DE1427649A1

DE1427649A1 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Verspruehen von Lacken oder aehnlichen UEberzugsmaterialien

Info

Publication number: DE1427649A1
Application number: DE19621427649
Authority: DE
Inventors: Rolf Grosssteinbeck; Hans Holtz
Original assignee: PETER STOLL LACKFABRIK
Current assignee: PETER STOLL LACKFABRIK
Priority date: 1961-10-27
Filing date: 1962-10-13
Publication date: 1968-12-19
Also published as: AT239409B; GB1019614A; SE316106B; US3357640A

Description

PATE N TA NWt LTE PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER

DR.-ING. WOLFRAM BUNTE 1427649

8 M UN CH EN (S. HAYDNSTJJ^eSE S.VeRNRUF 53 47 12

München, den 5. Oktober 1962 M/6483

Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Versprühen von Lacken oder ähnlichen Überzugsmaterialien

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrostatischen Versprühen von Lacken oder ähnlichen Überzugsmaterialien mit einem rotierenden Sprühelement_o Einem derartigen Sprühelement, das z. B. die Form einer mit der Hohlseite zum Werkstück weisenden G-locke mit horizontal gelagerter Achse habe^!kann, wird die Überzugsflüssigkeit zentral zugeführt und vom Rand durch Zentrifugalkräfte im zerstäubten Zustand abgeschleudert. Die feinen Tropfen werden dann infolge ihrer elektrischen Aufladung längs der Kraftlinien des zwischen dem Sprühelement und dem behandelnden Werkstück aufrechterhaltenen Hochspannungsfeldes auf das Werkstück gelenkt₀

Arbeitet man nach diesem Verfahren mit Lacken, die als Verdünnungsmittel Wasser enthalten, so folgen die vom Rand des Sprühelementes abgeschleuderten Tropfen nur zum Teil den elektrischen Feldlinien, sofern diese nicht der mechanischen

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Kraftrichtung entsprechen. Es bildet sich daher um die bei stehenden Werkstücken gleichmäßig besprühte kreisförmige Laekfläche ein Gebiet mit einzelnen größeren Lacktropfen aus. Diese Tropfen wirken sich wegen ihrer Auftragsdicke auch dann störend aus, wenn die davon betroffenen Flächenteile - bei bewegtem Werkstück oder bewegtem Sprühelement nachträglich noch durch den elektrostatisch feinversprühten Lack überdeckt werden.

Dieser Mangel ihres Sprühverhaltens hat dem praktischen Eins.atz wasserhaltiger Lacke für das elektrostatische Sprühverfahren mit Sprühelementen der oben beschriebenen Art bisher entgegengestanden, obwohl wasserverdünnte Überzugsmaterialien aufgrund ihrer Vorteile hinsichtlich Feuer- und Explosionsgefährlichkeit, Ersparnis an Verdünnungsmitteln, ...-Iransportmöglichkeiten und Toxizität anderen Lacken überlegen sind.

Außer den wasserhaltigen Lacken lassen sich bekanntlich auch Überzugsmaterialien mit gewissen organischen Lösungsmitteln; auf den handelsüblichen elektrostatischen Sprühanlagen nur schlecht verarbeiten. Die Erfindung strebt daher an, .die.se.·-;ν Anlagen durch eine einfache Zusatzeinrichtung auch für die ·■■■ Verwendung an sich schlecht versprühbarer Überzugsmaterialien geeignet zu machen. .. . ·:

Das Verfahren nach der Erfindung ist daher dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorrichtungen zum elektrostatischen

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Versprühen von Überzugsmaterialien mit einem rotierenden Sprühelement - bei Verwendung von Überzugsmaterialien, die Wasser als Verdünnungsmittel enthalten oder anderen auf derartigen Anlagen schlecht verarbeitbarer Überaugsmaterialien mittels mechanischer Abfangvorrichtungen Maßnahmen zum Abfangen der nicht den elektrischen Feldlinien folgenden Tropfen getroffen werden und daß die abgefangene Flüssigkeit in wiederverwendbarer Form gesammelt wird. Eine bevorzugte Ausführungeform zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung sieht eine das Sprühelement mit Abstand etwa koaxial umgebende Ringfläche vor, deren dem Werkstück zugewandte Kante -■ in Sprührichtung - vor dem Sprühelement angeordnet ist und die derart geformt ist, daß die abgefangene Sprühflüssigkeit einem Abfluß zugeführt wird.

Anhand der beigefügten Figuren sollen Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert werden.

In Figur 1 ist mit 1 ein bekanntes rotierbares Sprühelement ' in G-lockenform bezeichnet, dem die Sprühflüssigkeit aus dem Vorratsgefäß 2 mittels der Lackpumpe 3 von der Rückseite her zugeführt und von hier aus in nicht näher dargestellter Weise durch die Zentrifugalkräfte auf der Hohlseite des Elementes 1 vom Rand abgeschleudert wird. Von dort folgen die fein zerstäubten und elektrisch aufgeladenen Flüssigkeitsteilchen den gestrichelt angedeuteten Kraftlinien des zwischen Sprühelement 1 und Werkstück 4 erzeugten Hochspannungsfeldes.

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Die gröberen Tröpfchen werden dagegen überhaupt nicht oder■' nur schwach durch das elektrische Feld beeinflußt und würden' ohne die Maßnahme nach der Erfindung äußerhalb der fein besprühten Fläche auf das Werkstück fallen. Um dies zu .verhindern, ist eine das Sprühelement 1 umgebende, in der Figur im Schnitt dargestellte Ringfläche 5 vorgesehen, welche die genannten gröberen Tröpfchen abfängt. Die Ränder der Ringfläche

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5 können nach innen gebördelt sein, so daß die aufgefangene Flüssigkeit der Abflußleitung 6 zugeleitet wird, durch die sie wieder in das Vorratsgefäß 2 gelangt. Die Ringfläche 5 ist über Streben 7 auf der Lagerbuchse 8 für die Welle 9 des Sprühelements 1 in axialer Richtung verschiebbar und wird dort nach vorgenommener Justierung arretiert.

Der Durchmesser der Ringfläche ist nach dem Durchmesser des Sprühelements zu bemssen. Zwischen Sprühelement und Ringfläche soll ein ausreichender Abstand bestehen. Zweckmäßig wird man der Ringfläche aus isolationstechnischen G-ründen das elektrische Potential des Sprühelements geben. Es ist dabei zu beachten, daß dann die elektrischen Feldlinien stärker gebündelt werden. Gibt man der Ringfläche das Potential des Werkstückes-, das ist in der Regel das Erdpotential, so werden die Feldlinien bei gleichbleibender_Feldspannung auseinandergezogen. Sollte eine derartige Feldveränderung in gewissen Bearbeitungsfällen unerwünscht sein, so kann man durch ein geeignetes Zwischen— potential für die Abfangvorrichtung erreichen, daß die Feldverteilung durch die Maßnahme nach der Erfindung unverändert

bleibt. · ·

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Bas Abfangen eines Teiles der abgeschleuderten Lacktröpfchen bedingt für die Sprüheinrichtung lediglich eine mäßig erhöhte Lackförderung zur Sprühglocke. Diese Steigerung liegt im Rahmen dessen, was sich auch bei den nur für die Verarbeitung von nichtwasserhaltigen Lacken konstruierten Einrichtung erreichen läßt. Andernfalls kann ein Ausgleich durch eine nur geringe Relativbewegung zwischen V/erkstück und Sprühglocke erzielt werden. Bei Verwendung wasserhaltiger Lacke im Sinne der Erfindung wird die Größe der Sprühfläche gegenüber der entsprechenden Fläche bei üblichen Sprühlacken etwas verringert sein. Wo diese Tatsache stört, erreicht man einen Ausgleich durch einen größeren Sprühabstand. Ferner kann durch die Gestaltung des Abfangringes die Größe der Sprühfläche beeinflußt werden, wie weiter unten ausgeführt ist.

Sollte es in gewissen Anwendungsfällen am wer-kstücknahen Rand der Ringfläche zu störenden Tropfenkonzentrationen kommen, so sind zusätzliche Maßnahmen vorzusehen, um die aufgefangene Flüssigkeit schneller dem Abfluß zuzuführen. Zum Beispiel kann I die Zentrifugalwirkung einer nach ihrer Rückseite zu konisch erweiterten, rotierenden Ringfläche dazu dienen, die aufgefangenen Tropfen von dem werkstücknahen Rand der Ringfläche wegzuleiten.

Gemäß Figur 2 ist die Anordnung nach Figur 1 dahin abgewandelt, daß das jetzt konisch gestaltete und rückseitig geschlossene Abfangelement 10 mittels des Lagers 11 drehbar auf der Lager-

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buchse 8 für die Welle 9 des Sprühelements -'/ angeordnet ist. Die Welle 9 weist ein Zahnrad 12 auf, das über ein Zwischenzahnrad 13 das mit dem Abfangelement 10 verbundene innenverzahnte Hohlrad 14 antreibt. Im Abfangelement 10 sind eine Reihe von Durchbrüchen 15 vorgesehen, durch die die aufgefangene Flüssigkeit in eine ringförmige Rinne 16 geschleudert wird, die über die Streben 17 an der Büchse 8 befestigt ist. Die Abflußleitung 18 entspricht der Leitung 6 in Figur 1.

Beim elektrostatischen Versprühen mit rotierenden Sprühelementen entsteht ein Sprühbild in Form eines Ringes. Diese Lackverteilung ergibt bei einer· Relativbewegung zwischen Werkstück und Sprühelement eine streifenförmige lackierte Fläche, deren mittlerer Teil mit weniger Lack belegt ist als die beiden äußeren Teile. TJm im Rahmen der Erfindung die bei wasserhaltigen Lacken in dieser Hinsicht engeren Grenzen nicht zu über- oder unterschreiten, kann durch das Abfangelement eine Verzerrung des zentralsymmetrischen Sprühbildes vorgenommen werden. Nach den Fig. 3 und 4 ist das fest angebrachte Abßngelement, d.h. insbesondere seine Abfangkante oval' gestaltet und mit eeiner langen Achse entweder horizontal oder senkrecht zu der durch jeweils einen Pfeil angedeuteten Verschiebungsrichtung angeordnet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die dem mittleren Teil zugeordneten Stellen der Kante des Abfangringes etwas aus der Ebene dieser Kante zurücktreten zu lassen, so daß an diesen Stellen weniger Lack abgefangen wird.

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Mit der baulich sehr einfachen Zusatzeinrichtung nach der Erfindung lassen sich mit elektrostatischen Sprühanlagen der beschriebenen Art auch solche Jberzugsmaterialien einwandfrei verarbeiten, die bisher wegen ihres schlechten Sprühverhaltens auf andere Verarbeitungstechniken angewiesen waren. Dies gilt insbesondere für Wasser enthaltende uberzugsmaterialien. Durch die Erfindung ist es daher möglich, sowohl die genannten Vorteile der Materialeigenschaften dieser Stoffe als auch die Vorteile der elektrostatischen Sprühtechnik auszunutzen.

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Claims

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Patentanspruch·

1. Verfahren zum elektrostatischen Versprühen von lacken oder ähnlichen Überzugsmaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorrichtungen zum elektrostatischen Versprühen von Überaugsmaterialien mit einem rotierenden Sprühelement - bei Verwendung von Überzugsmateriali«n, die V/asser als Verdünnungsmittel enthalten oder anderen auf derartigen Anlagen sohlecht verarbeitbare Überzugsmaterialien - mittels mechanischer Abfangvorrichtung Maßnahmen zum Abfangen der nicht den elektrischen Feldlinien folgenden Tropfen getroffen werden und daß vorzugsweise die abgefangene Flüssigkeit in wiederverwendbarer Form gesammelt wird»

2,)Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Sprüheleaent von einer Ringfläche umgeben ist, deren dem Werkstück zugewandt« Kante - in Sprühriohtung - vor der Eben· dee Sprühelemente liegt und die derart geformt ist, daß die abgefangen· Sprühflüssigkeit einem Abfluß zugeführt wird.

3* Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfläch· in axialer Richtung verschiebbar angeordnet, ist, vorzugsweise auf der Lagerbuche· für die Well· des Sprühelements·

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4. Vorrichtung nach Anspruoh 2» gekennzeichnet durah. swei konzentrische Rlngflachen, von dentn die innere drehbar let und die äußer« featateht.

5» Vorrichtung nach Anspruch 2» dadurch gekennzeichnet, daß eine betriebemäßig feststehende Ringfläche oval gestaltet und mit ihrer langen Achse senkrecht oder horizontal zur relativen Verechiebungeriohtung «wischen Werkstück und Sprüaeleeent orientiert ist.

6· Vorrichtung nach .Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfangkante einer betriebsmäßig feststehenden Ringfläohe an zwei gegenüberliegenden Stellen, deren Verbindungslinie der relativen Verschiebungerichtung zwischen Werkstück und Sprühelesent parallel ist, aus der Ebene der Abfangkante zurücktritt.

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