DE69827077T2

DE69827077T2 - Elektrostatischer Rotationszerstäuber

Info

Publication number: DE69827077T2
Application number: DE69827077T
Authority: DE
Inventors: Michael P. Olmsted Hansinger; Jeffrey T. Valley City Conrad; Woodie Avon Lake Francis; Harold Oberlin Beam; Joseph Jerome Elyria Karbowniczek; Ronald Amherst Schroeder
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2018-07-01
Also published as: DE69827077D1; EP1442797A2; USRE38526E1; EP0890391A2; US5947377A; EP0890391B1; US6053437A; JPH11104527A; EP1442797A3; EP0890391A3

Description

Diese Erfindung betrifft eine Rotationszerstäubervorrichtung zum Versprühen eines flüssigen Beschichtungsmaterials.
Rotationszerstäuber sind eine Art von flüssigen Sprühbeschichtungsvorrichtungen, welche einen Zerstäuberkopf beinhalten, der bei einer hohen Geschwindigkeit (typischerweise 10 000–45 000 Umdrehungen pro Minute) drehbar ist mittels eines Luftturbinenmotors, um ein flüssiges Beschichtungsmaterial, wie beispielsweise Farbe, in zerstäubter Form auf die Oberfläche eines Werkstücks aufzubringen. Der Zerstäuberkopf ist gewöhnlich in der Form einer Scheibe oder Tasse, welcher eine innere Wand beinhaltet, die einen Hohlraum definiert und an einer Zerstäuberkante endet. Flüssiges Beschichtungsmaterial, welches zu dem Inneren der Tasse zugeführt wird, fließt unter der Zentrifugalkraft auswärts entlang der inneren Wand der Tasse und wird nach radial auswärts von der Umfangskante der Tasse herausgetrieben, um ein Sprühmuster von zerstäubten Tröpfchen des Beschichtungsmaterials auszubilden. Um die Übertragungseffizienz des Beschichtungsvorgangs zu verbessern wird eine elektrostatische Ladung auf das Beschichtungsmaterial aufgebracht, so dass das Muster des zerstäubten Beschichtungsmaterial von einem elektrisch geerdeten Werkstück angezogen wird.
Ein Beispiel eines elektrostatisch geladenen Rotationszerstäubers ist offenbart in dem gemeinsam auf Wacker et al. eingetragenen US Patent Nr. 4,887,770 ('770) offenbart, welches ausdrücklich hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit einbezogen ist.
Vor dem '770 Patent war einer der Nachteile, welche mit der Verwendung eines leitfähigen Zerstäuberaufsatzes verbunden sind, die Möglichkeit eines Bedienerschocks oder einer Zündung von brennbaren Beschichtungen aufgrund der hohen Spannung, auf der die Aufsätze gehalten wurden. Zum Beispiel, wie offenbart im US Patent Nr. 4,369,924, wird eine Ladung durch eine Turbinenwelle von einer Energieversorgung zu dem Rotationszerstäuberaufsatz übertragen. Da sowohl der Aufsatz als auch das gesamte Rotationszerstäubergehäuse aus Metall waren und auf eine hohe Spannung aufgeladen waren, besteht eine signifikante Sicherheitsgefahr, da der Zerstäuber ausreichend Ladung trägt, um den Benutzer ernsthaft einen Schlag zu versetzen. Daher müssen Schutzzäune und Absperrungen um den Zerstäuber installiert sein.
Das '770 Patent, wie zuvor gelistet, offenbart einen Niedrig-Kapazität-Rotationszerstäuber, der, während die Beschichtungsfarbe elektrostatisch an dem Rotationszerstäuberaufsatz geladen wird, keine ausreichende Ladung speichert, um eine Schlaggefahr darzustellen und muss daher nicht durch Zäune und Sicherheitsabsperrungen geschützt werden. Um den Zerstäuber in dem '770 Patent zu laden, richten äußere Elektrodensonden (467) die Ladung in die Tasse 20. Weiterhin können unter bestimmten strengen Prüfungsbedingungen, eine Ladung an der Ausrüstung einige Sicherheitsbedenken verursachen.
Ein anderes, mit bekannten Rotationszerstäubern verbundenes Problem ist der Umstand, dass die Rotationszerstäubertassen nicht einfach zu demontieren und reinigen waren. Zum Beispiel wird im US Patent Nr. 4,838,487 ein Ablenkungselement 28 im Platz gehalten gegen die Zerstäuberglocke 10 durch Abstandshalter 36. Jedoch kann sich im Betrieb getrocknete Farbe auf der vorderen Oberfläche 30 des Ablenkungselementes sammeln. Dann hat der Fluss der Farbe über die vordere Oberfläche mit der getrockneten Farbe eine Neigung dazu, eine unregelmäßige Beschichtung auf dem zu besprühenden Teil auszubilden.
Ein weiteres, mit den bekannten elektrostatischen Sprühpistolen verbundenes Problem war bezogen auf die Isolierung der Sprühpistole mit der flüssigen Versorgung. Eine Lösung, wie beschrieben in US 4,139,155 von Hastings, war es, eine Spiralleitung in dem Flusskanal bereitzustellen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte elektrostatische Rotationszerstäubersprühvorrichtung bereitzustellen. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Rotationszerstäubervorrichtung zum Sprühen einer flüssigen Beschichtung und ein Verfahren zum Betreiben derselben bereitzustellen, worin ein verbesserter Rotationsaufsatz eine Vielzahl von leitfähigen Pfad wegen aufweist zum Übertragen der elektrostatischen Energie auf die Farbe ohne das Propan zu entzünden, welches in dem FM 7260 Test verwendet wird. Weiterhin ist es ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Rotationszerstäubervorrichtung zum Sprühen einer flüssigen Beschichtung und ein Verfahren zum Montieren der Vorrichtung bereitzustellen, wobei der Zerstäuberkopf oder der Zerstäuberaufsatz einfach entfernt werden kann von der Zerstäubervorrichtung zum Zwecke der Reinigung.
Es ist weiterhin ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Apparat und ein Verfahren zum Übertragen einer Ladung auf einen Hochgeschwindigkeitszerstäuberkopf oder -aufsatz bereitzustellen, durch einen Ladungsring, der an der Vorderseite des Rotationszerstäubergehäuses befestigt ist, so dass die Ladung dissipiert wird, um die Notwendigkeit, einen Bediener vor einem Stromschlag zu schützen, zu vermeiden.
Weiterhin ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Zugangsloch in dem Ladungsring bereitzustellen zum Einführen eines Werkzeugs, um eine freie Rotation der Turbinenwelle zu beschränken, an der der Zerstäuberaufsatz befestigt ist, um eine schnelle Demontage des Zerstäuberaufsatzes zum Reinigen oder zum Ersatz zu erleichtern.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine zusätzliche Elektrode im elektrischen Schaltkreis bereitzustellen zum Übertragen einer Ladung von der Energiequelle auf den Zerstäuberaufsatz durch einen Ladungsring, worin die zusätzliche Elektrode in dem Zugangsloch des Ladungsrings angeordnet ist zum Bereitstellen einer niedrigen Spannung in der Nähe des Zugangslochs, welche einen kleinen Funken bereitstellt, der nicht ausreichend ist, um das Propan zu entzünden, welches in dem FM 7260 Test verwendet wird.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den Rotationszerstäuber mit dem verbesserten Ladungsring und dem Rotationsaufsatz an einem Roboter zu befestigen und mit dem Flüssigkeitszufuhrsteuerungsventil durch einen länglichen Spiralenkanalweg zu verbinden, um den elektrischen Widerstand zwischen dem Zerstäuber und der Flüssigquelle zu erhöhen, so dass sehr kleine elektrische Ladungen, wenn überhaupt, in dem Kanalweg vorhanden elektrische Ladungen, wenn überhaupt, in dem Kanalweg vorhanden sind, der die Farbe zu der Rotationstasse befördert.
Das US Patent 5,474,236 offenbart einen Rotationszerstäuber nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, der einen tassenförmigen Zerstäuberkopf einer niedrigen Kapazität aufweist, der zur Rotation um eine Achse einer Rotation befestigt ist und eine Fließoberfläche für Beschichtungsmaterial aufweist, die einen vorderseitigen Hohlraum ausbildet. Ein Rotationsantrieb, der mit dem Zerstäuberkopf gekoppelt ist, rotiert den Zerstäuberkopf um die Rotationsachse. Elektrostatische Hochspannungsenergie wird durch den Rotationsantrieb direkt in den Zerstäuberkopf geleitet, wodurch aufgeladenes Beschichtungsmaterial nach auswärts über die Fließoberfläche fließt. In einer anderen Ausführungsform ist ein halbleitfähiger Ring an dem vorderseitigen Ende des Zerstäubers befestigt, um die elektrostatische Hochspannungsenergie in den Zerstäuberkopf zu übertragen und/oder die elektrostatische Energie in den Rotationsantrieb oder den Zerstäuberkopf zu dissipieren.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Zerstäuberaufsatz für eine elektrostatische, rotierende Zerstäubersprühvorrichtung zum Sprühen eines flüssigen Beschichtungsmaterials bereit, wobei der Zerstäuberaufsatz einen Körper umfasst und hauptsächlich aus einem nicht leitenden Material ausgebildet ist, welches ein erstes Ende, ein gegenüberliegendes anderes Ende, eine sich dort hindurch von dem einen Ende zu dem anderen Ende erstreckende Bohrung, eine äußere Oberfläche, eine Längsachse, einen hinteren Abschnitt, der symmetrisch um die Längsachse angeordnet ist, einen allgemein frustrokonisch geformten vorderen Abschnitt, der zusammenhängend mit und vorderhalb des hinteren Abschnitts ist und symmetrisch um die Längsachse angeordnet ist, aufweist, wobei der hintere Abschnitt eine äußere Oberfläche aufweist und der frustrokonisch geformte vordere Abschnitt eine Frontkante, eine äußere Oberfläche und eine innere Oberfläche beinhaltet; und wobei eine Vielzahl von länglichen, leitenden oder halbleitenden Pfaden innerhalb des Körpers eingebettet sind zum Übertragen einer elektrischen Ladung, wobei sich die Pfade von dem hinteren Abschnitt zu dem frustrokonisch geformten vorderen Abschnitt des Zerstäuberaufsatzes erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Pfad ein Ende aufweist, welches an der inneren Oberfläche des frustrokonisch geformten vorderen Abschnitts aus tritt, und ein Ende, welches auf der äußeren Oberfläche des frustrokonisch geformten vorderen Abschnitts austritt.
Der Zerstäuberaufsatz hat leitfähige Pfade zum Übertragen der elektrostatischen Energie zu dem Beschichtungsmaterial vorzugsweise ohne Zünden des Propans, welches in dem FM 7260 Test verwendet wird.
In einer Ausführungsform hat jeder Pfad ein Ende, welches aus einer äußeren Oberfläche an einem rückwärtigen Ende des Aufsatzes austritt zum Aufnehmen der elektrischen Ladung von der Energieversorgung. Jeder leitfähige Pfad hat ein anderes Ende, welches an einer inneren Oberfläche an einem vorderseitigen Ende des Aufsatzes endet. Die leitfähigen Pfade fördern eine elektrische Ladung von der Energieversorgung zu den flüssigen (Farb-)Partikeln, welche durch den Zerstäuberaufsatz hindurchlaufen. Eine Anzahl von leitfähigen Verlängerungen sind in einen kegelstumpfförmigen vorderseitigen Abschnitt des Aufsatzes eingebettet. Jede leitfähige Verlängerung hat einen ersten Endabschnitt, der benachbart zu der inneren Oberfläche ist, mit einem austretenden Ende von einem ausgewählten der leitfähigen Pfade und einen zweiten, gegenüberliegenden Endabschnitt, der an einer äußeren Oberfläche des kegelstumpfförmigen vorderseitigen Abschnitts des Aufsatzes austritt. Die leitfähigen Verlängerungen haben auch einen zweiten, gegenüberliegenden Endabschnitt, der an einer inneren Oberfläche des kegelstumpfförmigen vorderseitigen Abschnitts der Tasse austritt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein ringförmiger Ladungsring, der an dem vorderseitigen Abschnitt des Zerstäubers befestigt ist, ausgebildet, um den Zerstäuberaufsatz mit den leitfähigen Pfaden und Verlängerungen aufzunehmen. Der Aufladungsring hat ein Zugangsloch zum Erleichtern des Einsetzens eines Werkzeugs zum Beschränken der freien Rotation der Turbinenwelle, an der der Zerstäuberaufsatz befestigt ist, um eine schnelle Demontage des Zerstäuberaufsatzes zum Reinigen oder zum Ersatz zu erleichtern. Eine innerhalb des Zugangsloches angeordnete und elektrisch mit dem elektrischen Schaltkreis verbundene Elektrode stellt eine niedrige Spannung in der Nähe des Zugangslochs bereit zum Bereitstellen eines kleinen Funkens, der nicht ausreichend ist, um das Propan zu entzünden, welches in dem FM 7260 Test verwendet wird. Damit das Zugangsloch nicht die Luftdichtheit des Zerstäubergehäuses beeinträchtigt ist ein Lippenventil in dem Zugangsloch bereitgestellt.
In der bevorzugten Ausführungsform wird eine Rotationszerstäubervorrichtung bereitgestellt, worin eine hohe elektrostatische Ladung von einer Energieversorgung zu dem verbesserten Hochgeschwindigkeitszerstäuberaufsatz übertragen wird, der an einer Welle befestigt ist, die durch einen Luftturbinenmotor angetrieben wird.
Der Aufsatz ist an der Turbinenwelle befestigt, um eine schnelle Demontage des Aufsatzes zum Reinigen oder für den Ersatz zu erleichtern. Der Rotationszerstäuber kann an einem Roboter befestigt sein und mit einer Flüssigkeitsversorgung über einen länglichen spiralförmigen Kanalweg verbunden sein.
Die Erfindung wird nun im Wege von Beispielen und mit Bezugnahme zu den anhängenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine quergeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Rotationszerstäubers;
2 eine vergrößerte, geschnittene Teilansicht der Rotationsantriebswelle, montiert zusammen mit dem Zerstäuberaufsatz;
3 eine Seitenansicht, im Querschnitt, eines Ladungsrings, der an dem vorderseitigen Ende des Zerstäubergehäuses, wie gezeigt in 1, angeordnet ist, beides zum Übertragen hoher elektrostatischer Ladung zu dem Zerstäuberkopf und zum Leiten eines Flusses von gerichteter Luft auf den Zerstäuberkopf, um zu verhindern, dass sich Farbe zurück auf das Zerstäubergehäuse kehrt und zum Ausbilden des Farbsprühnebels;
4 ist eine rückwärtige Ansicht des Ladungsrings der 3, welche die Widerstände des Ladeschaltkreises darstellt, die in den Ring eingebettet sind;
5 ist eine quergeschnittene Seitenansicht entlang der Linie 5-5 der 7 von einem verbesserten Rotationszerstäuberkopf, der gemäß der Erfindung eine Vielzahl von leitfähigen Pfaden darin eingebettet aufweist;
6 ist eine Seitenansicht des verbesserten Zerstäuberaufsatzes der 5, darstellend die leitfähigen Pfade, die an einer äußeren Oberfläche des Zerstäuberaufsatzes erfindungsgemäß austreten;
7 ist eine Frontalansicht des verbesserten Zerstäuberaufsatzes, darstellend die Enden der leitfähigen Pfade, die an der inneren Oberfläche des Zerstäuberaufsatzes erfindungsgemäß austreten;
8 ist eine quergeschnittene Seitenansicht eines Ladungsringbauteils des Zerstäubergehäuses, welches ausgebildet ist, um den Zerstäuberaufsatz der 5, 6 und 7 aufzunehmen und welches ein Zugangsloch hat zum Erleichtern des Einsetzens eines Werkzeugs zum schnellen Demontieren des Zerstäuberaufsatzes von einer Turbinenwelle, an der er befestigt ist, gemäß der Erfindung;
8a ist eine quergeschnittene Seitenansicht eines Lippenventils, welches in dem Zugangsloch in dem Ladungsring der 8 erfindungsgemäß angeordnet ist;
9 ist eine rückwärtige Ansicht des Ladungsrings der 8, darstellend den Ladungsring und die Anordnung von Widerständen gemäß der Erfindung;
10 ist ein Blockdiagramm eines Ladungsringschaltkreises, der insbesondere ausgebildet ist um Ladung von der Energieversorgung zu dem Zerstäuberaufsatz erfindungsgemäß zu fördern;
11 ist eine quergeschnittene Seitenansicht eines Ladungsrings, der an dem vorderseitigen Ende des in 1 gezeigten Zerstäubergehäuses angeordnet ist und an dem der Zerstäuberaufsatz der 5, 6 und 7 befestigt ist;
12 ist eine dreidimensionale Ansicht eines Rotationszerstäubers zum Übertragen hochelektrostatischer Ladung auf einen verbesserten Rotationszerstäuberaufsatz, der an einem Roboter befestigt ist, gemäß der Erfindung; und
13 ist eine Seitenansicht des Rotationszerstäubers der 12.
Rotationszerstäuber
Bezugnehmend auf 1 ist dort ein elektrostatischer, flüssigversprühender Rotationszerstäuber 10 dargestellt, der sehr ähnlich zu der Konstruktion der Rotationszerstäuber ist, die im Detail in den US Patenten 6,056,215 und 5,697,559 beschrieben sind, aber mit bestimmten Modifikationen gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung. Der Rotationszerstäuber 10 beinhaltet ein Zerstäubergehäuse 12, welches einen vorderen Abschnitt 14, einen Mittelabschnitt 16 und einen rückwärtigen Abschnitt 18 aufweist, welche gemeinsam eine innere Kammer 20 ausbilden.
Ein Luftsteuerungselement 22, beinhaltend einen ringförmigen Ladungsring 24, wie im Detail in 1 gezeigt, ist lösbar an dem vorderen Abschnitt 14 befestigt. Der ringförmige Ladungsring 24 hat einen vorderseitige Wand 26, welche mit einer kreisförmigen Bohrung 28 versehen ist, welche zusammenfallend mit einer longitudinalen Rotationsachse 30 ist, die sich durch das Zerstäubergehäuse 10 erstreckt.
Eine interne Energieversorgung 32, angeordnet innerhalb der inneren Kammer 20, erzeugt eine hochelektrostatische Hochspannungsenergie im Bereich von etwa 30 000 Volt DC bis etwa 100 000 Volt DC. Die Energieversorgung 32 ist elektrisch mit dem Luftsteuerungselement 22 durch eine elektrische Spannungsübertragungsstruktur verbunden, wie zuvor beschrieben im Detail in den US Patenten 6,056,215 und 5,697,559.
Ein Rotationsantriebsmechanismus 34, benachbart innerhalb der inneren Kammer 20 des Rotationszerstäubers 10, ist vorzugsweise ein luftgetriebener Turbinenmotor 36, welcher interne Luftlager (nicht gezeigt), einen Antriebslufteinlass (nicht gezeigt), und einen Bremslufteinlass (nicht gezeigt) beinhaltet zum Steuern der Rotationsgeschwindigkeit eines Turbinenrades 38, alle diese Bauteile sind im Stand der Technik gut bekannt. Der Turbinenmotor 36 beinhaltet eine Rotationsantriebswelle 40, welche sich durch ein Turbinengehäuse 42 erstreckt und innerhalb diesem drehbar gelagert ist. Die Rotationsantriebswelle 40 erstreckt sich durch eine kreisförmige Bohrung 28 des ringförmigen Ringes 24 und hat einen Zerstäuberaufsatz oder -kopf 44 befestigt an einem Ende. Die Antriebswelle 40 erstreckt sich weiter in ein Turbinenantriebsradgehäuse 46 an dem gegenüberliegenden Ende und ist mit dem Turbinenrad 38 verbunden.
Eine stationäre Flüssigkeitsflussröhre 48 erstreckt sich vollständig durch den Rotationsantriebsmechanismus 34 und ist in Fluidverbindung mit einem luftbetriebenen Ventil 50 an einem Ende und dem Zerstäuberaufsatz 44 an dem gegenüberliegenden Ende zum Übertragen eines flüssigen Beschichtungsmaterials von dem Ventil 50 zu dem Zerstäuberaufsatz.
Bezugnehmend auf den Luftturbinenmotor 36 ist eine Quelle von Turbinenantriebsdruckluft mit einem Kanalweg (nicht gezeigt) verbunden durch eine Verteilerplatte 52 und einer Ventilplatte 54 mit dem Turbinenradgehäuse 46, um das Turbinenantriebsrad 38 in konventioneller Weise zu drehen. Das heißt, der Strom der Turbinenantriebsluft wird gegen den äußeren Umfang des Antriebsrades 38 geleitet, um das Rad um die longitudinale Achse 30 zu rotieren, welche sich durch den Rotationszerstäuber 10 erstreckt. Eine Quelle von Bremsluft wird auch durch einen Kanalweg (nicht gezeigt) durch die Verteilerplatte 52 und die Ventilplatte 54 mit dem Turbinenradgehäuse 46 verbunden zum Aufbringen gegen hervorstehende Bremsschaufeln (nicht gezeigt) welche von der Seitenfläche des Turbinenrades 38 vorstehen.
Das Zerstäubergehäuse 10, wie gezeigt in 1, beinhaltet eine äußere Hülle 56 mit einem rückwärtigen Endabschnitt 58 von größerem Durchmesser, welcher die Verteilerplatte 52, die Ventilplatte 54 und eine Zwischenplatte 60 umschließt. Die äußere Hülle 56 beinhaltet auch einen sich verjüngenden vorderseitigen Endabschnitt 62, welcher einen zylindrischen, rückwärtigen Endabschnitt 64 aufweist, der in dem offenen vorderseitigen Ende 66 des rückwärtigen Endabschnitts 58 der äußeren Hülle 56 aufgenommen ist. Ein Luftspalt 68, wie gezeigt in 1, der durch die Beabstandung zwischen dem vorderseitigen Ende 66 von größerem Durchmesser des rückwärtigen Endabschnitts 58 und dem zylindrischen, rückwärtigen Endabschnitt 64 von kleinerem Durchmesser des vorderseitigen Endabschnitts 62 gebildet wird, stellt einen Auslasspfad für einen Teil der Luft bereit, die von dem Turbinenradgehäuse 46 ausgelassen wird, wie in größerem Detail im folgenden beschrieben.
Antriebswelle und Zuführrohr
Die hohle Motorantriebswelle 40, verbunden an einem ersten Ende 70 mit dem Turbinenrad 38, welches in dem Turbinenradgehäuse 46 des Rotationsantriebsmechanismus 34 angeordnet ist, erstreckt sich vorwärts entlang der Rotationsachse 30, um die gesamte Länge des Rotationsantriebsmechanismus 34 zu durchqueren, sodass das gegenüberliegende zweite Ende 72 der Antriebswelle 40 nach auswärts durch die kreisförmige Bohrung 28 des ringförmigen Ladungsrings 24 vorsteht. Das zweite Ende 72 der Antriebswelle 40 hat einen gewindegeschnittenen Abschnitt (nicht gezeigt) und ein kegelstumpfförmig geformtes Ende, welches angepasst ist, um sicher an dem Rotationszerstäuberkopf 44 befestigt zu werden. Die Motorantriebswelle 40 hat eine Durchgangsbohrung 74, welche mit der Rotationsachse 30 ausgerichtet ist und sich über die Länge der Antriebswelle erstreckt. Eine Vorrichtung zum Versorgen mit Beschichtungsmaterial, typischerweise Farbe, beinhaltet entfernbare Beschichtungsmaterialzuführrohre 48, welche sich über die Länge der Durchgangsbohrung 74 erstrecken. Das Rohr 48 hat ein erstes Ende 76, welches in Verbindung ist mit dem Inneren des Zerstäuberaufsatzes 44 und welches vorzugsweise eine entfernbare Düse 78 trägt. Das gegenüberliegende zweite Ende 80 des Zuführrohres 48 ist entfernbar an dem Ventil 50 befestigt, wie allgemein in 1 gezeigt. Wenn in der Durchgangsbohrung 74 der Antriebswelle angeordnet, wird das Zuführrohr 48 in der Weise eines Auslegers frei vom Kontakt mit der inneren Wand der Bohrung 74 gestützt, wie offenbart in dem Patent 5,100,057, um den zylindrisch geformten Luftkanal 82 auszubilden.
Auslassluft
Ein Auslassluftkanalweg 84 ist an einem Ende mit dem Inneren des Turbinenradgehäuses 46 verbunden und hat einen Reduzierstecker 86 an dem gegenü berliegenden Ende. Während ein einzelner Luftauslasskanalweg 84 dargestellt ist, ist es innerhalb des Umfangs der Erfindung, eine Vielzahl von beabstandeten Auslasskanalwegen bereitzustellen, von denen jeder einen Reduzierstecker 86 enthält, wenn gewünscht. Eine Beschreibung des Flusses der Auslassluft ist in Bezug auf die 22 und 23 des US Patents 6,056,215 beschrieben.
Zerstäuberkopf
Ein Aspekt der Ausführungsform der Erfindung, betreffend die Bereitstellung von Auslassluft zu dem Zerstäuberkopf oder -aufsatz 44, betrifft die Montage des Kopfes oder Aufsatzes 44 auf das Ende der Rotationsantriebswelle 40, wie gezeigt in den 1 und 2. Der Zerstäuberaufsatz 44, wie gezeigt in den 1 und 2, hat eine sanduhrähnliche Form und kann einheitlich konstruiert werden aus dem Kompositmaterial, beinhaltend ein Isoliermaterial von niedriger Kapazität, ein elektrisch leitfähiges Material und ein Bindematerial, wie zuvor beschrieben im Detail in den US Patenten 6,056,215, und 5,697,559. Alternativ kann der Aufsatz aus isolierenden und leitfähigen Materialien geformt sein, wie gezeigt in dem vorherigen US Patent 4,887,770.
Wie gezeigt in den 1 und 2 ist der Rotationszerstäuberaufsatz 44 zum Zerstäuben des Beschichtungsmaterials aus einem rotierbaren Zerstäuberkörper 88 konstruiert, der eine sanduhrähnliche Form und eine longitudinale Achse 90 aufweist, die sich dadurch erstreckt und die mit der Rotationsachse 30 durch den Rotationszerstäuber 10 zusammenfällt, wenn der Aufsatz 44 auf der Rotationsantriebswelle 40 befestigt ist, um so auswärts von dem ringförmigen Ring 24 hervorzustehen. Der Aufsatzkörper 88 hat eine innere Flussoberfläche 92, die ausgebildet ist, um den Fluss des flüssigen Beschichtungsmaterials durch den Aufsatzkörper 88 und eine äußere Oberfläche 94 zu führen, welche wiederum ausgebildet ist, um den Fluss der formenden und gerichteten Luft zu führen, wie zuvor beschrieben im Detail in den US Patenten 6,056,215 und 5,697,559.
Bezugnehmend nun zu der Konstruktion der inneren Flussoberfläche 92 des drehbaren Aufsatzkörpers 88 ist der Basisabschnitt 96 ausgebildet zum Befestigen des Aufsatzkörpers auf dem freien Ende der Rotationsantriebswelle 40 durch konventionelle Mittel wie eine Gewindeverbindung. Ein Düsenaufnahmeabschnitt 98, der an einem Mittelabschnitt 100 angeordnet ist, ist angepasst, um eine Düse 78 aufzunehmen, die sich auswärts von dem Zuführrohr 38 erstreckt, welches wiederum nach auswärts von der Rotationswelle 40 vorsteht. Ein Verteilerempfangsabschnitt 102 hat eine konische innere Oberfläche 104 und ist symmetrisch um die longitudinale Achse 90 angeordnet und ist mit dem Düsenaufnahmeabschnitt 98 an dessen innerem Ende von kleinerem Durchmesser verbunden und mit einer vorderseitigen Flussoberfläche 106 an seinem äußeren Ende von größerem Durchmesser. Die vordere Flussoberfläche 106 ist in dem kegelstumpfförmig geformten Endabschnitt 108 angeordnet und endet an einer Zerstäuberlippe 110. Die vordere Flussoberfläche 106 bildet einen vorderen Hohlraum, über den aufgeladenes Beschichtungsmaterial fließt und nach radial auswärts über die Zerstäuberlippe 110 getrieben wird, um zerstäubte Tröpfchen von Beschichtungsmaterial auszubilden, die geeignet sind zum Auftragen auf ein Werkstück. Da der Aufsatz 44 halbleitfähig ist oder leitfähige Abschnitte aufweist, wird das Beschichtungsmaterial aufgeladen, wenn es in Kontakt mit dem Aufsatz fließt. Daher wird ein zerstäubtes Muster von aufgeladenem Beschichtungsmaterial erzeugt. Die Weise, in welcher die Farbe durch den Aufsatz 44 zerstäubt wird, ist allgemein beschreiben im Detail in den US Patenten 6,056,215 und 5,697,559. Die sanduhrähnliche Form des Rotationszerstäuberaufsatzes 44 in Kombination mit der gerichteten Luftversorgung reduziert in großem Ausmaß den Luftverbrauch und Probleme mit Farbrückumkehr aufgrund von geringem, das heißt im wesentlichen keinem Differenzdruckzustand über die Zerstäuberlippe 110. Dies ist vorteilhaft, da es eine verbesserte Flussmustersteuerung und einen sauberen Betrieb bereitstellt, und es gibt weniger Tendenz dazu, dass die Farbe rückumkehrt, insbesondere wenn das System in Kombination mit der vektorierten Luft verwendet wird, wie zuvor beschrieben.
Der Rotationszerstäuberaufsatz 44 beinhaltet weiterhin einen Verteiler 112 mit einem konischen Einsatz 114, wie erkennbar in den 1 und 2, befestigt in der inneren Schlussoberfläche 104. Das Ende des konischen Einsatzes 114 ist in dem Auslassende der Düse 78 angeordnet und in beabstandetem Verhältnis dazu, um zu erlauben, dass das Beschichtungsmaterial in den Flusskanal 116 zwischen der konischen Oberfläche 104 und dem Ende 118 des Verteilers fließt, sodass das Beschichtungsmaterial angetrieben wird, über die Flussoberfläche 106 zu fließen und dann über die Zerstäuberlippe 110. Der Verteiler 112 leitet auch die Luft, welche aus dem Luftkanalweg 82 in die Kammer 120 fließt, zwischen die innere Flussoberfläche 92 und die Düse 78 in die Fließpassage 116, wo sich die Luft mit dem Beschichtungsmaterial mischt, bevor sie über die Flussoberfläche 106 und dann über die Zerstäuberlippe 110 fließt.
Im Betrieb der elektrostatischen Sprühvorrichtung wird ein Fluss von flüssigem Beschichtungsmaterial durch ein Fluidrohr 48 geführt, welches sich durch die Rotationsantriebswelle 40 erstreckt und darin angeordnet ist. Die Rotationsantriebswelle wird durch den Luftturbinenmotor 34 rotiert, welcher gleichzeitig den Zerstäuberkopf 44 rotiert. Ein erster Anteil der Auslassluft von dem Luftturbinenmotor 34 wird durch den zylindrisch geformten Luftkanal 82 und in den Zerstäuberkopf 44 geführt, um eine Luftschranke innerhalb des Luftkanals 82 auszubilden, welche verhindert, dass das flüssige Beschichtungsmaterial, welches durch den Zerstäuberkopf aufgetragen wird, zurück in den Luftkanal 82 fließt. Der erste Anteil der Luft dient auch dazu, sich mit dem Beschichtungsmaterial innerhalb des Zerstäuberkopfes zu mischen, um die Zufuhr des zerstäubten Beschichtungsmaterials zu verbessern. Ein zweiter Anteil der Auslassluft von dem Luftturbinenmotor fließt durch den Stecker 86 von dem Zerstäubergehäuse entlang einer äußeren Oberfläche 62 des vorderen Endabschnitts 14 des Zerstäubergehäuses 12.
Zusätzliche Ausführungsform des Zerstäuberaufsatzes
Es folgt eine Beschreibung einer anderen Ausführungsform eines Zerstäubergehäuses und -aufsatzes 200, gezeigt in den 3, 4 und 5, welche allgemein ähnlich in Größe und Form sind zu dem zuvor beschriebenen Zerstäuberaufsatz 44, wenngleich entscheidend unterschiedlich hinsichtlich bestimmter Aspekte von diesen und anderen Zerstäuberaufsätzen, wie zuvor beschrieben im Detail in den U.S.-Patenten 6056215 und 5697559. Es wird ersichtlich werden, als ein Ergebnis der Unterschiede des Zerstäuberaufsatzes 200, dass bestimmte Änderungen auch an den anderen Bauteilen des zuvor beschriebenen, elektrostatischen, flüssigversprühenden Rotationszerstäubers 10 vorgenommen werden.
Es ist erforderlich, dass Sprühvorrichtungen, wie die hierin beschriebenen, einen FM-Standard-7260-Test absolvieren müssen. Der 7260-Test beinhaltet das Plat zieren einer elektrostatischen Ladung an dem Zerstäuberaufsatz 44, 200 und das Anordnen des Aufsatzes in einer mit Propan gefüllten Tasche. Dann wird ein Erdungsball, mit anderen Worten ein Metallball an dem Ende einer Stange, in die Nähe des Aufsatzes gebracht. Wenn ein Funken von dem Aufsatz zu dem Erdungsball überspringt und das Propan zündet, besteht die Sprühvorrichtung den 7260-Test nicht. Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Zerstäuberaufsatz bereitzustellen, der das Bestehen des 7260-Testes erleichtert.
Allgemein ist der Zerstäuberaufsatz 200 dieser Ausführungsform in erster Linie aus einem nicht leitfähigen Material wie PEEK oder PPS-Rayton (Polyphenylsulfid) hergestellt, mit einer Vielzahl von leitfähigen Pfaden, die darin zum Übertragen der elektrischen Ladung, die durch die Energieversorgung 32 bereitgestellt wird, von einem Ende des Zerstäuberaufsatzes 200 zu dem anderen Ende des Zerstäuberaufsatzes 200, wohingegen der zuvor beschriebene Zerstäuberaufsatz 44 aus einem halbleitfähigen Kompositmaterial konstruiert ist, beinhaltend ein Isoliermaterial von geringer Kapazität und ein elektrisch leitfähiges Material und ein Bindermaterial.
Allgemein ist der Zerstäuberaufsatz 200 bemessen und geformt zum Verwenden mit einem elektrostatischen, flüssigkeitsversprühenden Rotationszerstäuber 10, wie dem in 1 dargestellten, welcher ein Zerstäubergehäuse 12 und ein Luftsteuerungselement 22 aufweist, beinhaltend einen ringförmigen Ladungsring 24 mit einer kreisförmigen Bohrung 28, welche auf einer Achse 150 angeordnet ist, die mit einer longitudinalen Rotationsachse 34 zusammenfällt, die sich durch das Zerstäubergehäuse 12 erstreckt. Ein solcher Rotationszerstäuber 10 würde auch eine innere Energieversorgung 32 aufweisen, die innerhalb einer inneren Kammer 20 angeordnet ist zum Erzeugen einer elektrostatischen Hochspannungsenergie im Bereich von etwa 30.000 Volt DC bis etwa 100.000 Volt DC.
Der Zerstäuberaufsatz 200 ist vergleichbar in vielerlei Hinsicht mit dem Zerstäuberkopf 30 der 1 und 2. Der Zerstäuberaufsatz 200 ist ringförmig, hat ein (rückwärtiges) Ende 201, ein anderes gegenüberliegendes (vorderseitiges) Ende 203, eine sanduhrähnliche Form, eine longitudinale Achse 202 und eine Bohrung 204, die sich dadurch erstreckt. Die longitudinale Achse 202 fällt mit der Rotationsachse 30 durch den Rotationszerstäuber 10 zusammen, wenn der Zerstäu beraufsatz 200 auf der Rotationsantriebswelle 42 befestigt ist, um so von dem ringförmigen Ring 24 vorzustehen. Der Zerstäuberaufsatz 200 hat eine innere Flussoberfläche 204 (Bohrung), welche ausgebildet ist, um den Fluss des Beschichtungsmaterials durch den Zerstäuberkopf 200 zu leiten und eine äußere Oberfläche 206, welche ausgebildet ist, um den Fluss von geformter und gerichteter Luft zu leiten.
Der Zerstäuberaufsatz 200 beinhaltet einen Basisabschnitt 208, der symmetrisch um die longitudinale Achse 202 angeordnet ist. Die äußere Oberfläche 206, in der Nähe des Basisabschnitts 208, hat einen zylindrischen bodenseitigen Oberflächenabschnitt 210. Ein Zwischenabschnitt 214 des Zerstäuberaufsatzes 200, symmetrisch um die longitudinale Achse 202 angeordnet, beinhaltet eine äußere Oberfläche, die auf einem ersten Oberflächenabschnitt 216 ausgebildet ist, der verbunden ist (benachbart) mit dem Bodenoberflächenabschnitt 210 und nach einwärts verjüngt ist, einen zweiten Oberflächenabschnitt 218, der nach auswärts verjüngt ist und einen konkaven Zwischenoberflächenabschnitt 220, der sich zwischen den ersten und zweiten Oberflächenabschnitten 216 und 218 entsprechend erstreckt. Ein allgemein kegelstumpfförmig geformter Endabschnitt 222 ist symmetrisch um die longitudinale Achse 202 angeordnet und hat eine äußere Oberfläche 224, welche den zweiten Oberflächenabschnitt 218 des Zwischenabschnitts 214 schneidet (und benachbart dazu ist) und mit einer vorderen Kantenoberfläche 226 an dem vorderen Ende 203 des Zerstäuberaufsatzes 200 endet. Der bodenseitige Abschnitt 210 ist rückwärtig von dem Zwischenabschnitt 214, welcher rückwärtig ist von dem kegelstumpfförmig geformten Endabschnitt 222. Umgekehrt ist der kegelstumpfförmig geformte Endabschnitt 222 vorderseitig von dem Zwischenabschnitt 214, der vorderseitig ist von dem bodenseitigen Abschnitt 210.
Bezug nehmend nun zur Konstruktion der inneren Fließoberfläche 204 des Zerstäuberaufsatzes 200 ist ein Befestigungsabschnitt 228 in dem Basisabschnitt 208 wenigstens teilweise gewindegeschnitten (nicht gezeigt) und ausgebildet zum Befestigen des Zerstäuberaufsatzes 200 auf dem freien Ende der Rotationsantriebswelle 40. Ein Düsenaufnahmeabschnitt 230 in dem Mittelabschnitt 214 ist mit dem Befestigungsabschnitt 228 verbunden (und benachbart dazu) und ist ausgebildet, um die Düse 78 aufzunehmen, die sich auswärts von der Zuführröhre 76 erstreckt, die nach auswärts von der Rotationswelle 40 vorsteht.
Der Verteilungsempfangsabschnitt 231 des Zerstäuberkopfs oder -aufsatzes 200 unterscheidet sich etwas von dem Verteilungsaufnahmeabschnitt 104 des Aufsatzes 44. Der Verteilungsaufnahmeabschnitt 231 des Aufsatzes 200 hat eine konische Oberfläche 232, die symmetrisch um die longitudinale Achse 202 angeordnet ist und mit dem Düsenaufnahmeabschnitt 230 an seinem inneren Ende mit kleinerem Durchmesser verbunden ist (und benachbart hierzu ist) und hat eine vordere Fließoberfläche 234, welche sich etwas weniger radial erstreckt als die vordere Fließoberfläche 106. Die vordere Fließoberfläche 234 ist in gleicher Weise in dem kegelstumpfförmig geformten Endabschnitt 222 angeordnet und endet an einer Zerstäuberlippe 226, welche die vorderseitige Kante 203 ist. Die vordere Fließoberfläche 234 bildet einen vorderen Hohlraum aus, über den geladenes Beschichtungsmaterial fließt und nach radial auswärts über die Zerstäuberlippe 226 geschleudert wird, um zerstäubte Tröpfchen des Beschichtungsmaterials auszubilden, die ausgebildet sind zum Auftragen auf ein Werkstück.
Die sanduhrähnliche Form des Zerstäuberaufsatzes 200 in Kombination mit der gerichteten Luftversorgung, wie hierin beschrieben, reduziert in großem Umfang den Luftverbrauch und die Farbrückwicklungsprobleme aufgrund eines geringen, d. h. im Wesentlichen nicht bestehenden Differenzdruckzustandes über die Zerstäuberlippe 226. Dies ist vorteilhaft, da es eine verbesserte Fließmustersteuerung und einen sauberen Betrieb bereitstellt, und es gibt weniger Neigung für Farbrückwicklung. Während die verbesserte Mustersteuerung in einer gleichförmigeren kreisförmigen Farbwolke resultiert, gibt es noch eine geringe Tendenz für die Farbe, sich rückzuwickeln aufgrund des Vakuums hinter dem Zerstäuberaufsatz 200. Die gerichtete Luft arbeitet zusammen mit dem Zerstäuber 200, um das Vakuum aufzubrechen und Farbrückwicklung zu verhindern und um das Farbmuster zu formen, durch Reduzieren des Durchmessers der Farbwolke.
Zusammensetzung des Zerstäuberaufsatzes
Die hierin zuvor beschriebenen Zerstäuberaufsätze sind aus einem halbleitfähigen Kompositmaterial konstruiert, beinhaltend ein Isoliermaterial niedriger Kapazität und ein elektrisch leitfähiges Material und ein Bindermaterial.
Der Zerstäuberaufsatz 200 dieser Ausführungsform ist primär aus einem nicht leitfähigen Material wie PEEK oder PPS-Rayton (Polyphenylsulfid) konstruiert, mit einer Vielzahl leitfähiger Pfade 240, 242, die darin eingebettet sind zum Übertragen der von der Energieversorgung 32 bereitgestellten elektrischen Ladung entlang der Länge des Zerstäuberaufsatzes 200 von einer Position, welche rückwärtig von dem Zwischenabschnitt 214 zu dem kegelstumpfförmig geformten Endabschnitt 222 des Zerstäuberaufsatzes 200 ist. Die leitfähigen Pfade 240, 242 sind aus einem elektrisch leitfähigen Material hergestellt, welches vorzugsweise ein Kohlenstoff enthaltendes Material ist, und insbesondere eine Carbonfaser. Andere elektrisch leitende Materialien wie Ruß oder insbesondere Graphit können für die leitfähigen Pfade verwendet werden.
Wie in den 5, 6 und 7 gezeigt, sind eine Vielzahl (zehn sind gezeigt) von leitfähigen Pfaden 240, 242 in dem Körper des Zerstäuberaufsatzes 200 ausgebildet und sind von zwei Arten (Sätzen).
Eine erste Art (Satz) des leitfähigen Pfades 240 ist länglich und überquert die Länge des Zerstäuberaufsatzes 200 von seinem zylindrischen Bodenoberflächenabschnitt 210 zu seinem kegelstumpfförmig geformten Endabschnitt 222 innerhalb des Körpers des Zerstäuberaufsatzes 200. Jeder längliche leitfähige Pfad 240 hat ein erstes Ende 240a, welches von innerhalb des Körpers des Zerstäuberaufsatzes 200 austritt, um so an einer äußeren Oberfläche des zylindrischen Bodenoberflächenabschnitts 210 ausgesetzt zu sein und hat ein zweites Ende 240b, welches von innerhalb des Körpers des Zerstäuberaufsatzes 200 austritt, um so an einer inneren Oberfläche 232 des kegelstumpfförmigen Endabschnitts 222 ausgesetzt zu sein.
Es sind vorzugsweise fünf solche länglichen leitfähigen Pfade 240 innerhalb des Körpers des Zerstäuberaufsatzes in gleichmäßig beabstandeten Intervallen um die Achse 202 in einem ersten Abstand (Radius) "R1" von der Achse 202 angeordnet.
Die fünf ersten Enden 240a (nur zwei von diesen ersten Enden 240a sind in der Ansicht der 6 sichtbar) der fünf leitfähigen Pfade 240 treten aus der äußeren Oberfläche 206 des Bodenabschnitts 210 an gleichmäßig beabstandeten Intervallen in einem zweiten Abstand (Radius) "R2" von der Achse 202 aus, welches der äußere Radius des Bodenabschnitts 210 ist.
Die fünf zweiten Enden 240b (alle sind in der Ansicht der 7 sichtbar) der fünf leitfähigen Pfade 240 treten aus der inneren Oberfläche 232 des kegelstumpfförmigen Endabschnitts 222 an gleichmäßig voneinander beabstandeten Intervallen in einem dritten Abstand (Radius) "R3" von der Achse 202 aus, welcher etwa gleich ist zu dem ersten Abstand "R1" von der Achse und welcher typischerweise kleiner ist als der zweite Abstand "R2".
Wie am besten in 5 erkennbar, sind die zweiten Enden 240b oder die Endabschnitte der ersten länglichen leitfähigen Pfade 240 vorzugsweise ausgeweitet (vergrößert) im Durchmesser (Querschnitt) im Gegensatz zum Hauptkörperabschnitt der ersten länglichen leitfähigen Pfade 240.
Eine zweite Art (Satz) des leitfähigen Pfades 242 ist länglich und quert die Länge des Zerstäuberaufsatzes 200 von seinem zylindrischen Bodenoberflächenabschnitt 210 zu seinem kegelstumpfförmig geformten Endabschnitt 222 innerhalb des Körpers des Zerstäuberaufsatzes 200.
Jeder längliche, leitfähige Pfad 242 hat ein erstes Ende 242a, welches von innerhalb des Körpers des Zerstäuberaufsatzes 200 austritt, um so an einer äußeren Oberfläche des zylindrischen Bodenoberflächenabschnitts 210 ausgesetzt zu sein und hat ein zweites Ende 240b, welches von innerhalb des Körpers des Zerstäuberaufsatzes 200 austritt, um so an einer inneren Oberfläche 232 des kegelstumpfförmigen Endabschnitts 222 ausgesetzt zu sein.
Es sind vorzugsweise fünf solche länglichen leitfähigen Pfade 242 innerhalb des Körpers des Zerstäuberaufsatzes in gleichmäßig voneinander beabstandeten Intervallen um die Achse 202 angeordnet, vorzugsweise in dem gleichen Abstand (Radius) "R1" von der Achse 202, vorzugsweise zwischen einander benachbarten der ersten Art der leitfähigen Pfade 240. Die Abstände (R1) der leit fähigen Pfade 240 und 242 von der Achse 202 sind vorzugsweise die gleichen wie die anderen und sind nur durch die Dicke des Körperabschnitts des Zerstäubergehäuses 200 begrenzt.
Die fünf ersten Enden 242a (nur zwei dieser ersten Enden 242a sind in der Ansicht von 6 sichtbar) der fünf leitfähigen Pfade 242 treten aus der äußeren Oberfläche 206 des Bodenabschnitts 210 an gleichmäßig voneinander beabstandeten Intervallen in dem zweiten Abstand (Radius) "R2" von der Achse 202 aus, welcher der äußere Radius des Bodenabschnitts 210 ist.
Die fünf zweiten Enden von 242b (alle sind in der Ansicht der 7 sichtbar) der fünf leitfähigen Pfade 242 treten aus der inneren Oberfläche 232 des kegelstumpfförmigen Endabschnitts 222 an gleichmäßig voneinander beabstandeten Intervallen aus, vorzugsweise im gleichen dritten Abstand (Radius) "R3" von der Achse 202.
Jedoch ist es innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, dass der Abstand der zweiten Enden 240b der ersten länglichen leitfähigen Pfade 240 von der Achse 202 nicht alle die gleichen sein müssen wie die anderen, dass der Abstand von der Achse 202 für die zweiten Enden 242b der zweiten länglichen, leitfähigen Pfade 242 nicht der gleiche sein muss wie die anderen und dass der Abstand von der Achse 202 der zweiten Enden 242b der zweiten, länglichen, leitfähigen Pfade 242 nicht im gleichen Abstand von der Achse 202 sein muss wie die zweiten Enden 240b der ersten, länglichen, leitfähigen Pfade 240.
Wie am besten in 5 ersichtlich, sind die zweiten Enden 242b oder Endabschnitte der zweiten länglichen, leitfähigen Pfade 242 vorzugsweise ausgeweitet (vergrößert) im Durchmesser (Querschnitt) im Gegensatz zum Hauptkörperabschnitt der zweiten, länglichen, leitfähigen Pfade 242.
Wie soweit beschrieben, sind die zweiten, länglichen, leitfähigen Pfade 242 in geeigneter Weise identisch mit den ersten, länglichen, leitfähigen Pfaden 240. Die zweiten, länglichen, leitfähigen Pfade 242 unterscheiden sich von den ersten, länglichen, leitfähigen Pfaden 240 in der folgenden Weise. Die zweiten, leitfähigen Pfade 242 haben Verlängerungsabschnitte 244, welche sich von den zwei ten Enden 242b der zweiten, leitfähigen Pfade 242 erstrecken, innerhalb des Körpers des kegelstumpfförmigen Endabschnitts 222 und verzweigen sich, um sowohl aus der äußeren als auch der inneren Oberflächen des kegelstumpfförmigen Endabschnitts 222 nahe der vorderen Kante 226 des Zerstäuberaufsatzes 200 auszutreten.
Die Verlängerungsabschnitte 244 der zweiten, länglichen, leitfähigen Pfade 242 sind in geeigneter Weise aus dem gleichen Material wie die zweiten, länglichen, leitfähigen Pfade 242, sind länglich und haben erste Enden 244a, welche verbunden sind (benachbart zu) den zweiten Enden 242b der zweiten, länglichen, leitfähigen Pfade 242. An gegenüberliegenden Enden der Verlängerungsabschnitte 244 verzweigt jeder Verlängerungsabschnitt 244, um so einen ersten gegenüberliegenden Endabschnitt 244b aufzuweisen, welcher aus dem äußeren Oberflächenabschnitt 218 des kegelstumpfförmigen Endabschnitts 222 nahe der vorderen Kante 226 des Zerstäuberaufsatzes 200 in einem vierten Abstand (Radius) "R4" von der Achse 202 austritt und einen zweiten gegenüberliegenden Endabschnitt 244c, welcher aus der vorderen Fließoberfläche 234 des kegelstumpfförmigen Endabschnitts 222 nahe der vorderen Kante 226 des Zerstäuberaufsatzes in einem fünften Abstand (Radius) "R5" von der Achse 202 austritt.
Geeignete Dimensionen für die Abstände "R1", "R2", "R3" und "R4" und "R5" sind: der Abstand "R1" ist etwa 0,390 bis 0,395 Zoll (0,991 bis 1,003 cm); der Abstand "R2" ist etwa 0,6115 bis 0,6130 Zoll (1,5532 bis 1,5570 cm); der Abstand "R3" ist etwa 0,390 bis 0,395 Zoll (0,991 bis 1,003 cm); der Abstand "R4" ist etwa 0,900 Zoll (2,286 cm); und der Abstand "R5" ist etwa 0,700 Zoll (1,778 cm).
Der Zerstäuberaufsatz 200, hergestellt aus einem nicht leitfähigen Material mit leitfähigen Pfaden darin eingebettet stellt eine merkliche Verbesserung über den halbleitfähigen Zerstäuberaufsatz 44 in Bezug auf das Bestehen des FM-Standard-7260-Testes dar.
Die leitfähigen Pfade 240 und 242 (beinhaltend die Verlängerung 244) können leitfähig oder halbleitfähig sein und einen spezifischen Widerstand, gemessen in Ohm-Zentimeter (Ohm mal Zentimeter) aufweisen. Analytisch hat jeder Aufsatz 200 und die Partikel (z. B. Farbpartikel), welche aufgeladen sind (d. h. der Aufladungsprozess) eine Impedanz und es ist wichtig, diese Impedanzen für die maximale Transfereffizienz "abzustimmen" und, folglich, den Anteil der dissipierten Leistung (erzeugte Wärme) in dem Aufsatz 200 zu minimieren. Wenn der spezifische Widerstand sich verringert, wird der Aufsatz leitfähiger und mehr Strom fließt bei einer vorgegebenen Potenzialdifferenz, wodurch die in dem Aufsatz dissipierte Leistung erhöht wird. Es wurde herausgefunden, dass ein brauchbarer Bereich des spezifischen Widerstandes zwischen 104 und 106 Ohm-Zentimeter liegt. Der Aufsatz wird vorzugsweise hergestellt, um am nächsten zu dem oberen Ende dieses Bereichs des spezifischen Widerstands zu sein, um sicherzustellen, dass der Aufsatz den 7260-Test besteht.
Die Anzahl und Querschnittsabmessungen der leitfähigen Pfade 240 und 242 beeinflussen auch die Transfereffizienz. Wenn weniger (z. B. als 10) Pfade verwendet werden, verringert sich die Transfereffizienz. Es gibt natürlich eine Gestaltungsbegrenzung im Herstellen des Durchmessers der Pfade 240 und 242 wesentlich kleiner als 0,065 Zoll (0,1651 cm) aufgrund von Begrenzungen in der Herstellung (z. B. Spritzgießen) und sie müssen klein genug sein, um innerhalb den Körper des Aufsatzes zu passen (eingebettet zu werden). Ein geeigneter Durchmesser (Querschnitt) der ersten und zweiten Pfade 240 und 242 selbst und ihrer ersten Enden 240a und 242a entsprechend ist 0,095 Zoll (0,2413 cm). Die größeren (im Querschnitt vergrößerten) zweiten Enden 240b und 242b sind in der Größe beschränkt, so dass sie sich nicht gegenseitig berühren, und einen leitfähigen Ring (Kranz) auf der inneren Oberfläche des Aufsatzes auszubilden. Es wird angenommen, dass ein solcher leitfähiger Ring auf der vorderen inneren Oberfläche des Aufsatzes verursachen würde, dass zu viel Ladung auf seiner vorderen Oberfläche angesammelt wird, wodurch verursacht wird, dass der Aufsatz den 7260-Test nicht besteht. Der kreisförmige Querschnitt der Pfade und ihrer Enden ist etwas frei wählbar und wird nur durch den Herstellungsvorgang begrenzt.
Fördern von Ladung auf die leitfähigen Pfade
Wie zuvor beschrieben, werden, als Ergebnis der Unterschiede zwischen dem Zerstäuberaufsatz 200 und dem Zerstäuberaufsatz 44, bestimmte Änderungen auch entsprechend an anderen Bauteilen des elektrostatischen, flüssigkeitsversprühenden Rotationszerstäubers 10 ausgeführt, an dem der Zerstäuberaufsatz 200 befestigt ist, wie gezeigt in 11.
Der zuvor beschriebene, elektrostatische, flüssigkeitsversprühende Rotationszerstäuber 10 beinhaltet einen ringförmigen Ladungsring 22, gezeigt im Detail in den 3 und 4, wie zuvor beschrieben im Detail in den U.S.-Patenten 6,056,215 und 5,697,559, welcher lösbar befestigt ist an der vorderen Oberfläche 23 des vorderseitigen Abschnitts 14 des Zerstäubergehäuses. Der ringförmige Ring 22 hat eine vordere Wand 26, welche mit einer kreisförmigen Bohrung 28 um eine Achse 150 versehen ist, welche zusammenfällt mit einer longitudinalen Rotationsachse 30, die sich durch das Zerstäubergehäuse 12 erstreckt.
Es folgt eine Beschreibung einer anderen Ausführungsform eines ringförmigen Ladungsrings 250, wie gezeigt in den 8 und 11, welcher allgemein ähnlich hinsichtlich Größe und Form ist zu dem zuvor beschriebenen ringförmigen Ring 22, wenngleich bemerkenswert unterschiedlich hinsichtlich bestimmter Aspekte von dem zuvor beschriebenen ringförmigen Ring 22.
Der ringförmige Ladungsring 250 hat eine äußere Oberfläche 258, welche sich nach einwärts von dem vorderen Abschnitt 14 des Zerstäubergehäuses zu der vorderen Wand 252 verjüngt, die eine kreisförmige Durchgangsbohrung 254 um eine Achse 256 aufweist, die mit einer longitudinalen Rotationsachse 30 zusammenfällt, die sich durch das Zerstäubergehäuse 12 erstreckt und mit der longitudinalen Achse 202 des Zerstäuberaufsatzes 200 zusammenfällt, wenn der Aufsatz 200 innerhalb des Ladungsrings 250 befestigt ist. Die innere Kammer 260 des ringförmigen Ringes 250 hat einen Flussrichtungsabschnitt, der aus einer allgemein zylindrischen Wand 264 geformt ist, die symmetrisch um die longitudinale Achse 256 angeordnet ist. Wenn der ringförmige Ring 250 auf dem Rotationszerstäubergehäuse 14 befestigt ist, fällt die longitudinale Achse 256 mit der Rotationsachse 30 durch den Rotationszerstäuber 10 zusammen. Diese Merkmale sind ähnlich zu den entsprechenden Merkmalen des ringförmigen Ringes 22.
Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, sind eine Vielzahl von Rippen 262 gleichmäßig voneinander beabstandet und in parallelem Verhältnis zur Achse 256 entlang der inneren Oberfläche 264 der zylindrischen Wand 262 angeordnet. Die Rippen 262 sind bemessen, um mit der äußeren Oberfläche des Turbinengehäuses 42 zusammenzuwirken, wenn der ringförmige Ring 250 mit konventionellen Mitteln montiert ist, wie Schrauben, an der vorderen Oberfläche 23 des vorderen Abschnitts 14. Die offenen Durchgangswege zwischen den Rippen 262 und dem Turbinengehäuse 42 stellen einen Fließpfad für die gerichtete Luft bereit zum Fließen in der Vorwärtsrichtung durch die kreisförmige Wand 264. Der ringförmige Ring 250 beinhaltet Luftsteuerungselemente 266, die in der kreisförmigen Bohrung 254 zum Führen des Flusses der gerichteten Luft um den Zerstäuberkopf 44 ausgebildet sind, wie zuvor in größerem Detail beschrieben. Die Luftsteuerungselemente 266 beinhalten eine Vielzahl von Schlitzen 268, die sich auswärts von der Luftflussoberfläche 270 der kreisförmigen Bohrung 254 erstrecken, die in geeigneter Weise abgewinkelt und beabstandet voneinander sind in der Weise des ringförmigen Ringes 22, wie zuvor im Detail in den Anmeldungen Nr. 08/834,290 und 08/404,355 beschrieben, um den Fluss der vektorierten Luft gegen die Oberfläche des Zerstäuberaufsatzes 200 zu leiten. Diese Merkmale und die aus denselben resultierenden Vorteile sind ähnlich zu den entsprechenden Merkmalen des ringförmigen Ringes 22.
Die Gestaltung des ringförmigen Ladungsrings 250 unterscheidet sich von derjenigen des ringförmigen Ringes 22 in den folgenden Aspekten. Wie gezeigt in den 8, 9 und 10, wird eine elektrostatische Hochspannungsenergie von der Energieversorgung 32 über einen elektrischen Schaltkreis, beinhaltend einen Leiter 280 (vgl. 319 des Rings 22) transferiert. Ein Widerstand "A" 282 (vgl. 164), welcher ein Ende verbunden mit dem Leiter 280 aufweist, ist innerhalb des ringförmigen Rings 250 in einem zylindrischen Gehäuse 281 befestigt. Ein anderes Ende des Widerstands "A" 282 ist mit einem Leiter 283 verbunden. Drei Widerstände 284a, 284b und 284c (vgl. Widerstände 168a, 168b, 168c) auch bezeichnet "B", "D" und "C", entsprechend, von denen jeder ein Ende mit dem Leiter 283 verbunden hat und jeder eine Aufsatzladungselektrode 286a, 286b und 286c (vgl. Elektroden 174a, 174b, 174c) aufweist, die sich von einem anderen Ende derselben erstrecken, sind mit einem Epoxymaterial in einem Kanal 288 (vgl. 170) zwischen der zylindrischen Wand 264 (vgl. 148) und der inneren Oberfläche 290 (vgl. 172) des ringförmigen Rings 250 (vgl. 22) verfüllt. Ein anderer Widerstand 292, bezeichnet "E" ist mit einem Ende des Leiters 280 verbunden und hat eine Elektrode 294, die sich von seinem anderen Ende erstreckt.
Die Elektroden 286a, 286b und 286c ("B", "D" und "C") sind elektrostatische Ladungs- und Feldelektroden, die von der vorderen Oberfläche der Wand 26 des ringförmigen Ladungsrings 250 vorstehen. Die Widerstände 284a, 284b und 284c verringern das Funkenpotenzial an den Elektroden 286a, 286b und 286c entsprechend. Obwohl dort nur drei von diesen Elektroden 286a, 286b und 286c sind, muss erinnert werden, dass der Zerstäuberaufsatz 200 rotiert, so dass die ersten Enden von allen zehn ersten Enden der leitfähigen Pfade 240 und 242 in enger Nachbarschaft zu jeder der drei Elektroden 286a, 286b und 286c laufen, um davon die elektrostatische Ladung zu empfangen.
Eine nichtleitende Endkappe oder Klemmhülse 296 ist über das Elektrodenende von jedem der Ladungswiderstände 284a, 284b und 284c angeordnet, so dass, wie am besten in 8 zu sehen, die einen Ladungswiderstand 284c und eine Elektrode 286c zeigt, die Ladungselektrode durch die Endkappe 296 vorsteht. Wenn der Zerstäuberaufsatz 200 innerhalb der vorderen Öffnung 254 des Ladungsrings 250 eingepasst ist, sind die ersten Enden 240a und 242a der leitfähigen Pfade 240 und 242 entsprechend positioniert, um so nah wie möglich zu den Enden der Ladungselektroden (286a, 286b und 286c) positioniert zu sein. Vorzugsweise sind die ersten Enden 240a und 242a nicht mehr als 0,2 Zoll (0,508 cm) entfernt (longitudinal) von den Enden der Ladungselektroden 286a, 286b und 286c, wenn der Zerstäuberaufsatz 200 an dem ringförmigen Ladungsring 250 befestigt ist, um den Spalt dazwischen auf ein Minimum zu halten. Ein minimaler Anteil von Spiel, z. B. 0,020 Zoll (0,0508 cm) ist allgemein wünschenswert, um mechanischen Verschleiß zwischen dem rotierenden Zerstäuberaufsatz 200 und den Enden der Ladungselektroden 286a, 286b und 286c zu verhindern.
Bezug nehmend auf die 8A ist ein Zutrittsloch 300 in der äußeren Wand bereitgestellt, welches sich durch den ringförmigen Ladungsring 250 erstreckt, um einen Zugangsweg zu erzeugen, um die Antriebswelle innerhalb des Inneren des Zerstäubergehäuses zu erreichen. Dieses Zugangsloch 300 erlaubt die Einführung eines stabilen, länglichen Werkzeugs (nicht gezeigt) wie eines Inbusschlüs sels in die äußere Wand des ringförmigen Ladungsrings, welcher in eine entsprechenden Vertiefung (Loch) in der Oberfläche der Rotationsantriebswelle 40 eingreift, um so die Rotationsantriebswelle an einer freien Rotation zu hindern. Dies erlaubt dem Benutzer, den Zerstäuberaufsatz 200 zum Reinigen oder für den Ersatz schnell zu demontieren, ohne dass es erforderlich ist, den Ladungsring 250 zu entfernen.
Um die luftdichte Integrierung des ringförmigen Ladungsrings 250 sicherzustellen, ist ein Prüfventil, wie ein "Entenschnabel"-Ventil 302 (Lippenventil) in dem Zugangsloch 300 zwischen einer Einlassöffnung 304 und einer Auslassöffnung 306 desselben bereitgestellt. Auf diese Weise wird die Luftdichtheit des Ladungsrings 250 aufrechterhalten, um den gewünschten Fluss von gerichteter Luft dadurch sicherzustellen.
Das Zugangsloch 300 bildet einen Luftspalt aus, durch den elektrostatische Ladungen lecken können, dadurch unterlaufend die Möglichkeit, den FM-7269-Test zu bestehen. Daher ist eine kleine Elektrode 294 von dem Widerstand 292 ("E") in den Ladungsring 250 nahe des Zugangslochs 300 eingeführt. Der Widerstand 292 ist vorzugsweise von hohem Widerstand, wie etwa 50 MOhm. Auf diese Weise wird eine kleine (niedrige) Spannung in der Nähe des Zugangslochs 300 vorhanden sein, und ein kleiner Funke, der nicht ausreichend ist, um das in dem FM-7260-Test verwendete Propan zu entzünden, kann an dem Zugangsloch 300 erzeugt werden. Wenn die Elektrode 294 nicht nahe des Zugangslochs 300 bereitgestellt wäre, würde der in dem FM-7260-Test verwendete Erdungsball die Spannung von der Rotationsantriebswelle 40 abziehen. Dies liegt daran, dass die Rotationsantriebswelle nicht geerdet ist und, im Gebrauch, sich eventuell auf das volle Spannungspotenzial der Energieversorgung 38 aufladen wird. Auf diese Weise kann der Zerstäuberaufsatz 200 schnell gewechselt werden, ohne das Erfordernis, zuvor den ringförmigen Ring 250 zu entfernen.
Die Hinzufügung eines vierten Widerstands 292 und einer vierten Elektrodensonde 294, die in der Funktionsweise unterschiedlich ist von den drei Ladungswiderstände 284a, 284b und 284c und entsprechender Ladungselektroden 286a, 286b und 286c, entsprechend, ist ein Schlüsselunterschied zwischen dem Ladungsring 22 und dem Ladungsring 250. Das Ergebnis der Integration eines La dungsrings 250 in Kombination mit einem Zerstäuberaufsatz 200 ist ein Rotationszerstäuber von geringer Kapazität, der in der Lage ist, den FM-7260-Test zu bestehen.
Rotationszerstäuber befestigt auf einem Roboter
Bezug nehmend zu 12 ist dort ein Rotationszerstäuber 300 von niedriger Kapazität dargestellt, der einen ringförmigen Ladungsring 250 an dem vorderen Abschnitt 14 des Zerstäubergehäuses 12 befestigt hat. Wie gezeigt in 11, ist ein Zerstäuberaufsatz 200 an dem elektrostatischen, flüssigkeitsversprühenden Rotationszerstäuber 300 befestigt, wie gezeigt im Detail in 11. Der Rotationszerstäuber 300 ist an einem Roboterarm 310 befestigt, der wiederum an einem konventionellen Industrieroboter befestigt ist, dessen Details nicht Teil dieser Erfindung sind. Die Rückseite der Verteilerplatte des Rotationszerstäubers 300, wie die in 1 gezeigte Platte 52, ist an drei Stützstrukturen 312, 314 und 316 befestigt. Jede der Stützstrukturen 312, 314 und 316 hat eine erste Stützstange 318, 320 und 322, entsprechend, die an einem Ende des Roboterarms 310 befestigt sind. Die Stützstrukturen 312, 314, 316 haben auch zweite Stützstangen 324, 326 und 328, entsprechend, die sich in einem quer liegenden Winkel (typischerweise etwa 90°) zu den vertikalen Stützen 312, 314 und 316 – Stangen 318, 320 und 322 entsprechend erstrecken und die an dem rückwärtigen Ende des Rotationszerstäubers 300, vorzugsweise an der Verteilerplatte, wie der Verteilerplatte 52, befestigt sind. Eine Versorgungs- oder Steuerungsventilvorrichtung 330 stellt eine Versorgung des Beschichtungsmaterials zu dem luftbetriebenen Ventil 50 durch einen Kanalweg (nicht gezeigt) bereit. Das Versorgungsventil 330 ist mit dem Flusskanalweg in der Verteilerplatte verbunden, welches zu dem luftbetriebenen Ventil 50 durch eine Röhre 332, die in einer länglichen Spirale über den Großteil ihrer Länge ausgebildet ist, führt. Die Spiralröhre ist vorzugsweise aus Teflon hergestellt aufgrund dessen guter Isolierungs- oder dielektrischen Eigenschaften und weil ermittelt wurde, dass sie für Lösungsmittel, die in vielen der mit dem Rotationszerstäuber 300 zu versprühenden Farben verwendet wird, impermeabel ist. Die Röhre 332, die in der Form einer Spirale ist, erstreckt sich über die Länge des Fluidpfades von der Versorgungsvorrichtung 330 zu dem Zerstäuberaufsatz 200 und bildet einen Spannungsisolator, der ausreichend lang ist, um den totalen elektrischen Widerstand der Farbsäule zwi schen dem Rotationszerstäuber 300 und dem Versorgungsventil 330 zu erhöhen, um den elektrischen Strom durch die Farbsäule auf eine Menge zu reduzieren, dass die Farbe, die an dem Rotationszerstäuber 200 aufgeladen wird, keine Ladung in dem Rotationszerstäuber aufbaut, die eine Spannungsgefahr für einen Benutzer darstellt oder verursachen würde, dass der Rotationszerstäuber 300 den FM-7260-Test nicht besteht. In der bevorzugten Ausführungsform ist die Spiralröhre 332 etwa 4 Fuß lang und das Steuerungsventil 330 ist geerdet.
Die Erfindung stellt in den bevorzugten Ausführungsformen eine verbesserte elektrostatische Rotationszerstäubersprühvorrichtung bereit, die einen verbesserten, bei hoher Geschwindigkeit rotierenden Zerstäuberaufsatz mit einer Vielzahl von leitfähigen Pfaden zum Übertragen von elektrostatischer Energie von den Elektroden eines Ladungsrings auf die Farbe aufweist ohne Zünden des in dem FM-7260-Test verwendeten Propans. Ein Zugangsloch in dem Ladungsring zum Einführen eines Werkzeugs, um die freie Drehbarkeit der Turbinenwelle, an der der Zerstäuberaufsatz befestigt ist, zu beschränken, erleichtert die schnelle Demontage des Zerstäuberaufsatzes zum Reinigen oder für den Ersatz. Eine zusätzliche Elektrode in dem elektrischen Schaltkreis und angeordnet in dem Zugangsloch des Ladungsrings stellt eine niedrige Spannung in der Nähe des Zugangslochs bereit zum Bereitstellen eines kleinen Funkens, der nicht ausreichend ist, um das in dem FM-7260-Test verwendete Propan zu entzünden. Der Rotationszerstäuber mit dem verbesserten Ladungsring und Rotationsaufsatz kann an einem Roboter befestigt werden und mit einem länglichen spiralförmigen Kanalweg versehen werden, der die Versorgungspumpe mit dem Rotationszerstäuber verbindet, um den elektrischen Widerstand zwischen dem Zerstäuber und der Versorgungspumpe zu erhöhen, so dass eine nicht ausreichende elektrische Ladung in dem Kanalweg, der die Farbe zu dem Rotationszerstäuber transportiert, vorhanden sein wird, um das in dem FM-7260-Test verwendete Propan zu entzünden.

Claims

Zerstäuberaufsatz (200) für eine elektrostatische, rotierende Zerstäubersprühvorrichtung (10) zum Sprühen eines flüssigen Beschichtungsmaterials, wobei der Zerstäuberaufsatz einen Körper (88) umfasst und hauptsächlich aus einem nicht leitenden Material ausgebildet ist, welches ein erstes Ende (201), ein gegenüberliegendes anderes Ende (203), eine sich dort hindurch von dem einen Ende zu dem anderen Ende erstreckende Bohrung (204), eine äußere Oberfläche (206), eine Längsachse (202), einen hinteren Abschnitt (201), der symmetrisch um die Längsachse (202) angeordnet ist, einen allgemein frustrokonisch geformten vorderen Abschnitt (222), der zusammenhängend mit und vorderhalb des hinteren Abschnitts (201) ist und symmetrisch um die Längsachse (202) angeordnet ist, aufweist, wobei der hintere Abschnitt (201) eine äußere Oberfläche (206) aufweist und der frustrokonisch geformte vordere Abschnitt (222) eine Frontkante (226), eine äußere Oberfläche (218) und eine innere Oberfläche (232, 234) beinhaltet; und wobei eine Vielzahl von länglichen, leitenden oder halbleitenden Pfaden (240, 242) innerhalb des Körpers (88) eingebettet sind zum Übertragen einer elektrischen Ladung, wobei sich die Pfade (240, 242) von dem hinteren Abschnitt (201) zu dem frustrokonisch geformten vorderen Abschnitt (222) des Zerstäuberaufsatzes erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Pfad (242) ein Ende (242b, 244c) aufweist, welches an der inneren Oberfläche (232, 234) des frustrokonisch geformten vorderen Abschnitts (222) austritt, und ein Ende (244b), welches auf der äußeren Oberfläche (218) des frustrokonisch geformten vorderen Abschnitts (222) austritt.
Zerstäuberaufsatz nach Anspruch 1, worin einer oder mehrere der Pfade (240, 242) Enden (240b, 244c) aufweisen, welche an der inneren Oberfläche (232, 234) des frustrokonisch geformten vorderen Abschnitts (222) austreten.
Zerstäuberaufsatz nach Anspruch 1 oder 2, worin einer oder mehrere der Pfade (240, 242) Enden (244b) aufweisen, welche an der äußeren Oberfläche (232, 234) des frustrokonisch geformten vorderen Abschnitts (222) austreten.
Zerstäuberaufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin mehrere Pfade (240, 242) Enden aufweisen, welche auf der inneren und/oder der äußeren Oberfläche (232, 234) des frustrokonisch geformten vorderen Abschnitts (222) austreten und worin die Enden (240b, 242b, 244c) umfänglich auf der inneren und/oder äußeren Oberfläche (232, 234) des frustrokonisch geformten vorderen Abschnitts (222) angeordnet sind.
Zerstäuberaufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Pfade (240, 242) gegenüberliegende Enden (240a, 242a) aufweisen, welche auf der äußeren Oberfläche (206) des hinteren Abschnitts (201) austreten.
Zerstäuberaufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Pfade (240, 242) gegenüberliegende Ende (240a, 242a) aufweisen, benachbart zu einer Quelle von elektrischer Energie (286c).
Zerstäuberaufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die innere Oberfläche des Körpers (88) einen Düsenaufnahmeabschnitt (228) aufweist.
Zerstäuberaufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Körper (88) eine Sanduhrform aufweist.
Zerstäuberaufsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Pfade (240, 242) einen spezifischen Widerstand aufweisen, der den Zerstäuberaufsatz und die aufgeladenen Partikel mit einer Impedanz versieht, welche so angepasst, dass der in dem Aufsatz (200) dissipierte Betrag der Leistung minimiert wird.
Elektrostatische, rotierende Zerstäubersprühvorrichtung zum Sprühen eines flüssigen Beschichtungsmaterials, umfassend ein Zerstäubergehäuse (12, 14), welches eine innere Kammer definiert; einen Aufladungsring (250), der eine Frontwand (252) mit einer kreisförmigen Bohrung (254) aufweist, wobei der Aufladering (250) an dem Zerstäubergehäuse (12, 14) befestigt ist, eine Antriebswelle (40) innerhalb des Inneren des Zerstäubergehäuses (12, 14) und sich erstreckend durch die kreisförmige Bohrung (254), wobei die Antriebswelle (40) an einem ersten Ende mit einem Motor innerhalb des Zerstäubergehäuses (12, 14) befestigt ist und an einem zweiten Ende mit dem Zerstäuberaufsatz (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und weiter beinhaltend einen ringförmigen Aufladering (250), eine Energieversorgung (32), eine aufsatz-aufladende Elektrode (286a, 286b, 286c) zum Übertragen von elektrostatischer Energie von der Energieversorgung (32) zu dem Zerstäuberaufsatz (200) über die Pfade (240, 242).
Vorrichtung nach Anspruch 10, worin der Aufladering (250) ein Zugangsloch (300) aufweist, welches sich durch den Aufladering (250) erstreckt, um einen Zugangsweg zum Erreichen der Antriebswelle (40) innerhalb des Zerstäubergehäuses (12, 14) zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, worin eine Elektrode (294) nahe des Zugangslochs (300) bereitgestellt ist zum Bereitstellen einer niedrigen Spannung an dem Zugangsloch (300).
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, weiterhin umfassend ein Prüfventil, welches in dem Zugangsloch (300) angeordnet ist.
Rotierendes Zerstäubersystem umfassend den Zerstäuberaufsatz (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin ein Flüssigkeitsrohr (84) einen Fluss von flüssigem Beschichtungsmaterial zu dem Zerstäuberaufsatz (200) leitet, wobei das Material elektrisch aufgeladen wird, wenn es durch den Zerstäuberaufsatz (200) hindurchtritt, und weiter beinhaltend einen Roboterarm (310), der eine an ihm befestigte, elektrisch geerdete flüssige Versorgungssteuerungsvorrichtung (330) aufweist, einen Spannungsisolator (332), der die Flüssigkeitsröhre (48) mit der elektrisch geerdeten flüssigen Versorgungssteuerungsvorrichtung (330) verbindet, um elektrischen Strom daran zu hindern, durch das flüssige Beschichtungsmaterial, welches in dem Zerstäuberaufsatz (200) aufgeladen wird, zu der Steuerungsvorrichtung (330) übertragen zu werden.
System nach Anspruch 14, worin der Zerstäuberaufsatz (200) eine geringe Kapazität hat und der Spannungsisolator (332) ein Spiralrohr ist.