfestem Isoliermaterial bestehen und daß das Metallteil als Farbeinführstutzen (20) für den aus Kunststoff material bestehenden Farbzuführschlauch (19) ausgebildet ist, der an das der Spritzdüse (13) abgewandte Ende des Farbzuführkanals (24) angeschlossen ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung