DE3420325A1 - Spruehvorrichtung zum beschichten von gegenstaenden mit pulver - Google Patents
Spruehvorrichtung zum beschichten von gegenstaenden mit pulverInfo
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Description
Patentanwalt E. O. VETTER. Bahnhof-Straße 3Ö,'D-S9ÖC Auc.sbu.ti, Bundesrepublik Deutschland
- -ir -
Ransburg-Gema AG Unser Az. PA 308 DE
10.Mai 19 84
Sprühvorrichtung zum Beschichten von Gegenständen mit Pulver
Die Erfindung betrifft eine Sprühvorrichtung zum Beschichten von Gegenständen mit Pulver, mit einem
Zufuhrkanal für das durch einen Trägergasstrom pneumatisch geförderte Pulver, mit einer Abgabeöffnung
am Ende des Zufuhrkanals, mit einer den Zufuhrkanal bildenden Kanalwand, welche auf einem
Längsabschnitt durch ein Rohrstück und stromabwärts davon aus einem das Pulver durch Reibung elektrisch
aufladenden Isoliermaterialmantel besteht, der sich bis oder bis nahe zur Abgabeöffnung erstreckt, und
mit einem koaxial zum Zufuhrkanal angeordneten Injektor zum Einbringen eines den Trägergas-Pulverstrom
koaxial umgebenden und1 ihn durch Saugwirkung beschleunigenden Beschleunigungsgases unter einem
Winkel zwischen 15° und 90° zur Zufuhrkanalachse
über einen Injektorauslaß am stromabwärtigen Ende des Rohrstücks.
Eine solche Vorrichtung ist aus der US-PS 4 090 666 bekannt. Bei ihr bildet das Rohrstück eine doppelte
Ringspaltdüse, durch deren inneren Kanal der Trägergas-Pulverstrom
und über deren äußeren Ringspalt der Beschleunigungsgasstrom zugeführt wird- Eine
PulVersprühvorrichtung mit elektrokinetischer
Aufladung des Pulver zeigt auch die DE-PS 23 47 491. Ferner zeigt die DE-OS 18 14 809 eine Sprühvorrichtung,
bei welcher in den Pulverstrom Zusatzluft beigegeben und anschließend der Pulver-Zusatzluftstrom durch
Leitschaufeln in eine Wirbelströmung umgewandelt wird.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, auf einer kürzeren Strecke des Zufuhrkanals eine
stärkere elektrische Aufladung der Pulverteilchen zu erzielen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Pulverdurchlaßquerschnitt des Zufuhrkanals
durch einen in seinem Zentrum zwischen Injektor und Abgabeöffnung axial angeordneten länglichen Leitkörper
von einer ausgefüllten Querschnittsform auf eine im Querschnitt ringartige Querschnittsform mit kleinerer
Strömungsdurchtritts-Querschnittsflache übergeht, daß
auch der Leitkörper aus einem das Pulver durch Reibung elektrisch aufladenden Material besteht, und daß sich
der Leitkörper von nahe des Injektors mindestens soweit bis nahe zur Abgabeöffnung erstreckt, daß das Pulver
durch Reibung am Leitkörper elektrisch stärker aufgeladen wird und das Pulver vom stromabwärtigen Ende
des Leitkörpers bis zur Abgabeöffnung im wesentlichen
(j
keine elektrische Ladung verliert.
Durch die Erfindung wird folgende Wirkung erzielt: Der Gasstrom des Injektors saugt den Trägergas-Pulverstrom
in Richtung zur Abgabeöffnung an und beschleunigt ihn in dieser Richtung auf eine höhere Geschwindigkeit.
Durch den Leitkörper ist der Durchlaßquerschnitt des Zufuhrkanals verengt, so daß eine weitere Beschleunigung
des Gas-Pulverstromes stattfindet. Die höhere Geschwindigkeit hat eine stärkere elektrische Aufladung
der Pulverteilchen durch Reibung an der Kanalwand und an der Außenfläche des Leitkörpers zur Folge. Gleichzeitig
erfolgt durch die QuerSchnittsVerengung infolge
des Leitkörpers eine stärkere Konzentration der Pulverteilchen, wodurch die Pulverteilchen mit größerer
Kraft an der Pulverkanalwand und der Oberfläche des Leitkörpers entlanggleiten und sich elektrisch durch
Reibung stärker aufladen. Ferner findet die elektrische Reibungsaufladung nicht nur an der Innenfläche der
Zufuhrkanalwand, sondern auch an der nicht viel kleineren Oberfläche des Leitkörpers statt, so daß sich
nahezu eine Verdoppelung der Reibungsfläche und damit auch eine wesentliche Steigerung der elektrischen
Reibungsaufladung ergibt. Durch die Förderwirkung des Beschleunigungsgases und der Stauwirkung des Leitkörpers
wird weniger Trägergas für die Förderung des Pulvers und damit auch weniger Energie benötigt. Ferner wirkt
sich die geringere Menge an Trägergas günstig aus, sowohl auf die genannte elektrische Reibungsaufladung als auch
auf die aus der Abgabeöffnung der Vorrichtung austretende Pulverwolke oder den austretenden Pulversprühstrahl und
auf die Qualität der mit dem Pulver beschichteten Fläche, weil durch weniger Gas auch weniger Pulverteilchen
vom Gegenstand abprallen.
-•erweitere Merkmale sind in den Unteransprüchen enthalten.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden mit
Bezug auf die Zeichnung als Beispiel beschrieben. Darin zeigen
Figur 1 einen axialen Längsschnitt einer
Sprühvorrichtung nach der Erfindung.
Die in der Zeichnung dargestellte Sprühvorrichtung zum Beschichten von Gegenständen mit Pulver enthält einen
Zufuhrkanal 2 für das durch einen Trägergasstrom pneumatisch geförderte Pulver, eine Abgabeöffnung 4 am
Ende des Zufuhrkanals 2, eine den Zufuhrkanal 2 bildende Kanalwand 6,. welche auf einem Längs abschnitt durch ein
Rohrstück 8 und stromabwärts davon aus einem das Pulver durch Reibung elektrisch aufladenden Isoliermaterialmantel
10 besteht, der sich bis zur Abgabeöffnung 4 erstreckt. Koaxial zum Zufuhrkanal 2 ist ein Injektor
zum Einbringen eines den Trägergas-Pulverstrom koaxial umgebenden und ihn durch Saugwirkung beschleunigenden
Beschleunigungsgases angeordnet. Der Injektorauslaß 14 ist eine Ringspaltdüse, welche am stromabwärtigen Ende
des Rohrstückes 8 zwischen diesem Rohrstück 8 und
dem Isoliermaterialmantel 10 gebildet ist. Das Rohrstück 8 trennt den Zufuhrkanal 2 von einer ihn umgebenden
Ringkammer 16. Der Außenumfang am stromabwärtigen Ende des Rohres 8 ist kegelstumpfförmig in Strömungsrichtung
so verjüngt, daß der Rand dieses stromabwärtigen Röhrendes in Form einer ringförmigen Schneide 20 spitz ausläuft.
Dem kegelstumpfförmig verjüngten Endabschnitt 18 des Rohres 8 liegt mit kleinem Abstand ein kegelstumpfförmig
trichterartiger Anfangsabschnitt 22 des Isolier-
- sr -
materialmantels 10 gegenüber. Die beiden Teile 18 und bilden zwischen sich den Ringspalt des als Ringspaltdüse
ausgebildeten Injektorauslasses 14, welcher sich, in dem in der Zeichnung gezeigten Längschnitt,
unter einem Winkel zwischen 15° und 90°, vorzugsweise unter einem Winkel von weniger als 45° zur Längsachse
des Zufuhrkanals 2 erstreckt. Das Rohrstück 8 ist über eine elektrische Leitung 24 an ein elektrisches
Potential angeschlossen., vorzugsweise an Erdpotential.
Im Zentrum des Zufuhrkanals 2 ist ein länglicher Leitkörper 26 axial angeordnet, der sich im wesentlichen
über die Länge des Isoliermaterialmantels 10 von einer Stelle nahe beim stromabwärtigen Endabschnitt 18 des
Rohrstückes 8 bis zur Abgabeöffnung 4 erstreckt und ebenso wie der Isoliermaterialmantel 10 aus einem
elektrisch isolierendem Material besteht, welches an ihm entlangreibende Pulverteilchen durch Reibung elektrisch
auflädt. Der stromaufwärtige Anfangsabschnitt 30 des Leitkörpers 26 ist stromaufwärts kegelförmig verjüngt.
Die Kegelspitze 32 liegt zwischen der ringartigen Schneide 20 des Rohrstückes 8 und dem Winkel-Scheitelpunkt
34 des Ringschlitzes 14 des Injektorauslasses.
Das stromabwärtige Ende 38 des Leitkörpers 26 ist über
die Abgabeöffnung 4 axial hinaus verlängert und an ihrem Ende mit einer radialen Ringschlitzdüse 40 zur Erzeugung
eines im wesentlichen strahlenförmig radial ausströmenden
Gasvorhanges 42 versehen. Der Gasvorhang 42 wirkt als "pneumatischer Prallkörper", auf welchen das Gas-Pulvergemisch
des Zufuhrkanals 2 auftrifft und zu einer Pulverwolke umgeformt wird, welche anschließend in Strömungsrichtung des Zufuhrkanals 2 auf einen zu beschichtenden
Gegenstand weiterströmt. Die Zuführung des Gases für den
- fr-Gas vorhang 42 erfolgt über einen zum Zufuhrkanal 2
in Gehäuseteilen 44 und 46 parallel verlaufenden Kanal 48, einen anschließend zwischen dem
Gehäuseteil 46 und dem Isoliermaterialmantel 10 gebildeten Ringkanal 48, über Bohrungen 50 in Stegen 52,
welche den Leitkörper 26 im Zufuhrkanal 2 halten, zu einer Axialbohrung 54 des Leitkörpers 26 und von dieser
zur .Ringschlitzdüse 40. Anstelle einer Ringschlitzdüse 40 zur Erzeugung eines GasVorhanges 42 könnte
auch ein an sich bekannter mechanischer Prallkörper vorgesehen sein.
Die Zufuhr des Beschleunigungsgases in die Ringkammer 16 erfolgt über einen weiteren Kanal 56 des Gehäuseteils
Durch diesen Gaskanal 56 ist auch die elektrische Leitung 24 für das Rohrstück 8 hindurchgeführt, welch
letzteres aus einem elektrisch leitenden oder mindestens halbleitenden Material besteht.
Ob die Pulverteilchen positiv oder negativ durch Abzug
von Anionen oder Kationen aufgeladen werden, hängt von der Art des Pulvermaterials und des darauf abgestimmten
Materials des Isoliermaterialmantels 10 sowie des aus Isoliermaterial bestehenden Leitkörpers 26 ab. Die
Ladungskonzentration an der inneren Mantelfläche steigt mit der entgegengesetzten elektrischen Aufladung der
Pulverteilchen an und erreicht nach kurzer Zeit eine gewisse Sättigung, was eine weitere elektrische Aufladung
der Pulverteilchen beeinträchtigt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wandert die elektrische Aufladung
des Isoliermaterialmantels 10 entgegen der Strömungsrichtung des Pulver-Gasstromes im Zufuhrkanal 2 stromaufwärts
zur Schneide 20 und wird vom elektrisch leitenden Rohrstück 8 über dessen elektrische Leitung 24
abgeleitet, Dadurch wird die genannte Sättigung von Kationen oder Anionen zwischen dem Isoliermaterialmantel
10 und dem Leitkörper 26 vermieden, so daß fortlaufend eine maximal mögliche Reibungsaufladung der
nachfolgenden Pulverteilchen stattfindet. Der Isoliermaterialmantel
10 kann aus mehreren Teilen bestehen.
Vorzugsweise ist auch der Leitkörper 26 über die elektrische Leitung 24 oder eine getrennte Leitung an
ein entsprechendes elektrisches Potential, vorzugsweise an Erdpotential, angeschlossen. Gemäß der Zeichnung
kann dieser Anschluß indirekt dadurch erfolgen, daß der Leitkörper 26 über Stifte 62, welche ihn im
Zufuhrkanal 2 halten, mit dem I-soliermaterialmantel
verbunden ist.
10.Mai 1984
Claims (9)
- Patentanwalt E. O. VETTER, Bahnhof-Straße 30, P-3906 Augsburg. BundoCTcpablik DeutschlandRansburg-Gema AG Unser Az.: PA 308 DElO.Mai 1984PatentansprücheΓΐ.j Sprühvorrichtung zum Beschichten von Gegenständen mit Pulver, mit einem Zufuhrkanal (2) für das durch einen Trägergasstrom pneumatisch geförderte Pulver, mit einer Abgabeöffnung (4) am En«3e des Zufuhrkanals, mit einer den Zufuhrkanal (2) bildenden Kanalwand (44,46,6,8,10), welche auf einem Längsabschnitt durch ein Rohrstück (8) und stromabwärts davon aus einem das Pulver durch Reibung elektrisch aufladenden Isoliermaterialmantel (10) besteht, der sich bis oder bis nahe zur Abgabeöffnung (4) erstreckt, und mit einem koaxial im Zufuhrkanal (2) angeordneten Injektor (12) zum Einbringen eines den Trägergas-Pulverstrom koaxial umgebenden und ihn durch Saugwirkung beschleunigenden Beschleunigungsgases unter einem Winkel zwischen 15° und 90° zur Zufuhrkanalachse über einen Injektorauslaß (14) am stromabwärtigenEnde (18,20) des Rohrstückes (8), dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverdurchlaßquerschnitt des Zufuhrkanals (2) durch einen in seinem Zentrum zwischen Injektor (12) und Abgabeöffnung (4) axial angeordneten länglichen Leitkörper (26) von einer ausgefüllten Querschnittsform auf eine im Querschnitt ringartige Querschnittsform mit kleinerer Strömungsdurchtritts-Querschnittsflache übergeht, daß auch der Leitkörper (26) aus einem das Pulver durch Reibung elektrisch aufladenden Material besteht, und daß sich der Leitkörper (26) von nahe des Injektors (12) mindestens soweit bis nahe zur Abgabeöffnung (4) erstreckt, daß das Pulver durch Reibung am Leitkörper elektrisch aufgeladen wird und das Pulver vom stromabwärtigen Ende des Leitkörpers bis zur Abgabeöffnung (4) im wesentlichen keine elektrische Ladung verliert.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stromaufwärtige Anfangsabschnitt (30) des Leitkörpers (26) stromaufwärts kegelförmig verjüngt ist,
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 ο der 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (26) mindestens bis zur Abgabeöffnung (4) sich erstreckt.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitkörper (26) an seinem stromabwärtigen Ende ein Ablenkelement (38,40) zum Versprühen des Pulvers der Pulver-Gasströmung aufweist.-Z-
- 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektor (12) eine den Zufuhrkanal (2) umgebende Ringkammer (16) aufweist, von welcher der Injektorauslaß (14) zum Zufuhrkanal (2) führt.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Injektorauslaß eine Ringspaltdüse (14) ist, deren Ringspalt zwischen dem stromabwärtigen Endabschnitt (18) des Rohrstückes (8) und einem mit Abstand gegenüberliegenden Teil der Wand des Zufuhrkanals (2) gebildet ist, vorzugsweise einem trichterartigen Anfangsabschnitt (22) des Isoliermater i a lmante Is (10).
- 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (8) aus elektrisch leitendem oder halbleitendem Material besteht und an eine elektrische Leitung (24) zum Anschluß an ein bestimmtes elektrisches Potential angeschlossen ist.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der stromabwärtige Endabschnitt (18) des Rohrstückes (8) in Form einer ringartigen Schneide (2O] ausläuft.
- 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der stromaufwärtige Anfang (32) des Leitkörpers (26) axial zwischen dem stromabwärtigen Ende (18,20) des Rohrstückes (8) und dem Kegelscheitelpunkt (34) des Injektorauslasses (14) liegt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: GEMA VOLSTATIC AG, ST. GALLEN, CH |
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8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |