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Umlaufender Sprühkopf für elektrostatische Zerstäubervorrichtungen
Die Erfindung betrifft einen, umlaufenden Sprühkopf für elektrostatische Zerstäubervorrichtungen, bei denen die Zerstäubung von auf einem Werkstück aufzubringenden flüssigen oder pulverigen Überzugsmit- tel durch das Zusammenarbeiten von Fliehkraftwirkung und von elektrischer Kraftwirkung erfolgt und auf das zerstäubte Überzugsmittel ein dieses umhüllender Gas- oder Luftstrom einwirkt, der zu dem zu über- ziehenden Werkstück gerichtet ist und im wesentlichen ringförmigen Querschnitt aufweist, und bezweckt, insbesondere die Herbeiführung einer Konzentration der durch einen Sprühkopf dieser Art erzeugbaren
Wolke von elektrostatisch zerstäubten Teilchen zur Vermeidung einer Verluststreuung von Zerstäubungs- gut.
Es sind bereits elektrostatische Zerstäubungsvorrichtungen mit schnell umlaufendem Sprühkopf bekannt, um den eine ringförmige Trägergasquelle in solcher Entfernung angeordnet ist, dass durch deren
Gasstrom eine einer Verluststreuung von Zerstäubungsgut vorbeugende Umhüllung der Zerstäubungszone erreicht und eine Ablenkung der Randzone der Zerstäubungswolke nach der SprUhkopfachse hin sowie eine gleichmässige Vorwärtsbewegung der Wolke hervorgerufen wird.
Für die praktische Ausführung dieses Gedankens ist in bekannter Weise ein feststehend angeordnetes, den drehbaren Sprühkopf konzentrisch mit Abstand umschliessendes, mit Pressluft von einer besonderen Quelle aus gespeistes Ringrohr mit Düsenlöchern vorgesehen, was die ganze Zerstäubungsvorrichtung mit einem zusätzlichen Gerät für Erzeugung, Zuführung und Ausstrahlung von Druckluft hinsichtlich Bauart und Bedienung erheblich belastet und daher insbesondere ihre Ausführung als leicht ortsveränderlich und bequem zu handhabende Spritzpistole von geringem Gewicht praktisch unmöglich macht.
Demgegenüber wird zur Erfüllung der eingangs genannten Aufgabe gemäss dem hier gemachten Vorschlag der umlaufende Sprühkopf gleichzeitig zur Erzeugung eines die Zerstäubungszone umhüllenden Luft- oder Gasmantels ausgenutzt ; zu diesem Zweck trägt erfindungsgemäss der Sprühkopf zur Erzeugung des Gas- oder Luftstromes an seiner Aussenseite mehrere Flügel od. ähnl. Ansätze, die aus einem Zufüh- rungskanal Luft oder Gas ansaugen und nach dem zu überziehenden Werkstück in der Gestalt eines die Zerstäubungszone umschliessenden zylindrischen oder kon-oder divergent kegeligen Stromes fördern.
Dadurch wird die gewünschte, eine Verluststreuung verhindernde und den Teilchen des Zerstäubungsgutes eine zusätzliche Geschwindigkeitskomponente nach dem Werkstück hin verleihende Luft- oder Gasumhüllung der Zerstäubungszone durch eine einfache, lediglich eine Ergänzung des Sprühkopfes durch ventilatorartig wirkende Flügel erfordernde Ausbildung einer elektrostatischen Zerstäubervorrichtung, erreicht, die daher ohne bauliche Schwierigkeiten auch als leicht tragbare und bequem bedienbare Spritzpistole gestaltet werden kann und ausserdem in ihren Herstellungskosten durch den Fortfall besonders vorzusehender Mittel für die Erzeugung des Luft- oder Gashüllmantels wesentlich verbilligt ist.
Die Zeichnung veranschaulicht den elektrostatisch wirksamen Sprühkopf nach der Erfindung beispielsweise in mehreren Ausführungsformen. Die Fig. la - lc zeigen einen mit einer Kreisscheibe arbeitenden Sprühkopf in teilweise geschnittener Seitenansicht, sowie in Vorder- und in Rückansicht. Die Fig. 2a - 2c lassen einen zylindrisch ausgebildeten Sprühkopf in teilweise geschnittener Seitenansicht sowie in Vorderund Rückansicht erkennen. Die Fig. 3a-3f geben weitere Verwirklichungsmöglichkeiten des Sprühkopfes nach der Erfindung teils im Schnitt und teils in Vorderansicht wieder. Gleiche Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugsziffern versehen.
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Gemäss den Fig. la-tic besteht der drehbare Sprühkopf aus einem scheibenförmigen Körper 10, welcher an seiner in der Zerstäubungsrichtung vorderen Seite in einen hohlen Zylinder 12'übergeht, der an seinem freien Ende sich zu einer in eine scharfe Endkante auslaufende Kreisscheibe 11 verbreitert. Der scheibenförmige Körper 10 weist an seinem Umfang Schaufeln 14 auf, die von einem Ring 15 umschlossen sind, mit dem sie in Berührung sein können. An der Innenfläche des Hohlzylinders 12 können Schaufeln 13 angebracht sein, die einen freien Raum um die Zylinderachse bestehen lassen. Der aus den Teilen 10 - 14 gebildete Sprühkopf ist auf den mit Aussengewinde versehenen Endstumpf 16 einer Welle 18 aufgeschraubt, die aus einer zur Zuführung des Zerstäubungsgutes und der elektrischen Spannungen dienenden, z.
B. in'der Form einer Pistole gestalteten Vorrichtung 17 herausragt und in dieser gelagert und' mit einem Antriebsmotor gekuppelt ist und ihrerseits den Sprühkopf 10 - 14 in Umdrehung versetzt.
An der Rückseite'der die Schaufeln 14 tragenden Scheibe 10 ist in der Nähe des Wellenstumpfes 16 eine zu dessen Aussenfläche konzentrische Ringnut 19 ausgespart, welche durch in ihrem Boden vorgesehene Öffnungen 20 mit dem Innenraum des Hohlzylinders 12 in Verbindung steht und in die das zu zerstäubende Gut durch den Rohrstutzen 21 aus der Pistole 17 eintritt. Durch die Fliehkraftwirkung des umlaufenden Sprühkopfes 10-14 wird das. Zerstäubungsgut über die Öffnungen 20 in den Hohlzylinder 12 getrieben, weiterhin unter Mitwirkung der Schaufeln 13 nach der Aussenkante der Scheibe 11 gefördert und dann in dem an dieser entstehenden elektrostatischen Feld zerstäubt. Die Schaufeln 13 können, wenn die Ausführung des Sprühkopfes vereinfacht werden soll, auch fehlen.
Zur Erzeugung des elektrostatischen Feldes an der Scheibe 11 wird von der Pistole 17 aus über die
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einen zylindrischen oder schwach kegeligen Luft- oder Gasstrom hervor, welcher die Masse der an der
Scheibe 11 elektrostatisch und durch Fliehkraft zerstäubten Teilchen des flüssigen oder pulverigen Sprüh- gutes umhüllt und den einzelnen Teilchen eine schwache zusätzliche Geschwindigkeitskomponente in der mittleren Zerstäubungsrichtung erteilt.
Dadurch wird eine Verluststreuung von Teilchen verhindert sowie eine über den ganzen Arbeitsbereich des Sprühkopfes hin praktisch gleichmässige Zerstäubungswirkung ohne tote Zonen gewährleistet und eine wesentlich vollkommenere Ausnutzung des elektrostatischen Fel- des für die Beförderung der zerstäubten Teilchen nach dem zu bespritzenden Werkstück und für die Erzie- lung einer an diesem fest haftenden Auftragsschicht von durchweg gleicher Dicke ermöglicht, wie dies grundsätzlich bekannt ist. Die Zuführung von Luft oder Gas durch den Kanal 22, der gegebenenfalls auch die Ringnut 19 mit Luft oder Gas zur Bildung eines durch die Schaufeln 13 erzeugten, aus dem Zylinder
12 austretenden Beblasungsstromes speisen kann, erfolgt, wenn nötig, unter Anwendung eines passenden
Druckes.
Der aus den Fig. 2a-2c ersichtliche Sprühkopf unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. la-le dadurch, dass der Zylinder 12 am freien Ende 11 nicht zu einer Scheibe umgebogen, sondern zu einer scharfen Kante zugespitzt ist und die äusseren Schaufeln 14 unmittelbar an der Aussenseite des
Zylinders 12 statt an einem mit diesem verbundenen scheibenförmigen Körper angebracht sind, was die
Ausdehnung des Zerstäubungsbereichs des Sprühkopfes 11 - 14 quer zu dessen Achse verkleinert,. während die Schaufeln 14 durch Erzeugung eines die Wolke zerstäubter Teilchen umhüllenden Luft-oder Gasstro- mes auf diese Wolke die gleiche Wirkung wie beim Sprühkopf nach Fig. la- 1c ausüben.
Die gemäss Fig. la und 2a exzentrisch zur Drehachse des Sprühkopfes stattfindende Zuführung von Zerstäubungsgut zum Hohlzylinder 11 kann auch in dessen Achse durch die dann hohl auszubildende Welle 18, 16 erfolgen.
Die Schaufeln 13 und 14 können in ihrer Neigung zur Achse des Zylinders 11 verstellbar sein, um ihre Wirkung der Art des Zerstäubungsgutes, d. h. dessen pulveriger, viskoser, leichtflüssiger oder sonstiger Beschaffenheit anpassen zu können. Auch kann der Sprühkopf statt in einer im wesentlichen zylindrischen Form auch in einer in der Hauptachse kegeligen oder kugeligen od. ähnl. Gestalt ausgeführt sein.
Man kann für den zerstäubenden Teil des Sprühkopfes an Stelle eines Zylinders oder einer Scheibe mit scharfer Kante auch einen Körper mit Flügeln oders. chraubenlinig verlaufender Fläche verwenden, wie die Fig. 3a-3f beispielsweise in mehreren Ausführungsformen zeigen, bei denen das zu zerstäubende GutFlügeln 23 zugeleitet wird, die auf der motorisch angetriebenen Welle 18 sitzen. Nach den Fig. 3ä bis 3e wird das Zerstäubungsgut den Flügeln 23 durch die hohlausgebildete, mit Austrittslöchern zwischen den Flügeln versehene Welle 18 und gemäss der Fig. 3f durch den in die hohle Nabe 19 der Flügel 23 einmündenden Rohrstutzen 21 und die zwischen den Flügeln in der Nabenwandung ausgesparten Löcher 20 zugeführt, und durch die Wirkung der Fliehkraft wird es durch die Löcher der Hohlwelle 18 bzw.
Hohlnabe 19 nach den Kanten der unter elektrischer Spannung stehenden Flügel 23 hin getrieben und dort zerstäubt.
Die. abgeschrägten Kanten der Flügel sind sehr dünn, um ein starkes elektrostatisches Feld in der Zerstäu-
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bungszone zu erhalten, die von einem zylindrischen oder konischen Luft- oder Gasstrom umhüllt ist, der aus dem die Flügel mit Spalt umschliessenden Zufuhrkanal 22-vgl. Fig. 3a und 3b-austritt. Die Nei- gung der Flügel 23 zur Welle 18 kann zur Anpassung an das jeweils zu zerstäubende Gut veränderbar sein.
Man kann durch den die Masse der zerstäubten Partikelchen umgebenden zylindrischen oder koni- schen, aus Luft oder Gas bestehenden Strom auch eine, z. B. bei Erzielung eines Farbstoffauftrages auf einem Werkstück, vorteilhafte Trocknungswirkung erreichen, wenn man bei dem darch den Kanal 22 zu- geleiteten Gas oder Luft die Temperatur- und Druckverhältnisse sowie das Verhältnis etwa verschiedener
Gasanteile zueinander entsprechend wählt.
Ferner hat sich bei mit elektrostatischen Zerstäubungspistolen unter Verwendung eines umlaufenden
Sprühkopfes nach der Erfindung durchgeführten Versuchen gezeigt, dass durch den die Masse der zerstäubten Teilchen umhüllenden Gas- oder Luftstrom weiterhin auch der Vorteil erreicht wird, dass die den
Ort der Durchführung der elektrostatischen Zerstäubung umgebende Atmosphäre hinsichtlich der Erneuerung der Atmungsluft nicht so stark wie bisher verschlechtert und auch ihr Genalt an unerwünschten Gasen in der Nähe des Benutzers der Zerstäubungspistole ganz beträchtlich vermindert wird.
PATENTANSPRÜCHE : l. Umlaufender Sprühkopf für elektrostatische Zerstäubervorrichtungen, bei denen die Zerstäubung von auf einem Werkstück aufzubringendem flüssigem oder pulverigem Überzugsmittel durch das Zusam- menarbeiten von Fliehkraftwirkung und von elektrischer Kraftwirkung erfolgt und auf das zerstäubte Über- zugsmittel ein dieses umhüllender Gas-oder Luftstrom einwirkt, der zu dem zu überziehenden Werkstück gerichtet ist und im wesentlichen ringförmigen Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der
Sprühkopf (10-13) zur Erzeugung des Gas- oder Luftstromes an seiner Aussenseite mehrere Flügel (14) od. ähnl.
Ansätze trägt, die aus einem Zuführungskanal (22) Luft oder Gas ansaugen und nach dem zu überziehenden Werkstück in der Gestalt eines die Zerstäubungszone umschliessenden zylindrischen oder kon-oder divergent kegeligen Stromes fördern.