DE2255632A1 - Spruehpistole fuer elektrostatisches verspruehen - Google Patents

Description

NORDSON CORPORATION, Jackson & Franklin Sts., Amherst, Ohio, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Hio, Vereinigte Staaten Amerika,

Sprühpistole für elektrostatisches Versprühen.

Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Sprühsystem, insbesondere mit einem elektrostatisch arbeitenden Sprühsystem·

Sprühsysteme sind mit einer elektrostatischen Einrichtung ausgerüstet, mit dem der prozentuale, auf die zu besprühende Unterlage gelangende Anteil des Sprühmittels erhöht werden kann. Es ist bekannt, daß durch elektrostatische Aufladung des zerstäubten Sprühmittels und entgegengesetzte Aufladung der zu besprühenden Unterlage die Wirksamkeit des Systems, d.h. der prozentuale, auf die zu besprühende Oberfläche gelangende Anteil des versprühten Materials wesentlich erhöht werden kann. Bei derartigen Systemen wird eine elektrische Ladung dadurch dem Sprühmittel mitgegeben, daß es durch ein Hochspannungsfeld geführt wird, das beispielsweise durch

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eine an eine Antenne oder einen Ring in der Nähe der Sprühöffnung angelegte Spannung von mehr als 50 000 V erzeugt wird· Diese Hochspannung erzeugt ein Feld oder eine Corona um die Antenne oder den Ring herum, aus dem das Sprühmittel Ladung aufnimmt. Um die Bedienungsperson vor Hochspannung zu schützen und die Ausbildung von Funken oder dergleichen in einer potentiell leitfähigen Atmosphäre zu verhindern, sind die elektrostatischen Sprühpistolen sämtlich mit einem strombegrenzenden Widerstand in der elektrischen Versorgungschaltung: für die Antenne oder das ionisierende Element ausgerüstet. Dieser Widerstand ist im allgemeinen in der Pistole untergebracht und so nahe wie möglich an den Auflade-Elementen angeordnet. Er dient dazu, den Strom sehr schnell abfallen zu lassen, wenn die unter Hochspannung stehenden Elemente zufälligerweise von der Bedienungsperson berührt oder geerdet werden. Die größeren Teile des Systems, auf denen sich elektrische Ladung sammeln kann und die als große Kondensatoren wirken, sind elektrisch von den Hochspannnungselementen isoliert und üblicherweise geerdet.

Nahezu sämtliche bekannten elektrostatischen Sprühausrüstungen wurden bislang nur zur Verwendung mit elektrisch nicht leitfähigen Farben oder Sprühmitteln ausgelegt. Das Versprühen von elektrisch leitfähigen Farben, beispielsweise Farben auf Wasserbasis, wurde üblicherweise für zu gefährlich gehalten, als daß eine Verwendung in elektrostatisch arbeitenden Systemen ernsthaft in Betracht zu ziehen sind. Zur Zeit richtet sich jedoch ein beträchtliches Interesse auf Farben auf Wasserbasis sowie auf deren elektrostatisches Versprühen, weil diese Farben keine luftverschmutzenden Lösungsbestandteile solcher Art enthalten, auf die sich die öffentliche Kritik in besonderer Weise gerichtet

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Die Möglichkeit, sowohl nicht leitende wie leitende Materialien in elektrostatischen Sprüheinrichtungen zu versprühen, wurde stets als "äußerst wünschenswert angesehen und wurde gelegentlich, in einzelnen Versuchen ausgeführt. Bei der Verwendung elektrostatischer Systeme zum Versprühen elektrisch leitfähiger Materialien, etwa von Farben auf Wasserbasis ergaben sich weniger günstige Ergebnisse, und zwar in erster Linie wegen mangelnder Funktionstüchtigkeit des Systems, und speziell der in dem System vorgesehenen Widerstände. Bei ausfallenden Widerständen ergab sich,ein beträchtliches Absinken des prozentualen Anteils des auf die Oberfläche gelangenden Sprühmittels, und schließlich brach der teuere Widerstand vollständig -zusammen. Ein schnelles Zusammenbrechen öder Durchbrennen der Widerstände ist sehr teuer, so daß dadurch die Verwendung der bekannten Einrichtungen unwirtschaftlich wird. Ein Beispiel einer Versprüheinrichtung, bei der dieses schnelle Zerstören der Widerstände beim Versprühen leitfähiger Farben auftritt, ist in der US-Patentschrift 3 339 841 beschrieben.

Der Erfindung liegt daher insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine elektrostatisch arbeitende Sprühpistole ' zu schaffen, mit der sowohl leitfähige wie nicht leitfähige Sprühmaterialien versprüht werden können, ohne daß die Widerstände eine wesentliche Veränderung erleiden, wenn vom Versprühen nicht leitender. Materialien auf das Versprühen von leitfähigen Stoffen übergegangen wird und umgekehrt. Es ist somit ein Anliegen der Erfindung, eine elektrostatisch arbeitende Sprühpistole zu schaffen, die zum Aufbringen leitfähiger Sprühstoffe verwendet werden kann ohne, daß die Widerstände in der

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Pistole und in der übrigen Ausrüstung schnell zerstört werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ursachen für das erwähnte Fehlverhalten beseitigt und eine Korrektur derjenigen Umstände durchgeführt wird, die zu dem außerordentlich schnellen Zerstören der Widerstände führen, wenn eine elektrostatische Spritzeinrichtung zum Spritzen von Spritzgut «uf~ Wasßerbasis oder von elektrisch leitfähigem Spritzgut verwendet wird.

Es ist bekannt, daß bei der Verwendung einer elektrostatischen Spritzausrüstung zum Versprühen nicht leitfähiger Materialien der Farbenvorratsbehälter oder-Tank geerdet werden muß, um das langsame Abfließen von elektrischer Ladung durch die Farbe oder das Spritzgut in den Vorratsbehälter und das Aufbauen eines gefährlichen Potentials zu verhindern. Wenn die Ausrüstung zum Verspritzen elektrisch leitfähiger Farben oder Spritzstoffe verwendet wird, fließt die volle elektrische Ladung direkt durch die Farbe zurück zu dem Vorratsbehälter, so daß er auf vollem elektrischem Potential liegt und von Erde isoliert gehalten werden muß, um ein Kurzschließen der Schaltung über die Farbenleitung und den Vorratsbehälter zu vermeiden. Es wurde festgestellt, daß dann, wenn das Farbenreservoir gegen Erde isoliert ist, wie das beim Verspritzen leitfähiger Materialien der Fall sein muß, eine Entladung durch einen Coronaeffect an sämtlichen Ecken des Vorratsbehälters solange stattfindet, wie der Tank sauber ist. Sobald der Tank dreckig wird, tritt ein Spannungsabfall über der Oberfläche des Behälters durch die Verunreinigungen auf. Dieser langsame aber stetige Spannungsabfall vom Vorratsbehälter verursacht einen langsamen

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aber stetigen Stromfluß durch den Widerstand, der nicht ausreicht, ein Sicherheitsrelais in der elektrischen Schaltung auszulösen, der jedoch so groß ist, daß der Widerstand langsam aber stetig beschädigt und zerstört wird.

Um diese Umstände zu korrigieren und diese außerordentlich schnelle Zerstörung des Widerstandes bei der Verwendung der Ausrüstung zum Verspritzen elektrisch leitfähiger Materialien auszuschalten, sieht die Erfindung vor, ein Gehäuse aus dielektrischem Material um den Tank oder den Vorratsbehälter des Spritzgutes herum anzuordnen. Dieses Gehäuse verhindert einen Spannungsabfall gegenüber atmosphäre um den Tank herum durch eine Corona-Entladung, wenn der Tank sauber ist und/ oder einen Potentialabfall durch die Verunreinigungen gegenüber Erde, wenn der Tank dreckig ist. Wenn der Tank und die Ausrüstung zum Spritzen elektrisch nicht leitfähiger Materialien verwendet wird, wird das dielektrische Gehäuse um den Tank umgangen und der Tank wird dadurch geerdet,daß ein Teil der dielektrischen Beschichtung entfernt und der elektrisch leitende Teil des Tankes direkt mit Masse verbunden wird.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine elektrostatische Spritzpistole zu schaffen, die besser abgedichtet und besser elektrisch isoliert ist, als das bisher möglich war. Die meisten handbetrJ&enen. elektrostatischen Spritzpistolen besitzen ein Ventil an der Stirnseite der Pistole, das den Durchtritt der Flüssigkeit durch die neben dem Ventil gelegenen Düse durch Betätigung des an der Rückseite der Pistole angeordneten Handgriffes Steuer ti· Ein Auslösestift erstreckt sich von dem Handgriff bis zu dem Ventil* Bei

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elektrostatischen Spritzpistolen besteht dieser Auslösestift oder mindestens ein Abschnitt von rund 7 cm Länge von diesem, aus dielektrischem Material (beispielsweise aus einem der üblichen Plastikstoffe). Der dielektrische Abschnitt des Auslösestiftes ist üblicherweise mindestens 7-8 cm lang, so daß ein etwa gleich langer elektrischer Abstand längs der Oberfläche des Auslösestiftes von dem elektrisch leitenden Abschnitt der Pistole bis zu dem nicht leitenden oder geerdeten Handgriff-Abschnitt der Pistole vorhanden ist. Dieser 7-8 cm lange Abstand wird für eine sichere Benutzung der Ausrüstung für mindestens erforderlich angesehen, über den die elektrische Ladung über Staub oder andere Verunreinigungen auf der Oberfläche des Abstandshalters fließen könnte. Einer der Stoffe, die üblicherweise diese Abstandshalteroberflache beschmutzt oder verunreinigt, ist das flüssige Spritzgut, mit dem die Spritzausrüstung arbeitet.

Um diese 8 cm-Abstandsfläche des Auslöserstiftes vor Verunreinigungen durch das Spritzgut zu schützen, ist gewöhnlich eine statische Dichtung um den Stift herum angeordnet. Eine üblich benutzte Ausführungsform dieser statischen Dichtung besteht aus einer balgartigen Dichtung, deren eines Ende fest mit dem Ventilstößel und deren gegenüberliegendes Ende fest mit dem dielektrischen Körper befestigt ist, indem der Stößel beweglich ist. Derartige Dichtungen sind beispielsweise in den US-Patentschriften 3 583 632 und 3 339841 beschrieben. Während diese Dichtungen recht gut gegen das Eindringen von Farbe oder anderem flüssigen! Spritzgut in und über die Oberfläche des dielektrischen Abschnittes der Zugstange von der Vorderseite der Pistole her schützen, können sie das Eindringen von Verunreinigungen von der Rückseite der Pistole her nicht verhindern. Es hat sich

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jedoch ergeben, daß die Wirksamkeit des elektrischen Abstandes längs der Oberfläche der Zugstange durch Leckage von Lösungsmittel von rückwärts her oder vom Handgriffabschnitt der Pistole vor dem Ventilstößel her beeinträchtigt wird. Diese Leckage tritt auf, wenn die Pistole in einen Auffänger für das Lösungsmittel bzw. das Spritzgut gehängt oder gebracht wird, was üblicherweise zwischen den einzelnen Arbeitsabschnitten auftritt. Um diese rückwärtige Leckage von flüssigen Verunreinigungen nach vorne entlang dem Ventilstößel zu verhindern, wird nach der Erfindung eine zweite Art einer statischen Balgendichtung in der Nähe des rückwärtigen Endes der Auslösestange vorgeschlagen, wobei die beiden Dichtungen durch einen &wa 8 cm langen elektrischen Isolierweg oder Abstand getrennt sind. Diese Doppelbalgenanordnung stellt sicher, daß flüssige Verunreinigungen nicht eintreten und den Iso*- lierabschnitt. von keiner Seite der Zugstange her oberflächig beschmutzen können. Aus Gründen des einfacheren Zusammenbaus sind die Doppelbalge, die Zugstange, die umgebenden und trennenden dielektrischen Abstandshalter oder Hülsen und ein Abschnitt des Ventils sowie eine

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Feder zum. Verschließen des Ventils in einer Patronenanordnung ausgeführt, die leicht in die Pistole eingesetzt und aus ihr entfernt werden kann. -

Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, daß ein etwa 8 cm langer elektrischer Isolierkörper oder eine äquivalente Dichtung zwischen einem elektrisch leitfähigem Abschnitt der Pistole und einer freiliegenden Oberfläche der Pistole aufrechterhalten wird. Einer der Teile der Ausrüstung, an dem es schwierig ist, den 8 cm-Abstand einzuhalten, wenn die Pistole' zum Spritzen elektrisch leitfähiger Spritzgüter verwendet wird, besteht in der Schlauchverbindung zwischen

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dein dielektrischen oder nicht leitfähigen Färb- oder Spritzgutschlauch und dem dielektrischen Lauf der Pistole. Wegen der Schwierigkeiten, einen ausreichenden Isolierabstand an dieser Stelle aufrechtzuerhalten, ist es üblich, den Schlauch an die Pistole anzuschweißen und zwar gewöhnlich durch eine Drehschweißtechnik. Es hat sich ergeben, daß diese dauernde Verbindung des Schlauches mit der Pistole vermieden werden kann und gleichwohl die gleichen nicht leitfähigen elektrischen Eigenschaften der Verbindung dadurch aufrechterhalten werden,können, daß konische Rohrgewinde an dem Schlauch und an dem Aufnahmenippel für den Schlauch an der Pistole ausgebildet werden. Wenn diese konischen Rohrgewinde verbunden werden, werden die beiden dielektrischen Elemente zusammengedrückt und so gut verkoppelt, daß sie als einziger Festkörper aus Plastik oder dielektrischem Material wirken, jedenfalls soweit die elektrische Leitfähigkeit, über die Oberfläche zwischen den beiden in Betracht gezogen wird. Diese Rohrgewindeverbindung hat den Vorteil, daß ein 8 cm Isolierabstand nicht mehr notwendig ist und daß ein dauerhaftes Verschweißen der beiden Teile miteinander nicht mehr ausgeführt zu werden braucht.

Der wesentliche Vorteil dieses elektrostatischen Spritzsystems besteht darin, daß es zum Spritzen sowohl elektrisch leitfähiger wie nicht leitfähiger Materialien gleich gut geeignet ist. Weiterhin besitzt dieses System den Vorteil einer gegenüber bekannten Systemen größeren Betriebssicherheit beim Spritzen elektrisch leitfähiger wie nicht leitfähiger Materialien, und zwar vor allem wegen des besser geschützten Isolierabstandes längs der Oberfläche der Zugstange. Weiterhin kann die Pistole von dem Schlauch zum Zwecke des Säuberns und der Wartung getrennt werden, ohne daß die Sicherheit ge-

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opfert werden muß oder eine gefährliche Spannung sich bei der Verwendung aufbauen kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung einer handbetätigten elektrostatischen Luftspritzpistole, in der die Merkmale' der Erfindung, verwirklicht sind;

Fig. 2 eine Stirnansicht der Pistole aus Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 aus' - Fig. 2; und

Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 aus Fig. 2.

Die in den Zeichnungen.dargestellte Pistole 10 ist eine luftbetätigte elektrostatische Spritzpistole, bei der ein Luftstrom auf einen Flüssigkeitsstrom zur Zerstäubung der Flüssigkeit auftrifft. Die Erfindung wird zwar an einer Luftpistole beschrieben, ist jedoch darauf nicht beschränkt, sondern umgreift auch sämtliche anderen elektrostatischen Spritzpistolen oder Spritzsysteme.

Die Pistole 10 weist einen elektrisch leitfähigen Metallhandgriff 11, einen elektrisch isolierenden Lauf 12 und eine isolierende Düsenanordnung 13 auf. Farbe oder anderes Spritzgut, etwa von der Art eines Lackes, einer Beschichtungsmasse oder eines Firnisses (die hier sämtlich als Farben allgemein bezeichnet werden) wird der Pistole aus

einem Vorratsbehälter oder Tank 14 zugeführt. Eine Hochspannungsquelle versorgt die Pistole aus einem Netzgerät 15 mit Spannung.

Der Handgriff 11 besteht im großen und ganzen aus einem Metall-Gußstück und weist einen Lufteinlaß 16, ein auelöserbetätigtes Luftdurchsatzsteuerventil 17, einen Aus-

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löser 18 zur Steuerung des Ventils 17 auf. Weiterhin ist ein einstellbares Luftventil 20 im Pistolenhandgriff vorgesehen, um die Form des "Fächers" des aus der Pistole abgesprühteniSpritzgutes zu steuern, wie das nachstehend noch genauer erläutert wird.

Die Lufteinlaßöffnung 16 mündet in einen im allgemeinen vertikalen Luftkanal 21, der mit einem quer liegenden, gegengebohrten Luftventilkanal 22 kommuniziert. Der Luftkanal 22 ist seinerseits mit zwei Luftleitungen 23,24 verbunden, die wiederum mit Kanälen 25,26 durch den Lauf 27 der Pistole kommunizieren.

Das Luftventil 17, das den Luftstrom durch den Einlaßkanal 21 in die Laufkanäle 25,26 steuert, weist einen drückerbetätigten Stift 28, einen Stift-Rückhalter 30, einen Kolben 31 und einen den Kolbenweg begrenzenden, einstellbaren Anschlag 32 auf. Ein Ende des Stiftes 28 liegt gegen den Drücker Έ an, während das gegenüberliegende Ende des Stiftes von einer mittigen Öffnung in dem Kolben 31 aufgenommen wird. Der Rückhalter 30 iat in den Handgriff eingeschraubt und dient als Führung für den Stift. Eine nicht dargestellte 0-Ring-Dichtung zwischen dem Stift 28 und dem Rückhalter 30 verhindert Luftleckage aus dem Luftkanal 22. Eine Druckfeder 33 ist zwischen dem Kolben 31 und dem Anschlag 32 angeordnet. Diese Feder wirkt auf eine elastische Dichtung 34 am Ende des Kolbens gegen eine Schulter in dem Kanal 22, so daß das Luftventil 17 in einer normalerweise < geschlossenen Stellung gehalten wird.

Das Fächer-Steuerventil 20 weist einen einzigen Ventilkolben auf, der in eine Gegengewinde-Ende des Kanals eingeschraubt ist. Sein Ende ist konisch gehalten und kann in einen konischen Sitz eingreifen, der an dem Luft-

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kanal 23 ausgebildet ist, um den Luftstrom durch den Kanal zu begrenzen oder zu unterbinden.

Der Lauf 12 besteht aus elektrischem Isolationsmaterial, beispielsweise aus üblichen Plastikstoffen, und weist einen Körperabschnitt 27 auf, durch den sich zwei Luftleitungen oder Kanäle 25,26 erstrecken, und umfaßt weiterhin einen Spritzgut-Durchsatz-Steuerkanal 35 und einen elektrischen Durchsatz-Steuerkanal 36 auf. Der'Spritzgutdurchsatz-Steuerkanai 35 wird von einem geneigten Kanal 37 durchsetzt, durch den das Spritzgut dem Kanal 35 aus einer.Durchsatzsteuerieitung 38 zugeführt wird. Das gegenüberliegende oder untere Ende dieses Rohres 38 wird von dem Handgriff 1.1 durch eine Klammer 40 gehaltert. ■'■■'■■' ' ■■'".·■■■-.

Wie man am deutlichsten aus Fig. 4 erkennt, wird der Luftdurchsatz durch den Kanal 26 des Laufes durch ein drückörbetätigtes Ventil 17 gesteuert, während der Luftdurchsatz in dem kanal 25 durch das Ventil 20 des Handgriffes eingestellt wird. An der Stirnseite des Laufkörpers 27^ kommuniziert ein nicht dargestellter Kanal durch die Düse zwischen dem Luftdurchsatzkanal 26 und dem Kanal 41 der Düsenanordnung 13. Dieser letztere Kanal 4l befindet sich zwischen einer Strömungsmitteldüse 42 und einer Luftdüse 43. Er ist an seiner Stirnseite offen, so daß er einen Luft-Ring-Kanal 44 um die" nicht dargestellte Spritzgut-Abgabe-Öffnung der Düse 42 bildet. Aus dem Ring-Kanal 44 austretende Luft trifft auf den Spritzgutstrom, der aus der Öffnung der Düse 42 austritt und atomisiert den Strom mindestens angenähert. Es können auch zusätzliche Öffnungen an der mit dem Kanal 26 verbundenen Luftdüse 43 vorgesehen sein, um den Spritzgutstrom feiner zu zerstäuben. Weiterhin sind zwei nicht

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dargesteilte Öffnungen für die Fächerform in zwei Hörnern 45 der Luftdüse 43 angeordnet, die über einen Kanal der Luftdüse 43 mit dem Kanal 25 des Laufes 27 kommunizieren« Eine Einstellung des Ventils 20 steuert die Durchsatzmenge der aus den Düsenhörnernn abgegebenen Luft und steuert somit das Ausmaß des von dem zerstäubten Spritzgut gebildeten Fächers.

Der Durchsatz des Spritzgutes durch die Spritzgutdüse 42 wird durch ein Ventil 46 gesteuert, das an der Stirnseite des Kanales 35 angeordnet ist. Dieses Ventil weist einen Metallsitz 47 in einer Ausnehmung 48 und ein bewegliches Nadelventil 50 auf. An seiner Stirnseite besitzt das Nadelventil 50 eine Nadel 51, die in einer axialen Öffnung des Sitzes 47 aufgenommen ist und das Ventil fest schließt und den Durchtritt des Spritzgutes in und durch die Düsenanordnung 13 verhindert. Das bewegliche Nadelventil 50 bildet den Endabschnitt einer Patrone 52. An der gegenüberliegenden Seite ist diese Patrone an den Auslöser 18 angesetzt, so daß zusätzlich zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch die Pistole der Auslöser oder Drücker den Spritzgutdurchsatz durch die Pistole steuert. Die Verbindung des Auslösers mit dem Luftventil 17 und einem Rückhalterstößel 53 der Patrone 52 ist derart ausgeführt, daß das Luftventil 17 stets öffnet und einen Luftstrom einleitet, ehe das Steuerventil 46 für den Spritzgutdurchsatz öffnet.

Die Ventilsteuerpatrone 52 umfaßt das bewegliche Nadelventil 50, e^ne Stößelanordnung aus zwei Stangen 54,55, die über eine Führung 56 verbunden sind, und eine umgebende Dichtung aus zwei Balgendichtungen 57 und 58, die über eine Abstandshülse 60 auseinandergehalten werden. Außerdem weist die Patrone eine Druckfeder 61 zwischen der Dichtung 57 und dem Nadelventil 50 auf.

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Die Stange 54, die Balgendichtungen 57 und 58, die Führung 56 und die Abstandshülse 60 bestehen sämtlich aus elektrisch nicht leitfähigem Material.

Das Stirnende der Stange 54 ist in eine Gewindeöffnung an der rückwärtigen Seite des Nadelventils 50 eingeschraubt. Neben dem Schraubende befindet sich eine Schulter 62, die mit einer Schulter am rückwärtigen Ende des Nadelventils 50 derart zusammenwirkt, daß ein Ende 63 der Balgendichtung 57 an dem Ventilstößel arretiert oder sicher befestigt ist. Das gegenüberliegende Ende dieser Balgendichtung 57 wird durch,die Druckfeder 61 gegen das Vorderende der Hülse 60 gedrückt. Weiterhin ist um die Peripherie der Balgen dichtung eine Ringnut ausgebildet, die eine Ö-Ring-Dichtung 64 aufnimmt.

An seinem rückwärtigen Ende ist die vorderste Stange

54 in eine verschiebbare Führung 56 eingeschraubt. Diese Führung und die Abstandshülse 60, in der sie verschiebbar ist, bestehen aus elektrisch nicht leitfähigem Material, so daß sich eine elektrische Isolation zwischen beiden ergibt. An Ihrem hinteren Ende besitzt die Führung 56 eine Gewindeöffnung, die die mit Gewinde versehene Stirnseite der Stange 55 aufnimmt. Das hintere Ende dieser Stange ist mit dem Auslöser 18 über ein Auslöser-Halteelement 53 verbunden, dessen eingesenkter Abschnitt 66 in einem vertikalen Schlitz des Triggers 18 sitzt. Eine Rückwärtsbewegung des Auslösers läßt somit das Halteelement 53, die Stange

55 und die innenverbundenen Elemente 54 und 56 des Ventilstößels mit ihm nach rückwärts bewegen und zieht das Nadelventil 50 in seine Offenstellung gegen die Wirkung der Feder 61.

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Das hintere Ende oder die Schulter 67 der Führung 56 wirkt mit einer Schulter 6Θ an der Stirnseite der Stange 55 zusammen und legt das Vorderenede 70 der Balgendichtung 58 gegen eine Relativbewegung gegenüber dem Ventilstößel fest. Das rückwärtige Ende 71 dieser Balgendichtung 58 wird von einer hinteren Schulter 72 der Abstandehülse 60 gegen die vorderste, ebene Fläche oder Stirnfläche 73 des Pistolenhandgriffes 11 gedrückt, so daß das rückwärtige Ende der Balgendichtung 58 gegen eine Relativbewegung gegenüber dem Körper 27 festgelegt ist.

Sämtliche Einzelteile der Ventilsteuerpatrone 52 sind aus Isoliermaterial hergestellt mit Ausnahme des Nadelventils 50, der Feder 61, der hintersten Stange 55 und dem Träger-Halteelement 53. Folglich bilden die nicht leitfähigen Einzelteile der Patrone eine elektrische Abstandsisolierung zwischen den elektrisch leitfähigen Elementen an der Stirn der Pistole und den metallisch leitenden Elementen, insbesondere dem Handgriff, am rückwärtigen Teil der Pistole.

Durch Festlegen des Stirnendes beider. Manschettendichtungen an dem Ventilstößel sowie des rückwärtigen Endes der Dichtungen gegen Relativbewegungen gegenüber dem Körperteil 27 wird eine statische Dichtung durch jede der Manschettendichtungen an einem Ende des Ventilstößels gebildet. Die vorderste Manschette verhindert ein Rückströmen der Farbe oder von Verunreinigungen über die Ventilstößelanordnung und die hinterste Manschette verhindert in ähnlicher Weise das Vorwärtsströmen über die Ventilstößelanordnung aus einem Gebiet in der Umgebung des Auslösers. Häufig werden die Pistolen in einen Vorratsbehälter mit Lösungsmittel gebracht, wenn sie nicht in Benutzung sind oder während

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Arbeitspausen, um zu verhindern, daß die Farbe in
der Pistole erhärtet und die Leitungen verstopft·
Ohne die Manschettendichtung 58 am rückwärtigen Ende des Ventilstößels kann Lösungsmittel eintreten und
an dem Stößel entlang nach vorne fließen und dadurch einen elektrischen Stromweg bilden, der die elektrische Installation zwischen den elektrisch leitenden
und nicht leitenden Bauteilen der Maschine zerstört·

Die Spritzgutdüse 42 besteht aus elektrisch nicht leitendem Material und ist in eine Bohrung 74 an der Stirnseite des Körpers 27 eingeschraubt. Sein nicht dargestellter axialer Kanal oder seine Bohrung öffnet sich nach rückwärts in die Bohrung 74. Der rückwärtige
Teil der Bohrung 74 kommuniziert seinerseits mit der Mittenöffnung des Ventils 47 über einen Kanal 75, so daß durch die Öffnung des Ventilsitzes 47 strömendes Spritzgut durch den axialen Kanal in der Spritzgutdüse 42 eintreten und ihn' durchströmen kann. Der axiale
Kanal in der Düse 42 ended in einer Abgabeöffnung vo.n kleinem Durchmesser für den Feststoffstrom oder den
Beschichtungsmaterialstrahl.

Die Luftdüse 43 besteht ebenfalls aus elektrisch nicht leitendem Material. Sie ist über einen Gewindeabschnitt des Laufes aufgeschraubt und besitzt Luftkaaale, die die Öffnungen in den Hörnern 45 mit dem Luftkanal 25 zur Fächersteuerung des Laufes verbinden.

Eine Flüssigkeit oder ein Strömungsmittel wird dem
Spritzgutkanal 35 der Pistole über einen geneigten Kanal 37 aus dem Vorratsbehälter oder Tank 14 zugeführt. Dieser Tank ist über eine elektrisch nicht leitende Strömungsmittelleitung 76 mit dem elektrisch nicht leitenden
Durchflußsteuerrohr 38 verbunden, das in einem Schlauch-

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anschlußstück 77 mündet. Dieses Anschlußstück 77 besitzt konische Rohrgewinde 78, die an seiner Stirnseite ausgebildet sind und von konischen Rohrgewinden am Inneren des Kanals 37 aufgenommen werden. Die Rohrgewinde, sind im Querschnitt V-förmig im Gegensatz zu den normalen Maschinengewinden, bei denen gewöhnlich der Boden des V-weggenommen ist. Da die Rohrgewinde von einem Ende zum anderen abgeschrägt sind und im zusammengesetzten Zustand einen V-förmigen Querschnitt haben, bilden die beiden verschraubten nicht leitenden Plastikrohrelemente des Anschlußstückes eine nahezu vollständige Flüssigkeitsdichtung, die, soweit die elektrische Leitfähigkeit durch die Dichtung betroffen ist, ungefähr die gleichen dielektrischen Eigenschaften haben, wenn die beiden Teile der Kupplung aus einem Stück eines nicht leitfähigen Materials hergestellt sind. Diese Rohr-Schraubkupplung macht daher ein Dreh-Verschweißen des Schlauches mit dem nicht leitfähi- ■ gen Körper der Pistole überflüssig, im Gegensatz zu der bislang geübten Technik. Das Rohr 38 wird in der Kupplung 77 durch eine nicht leitende, gesicherte Mutter 80 gehalten.

Eine Antenne 81, die aus der Öffnung der Spritzgußdüse 42 hervorragt, wird elektrische Ladung zugeführt. Sie kommt aus einem Netzteil 15, das mit der Antenne über ein isoliertes Kabel 82, eine Aluminiumscheibe 83, eine Feder 84 und eine Scheibe 85 über einen Widerstand und eine elektrische Leitung 87, eine Scheibe 88 und eine Feder 90 verbunden ist. Das Ende der Feder 90 schließt an der Antenne 81 ab.

Das Kabel 82 ist ein übliches flexibles Koaxialkabel, dessen elektrisch leitende Seele von einem Isoliermantel, einer geerdeten Abschirmung und einer Isolierhülle um-

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geben ist. Dieses Kabel ist an der Pistole mit einem üblichen Stecker 91 befestigt. Die elektrisch leitende Seele des Kabels zusammen mit der Isolierummantelung erstreckt sich aus dem Stecker nach oben in und durch einen nicht leitenden Schlauch 92. Dieser Schlauch paßt in den Handgriff der Pistole und ragt aus der Stirnseite hervor. Es nimmt eine Aluminiumscheibe 83 auf, die einen Kontakt mit einem elektrischen Leiter in dem Kabel sowie mit einer Feder 84, der Scheibe und dem Widerstand 86 herstellt. Der elektrische Leiter 87 ist in dem nicht leitenden Lauf 27 der Pistole eingebettet und· führt eine elektrische Ladung vom Ende des Widerstandes zum Ende der Feder 90. Die Feder 90 ist von einem nicht leitenden Antennenhalter 93 umgeben, der in die Spritzgutdüse 42 paßt. An seiner Stirnseite erstreckt sich der Antennenabsohnitt 81 der Feder 90 aus dem Antennenhalter 93 hervor und durch die Spritzgutöffnung an der Stirnseite der Düse 42. '■ -■■■·' .

Dieses System kann dazu verwendet werden, entweder elektrisch leitende oder nicht leitende Farben oder Spritzmaterialien zu versprühen oder zu verspritzen. Wenn das System mit elektrisch leitenden Farben oder Spritzmitteln verwendet wird, wie z.B. mit Farben auf Wasserbaiis,wird der Farbenvorratsbehälter 14 gegenüber Erde isoliert gehalten und zwar durch Isolierkörper 94,95 und durch Wegnahme einer Erdleitung 96. Bei einer derartigen Isolation kann die elektrische Ladung nicht durch das elektrisch leitende Material zurück zu dem Tank oder Vorratsbehälter fließen und dann über die Kanten des Tankes gegen Erde abfließen. Ein elektrisches Isolationsmaterial oder elektrisch isolierendes

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Gehäuse umgibt den Tank und verhindert eine Coronaentladung aus dem Tank: und verhindert außerdem, daß der Tank dreckig wird und dann Ladung über den Dreck oder die Verschmutzung an Masse ableitet. Diese Dielektrische Isolation verhindert somit, daß ei'n kleiner, aber ständiger Strom von dem Farbenvorratsbehälter abgezogen und demzufolge der Widerstand 66 beschädigt wird.

Wenn das System zum Spritzen nicht leitfähiger Materialien verwendet wird, wird ein Schraubstecker 98 in dem Gehäuse 97 weggenommen und ein neuer Stecker 100 eingesetzt. Dieser rieue Stecker 100 ist mit einem federbelasteten, vorstehenden Fühler ausgerüstet, so daß er guten elektrischen Kontakt mit dem elektrisch leitenden Vorratstank 14 in dem Gehäuse 97 herstellt. Das gegenüberliegende Ende des Fühlers ist mit einer Erdleitung 96 verbunden. Wenn somit nicht leitfähiges Material verspritzt werden soll, verhindert die Erdleitung ein Abfließen elektrischer Ladung nach rückwärts durch die Farbe und ihr Aufsammeln auf dem Tank. Wenn sich diese Ladung über eine längere Zeitspanne hinweg dagegen aufbauen kann, ohne daß eine Erdleitung an dem Vorratsbehälter vorgesehen ist, kann sie sehr gefährlich werden, da der Vorratsbehälter wie ein Kondensator wirkt und sich auf eine hohe Spannung aufladen kann.

Ein Vorteil des oben beschriebenen Systems besteht in der leichten Umstellmöglichkeit zwischen einem Verspritzen «on elektrisch leitfähigem auf ein elektrisch nicht leitfähiges Material. Weiter erweist sich als vorteilhaft, daß es sehr leicht zu Wartungs-Reinigüngs- oder Reparatur-Zwecken auseinandergenommen und wieder zu-

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sammengesetzt werden kann. Die Strömungsmittel-Steuerpatrone mit den doppelten Manschettendichtungen und der isolierenden Abschirmung um sie herum ermöglicht wegen seiner kompakten, zusammengefaßten Bauweise ein leichtes Einsetzen und Herausnehmen» Vorteilhaft ist auch, daß nicht verschweißte Einzelteile dazu verwendet werden können, den elektrisch nicht leitfähigen Schlauch mit dem nichtleitfähigen Körper zu verbinden, was ebenfalls einen Aus- und Einbau sehr erleichtert.

An der vorstehend beschriebenen Ausführungsfonti der Erfindung können noch mancherlei Änderungen durch den · Fabhmann vorgenommen werden, ohne daß dadurch von dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken abgewichen wird. ■■■■■.

Insgesamt wurde ein elektrostatisches Spritzsystem beschrieben, mit dem entweder elektrisch leitfähige Stoffe oder elektrisch nicht leitfähige Stoffe verspritzt werden können. Das System umfaßt eine Vorrichtung zum mechanischen Zerstäuben und elektrostatischen Aufladen des Beschichtungsroaterials vor seinem Niederschlag auf einen zu bespritzenden Gegenstand, wobei sich die Vorrichtung durch einen verbesserten Vorratstank und ein Isolationssystem zur Isolierung des Tankes gegenüber Erde auszeichnet, wenn das System zum Verspritzen elektrisch leitfähiger Materialien dient. Weiterhin ist eine Erdleitung zur Verbindung des Tankes mit Erde vorgesehen, wenn der Tank für das Spritzen nicht leitfähiger Materialien zugerüstet ist. Das erfindungsgemäße System weist ferner eine verbesserte Spritzpistole mit einer verbesserten elektrischen Isolation zwischen den elektrisch leitfähigen Teilen der Pistole und ihren nicht leitfähigen

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Teilen auf. Insbesondere ist eine verbesserte Verbindung zwischen der Pistole und einem Versorgungsschlauch vorgesehen, ohne daß dabei eine dauerhafte Verschweißung der beiden erforderliche wäre, um einen wirksamen elektrischen Isolationsabstand zwischen dem Schlauch und der Pistole aufrechtzuerhalten. Schließlich ist noch die verbesserte Patrone zum Abdichten des Ventilstößels der Pistole zu erwähnen.

Auf die gleichzeitig eingereichte Patentanmeldung der Anmelderin mit der Bezeichnung "Vorrichtung für elektrostatisches Aufspritzen von elektrisch leitfähigem Material" (N 47) wird Bezug genommen, sofern dies zum Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig sein sollte.

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Claims (3)

1. Ansprüche

   IJ Elektrostatische Spritzvorrichtung gekennzeichnet ^cfurch eine Spritzpistole (10) mit einem elektrisch nicht leitfähigen Körper (27), einem Spritzgutkanal . (35,37...) in dem Körper, der in eine Auslaßöffnung mündet, durch einen Vorratstank (14), aus dem das , Spritzgut dem Spritzgutkanal zuführbar ist, durch ein Ventil (50) zum Öffnen und Schließen der Auslaßöffnung, durch eine elektrische Schaltung, mit der elektrische Ladung auf das Spritzgut bei seinem Austreten aus der Auslaßöffnung übertragbar ist, wobei die elektrische Schaltung einen elektrischen Widerstand (86) aufweist, sowie durch ein elektrisch nicht leitfähiges, den Vorratstank umgebendes Gehäuse (97), mit dem eine elektrische Entladung in die Atmosphäre von der Oberfläche des Vorratstanks verhinderbar ist, wenn mit der Vorrichtung elektrisch leitfähiges Spritzgut gespritzt wird.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratstank durch eine Erdleitung (96,100) erdbar ist, wenn mit der Vorrichtung elektrisch nicht leitfähiges Spritzgut gespritzt wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine elektrisch nicht leitfähige Leitung (38) von dem Vorratstank zu dem Spritzgutkanal erstreckt und über eine nicht leitfähige Kupplung (77,78,80). mit der Spritzg.ütleitung verbindbar ist, und daß die Kupplung zwei mit konischen Rohrgewinden versehene Elemente aufweist, von denen eines an der Leitung

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   und das andere an dem Spritzgutkanal sitzt, wobei die durch Zusanunenschrauben verbundenen Elemente im wesentlichen die gleiche elektrische Leitfähigkeit wie ein Stück eines festen nicht leitfähigen Materials besitzen.

   4· Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen Stößel (53) mit einem sich in den Kanal erstreckenden elektrisch nicht leitfähigen Abschnitt zum Steuern des Öffnens und Schließens des Ventiles aufweist, und daß der Stößel von Dichtungen (57,58) in dem Kanal umgeben ist.

   5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Widerstand mit einem Ende über eine erste elektrisch leitfähige Leitung (84,82,91) an ein Hochspannungs-Netzgerät (15) verbunden ist und mit seinem anderen Ende über eine zweite elektrisch leitfähige Leitung (87,88,90) mit einer Einrichtung (81) zur Abgabe elektrischer Ladung auf das Spritzgut verbunden ist.

   6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil einen stationären Ventilsitz (48) und ein verschiebliches Ventilelement (51) aufweist, das mit dem Ventilstößel verbunden ist.

   7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung zwei Abstandaufweisende statische Dichtelemente aufweist, von denen jedes an einer Stelle gegenüber einer Relativbewegung bezüglich der Vorrichtung und an einer anderen Stelle gegenüber Relativbewegung zu dem Körper (27) festgelegt ist,

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   8. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (61) zwischen dem beweglichen Ventilelement und einem der statischen Dichtelemente angeordnet ist und das Ventil in eine Geschlossen-Stellung drückt. ·

   9. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventil-Verschlußelement (51) und mindestens ein Teil des sich nach rückwärts von dem Ventil-Verschlußelement erstreckenden Ventilstößels zu einer eine eigene Baugruppe bildenden Patrone zusammengefaßt sind, wobei die Patrone an dem Körper (27) lösbar befestigt ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone die Feder (61) und die beiden Dichtelemente (57,58) umfaßt. ' ■

   11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilstößel-.von einer Abstandshülse umgeben ist.

   12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche' 9 bis 11., dadurch gekennzeichnet, daß die Patrone die zwischen den beiden Dichtelementen angeordnete und diese auseinanderhaltende;: Abstandshülse (60) sowie ein Führungselement (56) aufweist, das die beiden Abschnitte des Ventilstößels trennt und verbindet, wobei das Führungselement In der Hülse, verschieblich ist.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandshülse (60) und das Führungselement (56) aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen.

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   14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (61) zwischen dem beweglichen Ventil-Verschlußelement (51) und einem der Dichtelemente (57) angeordnet ist.

   15. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Dichtelement an einem Punkt gegen Relativbewegung gegenüber dem Ventilstößel und an einer anderen Stelle gegenüber Relativbewegung gegenüber dem Körper derart befestigt ist, daß ein Rückstrom des Spritzgutes über den Ventilstößel verhindert wird. '

   16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dichtelement an einer Stelle gegen Relativbewegung gegenüber dem Ventilstößel und an einer anderen Stelle gegenüber Relativbewegung gegenüber dem Körper festgelegt ist und hinter dem ersten Dichtelement angeordnet ist, derart, daß Eindringen von Verunreinigungen nach vorne entlang dem Ventilstößel verhindert wird.

   17. Verfahren zum elektrostatischen Spritzen, bei dem eine Spritzpistole (10) einen elektrischen nicht leitfähigen Körper (27) mit einem in einer Auslaßöffnung (42) endenden Spritzgutkanal (35,37...) aufweist, ferner mit einem Vorratstank (14) für die Zuführung des Spritzgutes zu dem Spritzgutkanal, ein Ventil (50) zum Öffnen und Schließen der Auslaßöffnung (42), sowie mit einer einen elektrischen Widerstand (86) umfassenden elektrischen Schaltung, mit der dem Spritzgut beim Austreten aus der Öffnung elektrische Ladung aufprägbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung eines Fehlverhaltens des elektrischen Widerstandes beim Sprltmen

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   elektrisch leitfähigen Spritzgutes der^Vorratstank mit einem elektrisch nicht leitfähigen Gehäuse (97) umgeben wird, um eine elektrische Entladung in die Atmosphäre von der Oberfläche des Vorratstankes zu verhindern.

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