EP0756899B1 - Elektrostatische Sprühvorrichtung für Beschichtungsmaterial - Google Patents

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EP0756899B1
EP0756899B1 EP96108654A EP96108654A EP0756899B1 EP 0756899 B1 EP0756899 B1 EP 0756899B1 EP 96108654 A EP96108654 A EP 96108654A EP 96108654 A EP96108654 A EP 96108654A EP 0756899 B1 EP0756899 B1 EP 0756899B1
Authority
EP
European Patent Office
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conductor path
duct
sleeve
spray device
electrical
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP96108654A
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English (en)
French (fr)
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EP0756899A3 (de
EP0756899A2 (de
Inventor
Karl Buschor
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gema Switzerland GmbH
Original Assignee
Gema Switzerland GmbH
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Publication date
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Publication of EP0756899A2 publication Critical patent/EP0756899A2/de
Publication of EP0756899A3 publication Critical patent/EP0756899A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0533—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes
    • B05B5/0535—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes at least two electrodes having different potentials being held on the discharge apparatus, one of them being a charging electrode of the corona type located in the spray or close to it, and another being of the non-corona type located outside of the path for the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/053—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B05B5/0533—Electrodes specially adapted therefor; Arrangements of electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/03—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by the use of gas, e.g. electrostatically assisted pneumatic spraying
    • B05B5/032—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by the use of gas, e.g. electrostatically assisted pneumatic spraying for spraying particulate materials

Definitions

  • the invention relates to an electrostatic Spraying device for coating material according to Claim 1.
  • An electrostatic spray device of this type is from the patent application publication DE 43 25 911.1 known.
  • the known spray device for Coating powder has a variety of Counter electrodes, which are coaxial in a ring to a powder channel upstream of a spray nozzle are arranged, which the coating material spraying onto an object to be coated.
  • a of electrical high voltage in the area between 4000 and 140,000 volts connected Charging electrode is near the Spray opening of the spray nozzle arranged for electrostatic charge of the Coating material.
  • the counter electrodes are on a counter potential, preferably earth potential, connected, through which from the of the Charging electrode generated electrical Space charge free charges (electrons, ions) for Pull the counter electrode and on the Counter potential can be derived.
  • the counter electrodes are connected to an electrical line electrical connector on the rear Device end electrically connected to which the counter potential can be connected.
  • the ring, which carries the counter electrodes is with a Sleeve inseparable and not relative to the sleeve movably connected, which the spray nozzle against a base body of the sprayer in position holds.
  • the sleeve is on the base body screwed. So that for this screwing process Sleeve and the ring rotated relative to the body is the electrical path to the Deriving the electrical charges from the Counter electrodes formed in two parts and the both parts of the route are through one Slip ring connection releasably connected.
  • the Counter electrode device consists of a the front end portion of the sprayer clip-on ring, which has several counter electrodes carries, and from one of the ring backwards path-breaking electrical conduction path in the form a plastic stick and one in it housed electrical conductor.
  • the whole Counter electrode device is thus on the outer circumference the sprayer attached and can easily attached or removed.
  • An advantage is, The spray devices with such a Counter electrode device also afterwards (retro-fit) can be provided.
  • the disadvantage is that the counter electrode device can easily get dirty and the pipeline as well the ring must be a stable construction.
  • the object of the invention is to be achieved an electrostatic spray device for Coating powder and for liquid Form coating material so that it on simple way with or without counter electrodes can be used, in the second case a Forget about counterelectrode line parts in the Spray device can be reliably prevented should, without this counter electrode lead parts be attached externally to the sprayer have to.
  • This object is achieved according to the invention solved by the features of claim 1.
  • the electrostatic spray device after the Invention can be used to spray coating powder or coating liquid.
  • the electrostatic shown in Fig. 1 Spray device is used for spray coating Coating powder, which after spraying on an object to be coated on this Item is melted and baked.
  • the Spray device 1 can, however, be modified Form for spraying liquid coating material be used.
  • the spray device 1 contains a body 4 electrically insulating material, an axially through the body 4 leading tube 8 from electrically insulating material, itself downstream to body 4 and tube 8 subsequent intermediate piece 12 or web part and a downstream nozzle 10 each made of electrically insulating material.
  • the pipe 8, the intermediate piece 12, a socket surrounding it 6 and the nozzle 10 form a material channel or Powder channel 14 with a channel axis 16, through which from an upstream rear Device part 15, which is carried by the body 4 becomes or is part of it, powder to the nozzle 10 and by one formed in the nozzle 10 Spray opening 18 is conveyed pneumatically.
  • the Nozzle 10 may include a metal insert in which the spray opening 18 is formed. The Powder is directed towards you through the spray opening 18 sprayed coating object.
  • the Intermediate piece 12 is a narrow plate which is the coating material axially can flow past.
  • the intermediate piece 12 carries a needle-shaped charging electrode 20 in one Air duct 24 in the duct axis 16, so that the Charging electrode 20 and its electrode tip 21 near the spray opening 18 of compressed air from the Air duct 24 are flowed around.
  • the Charging electrode 20 is electrical Head 26 in the intermediate piece 12, upstream of which connecting electrical contacts 28 and 29, an electrical resistance column 25 and one Compression spring 27 to a front High voltage output 30 one High voltage generator 32 connected.
  • the High voltage generator 32 is preferably one known cascade circuit from electrical Resistors, capacitors and rectifiers.
  • the high voltage generator 32, the compression spring 27 and the electrical resistance column 25 are located in a parallel to the material channel 14 extending through the body 4 Through opening 36.
  • the through opening 36 and also have the body 4 in the area of High voltage generator 32 opposite the front Section 38 of the body 4 an upward expanded volume.
  • the resistance column 25 is in the relatively lower front section 38 housed.
  • the high voltage generator 32 has one Low voltage input 34 at the rear Device part 15 for connection to an external electrical low voltage source.
  • the Low voltage is in the range, for example between 6 volts and 24 volts AC.
  • the High voltage of the charging electrode 20 is for example in the range between 4 kV and 140 kV.
  • the high voltage generator 32 can from the Body 4 can be removed to the rear. After axially pulling out the intermediate piece 12 after front, the electrical contacts 28 and 29 can be separated, the resistance column 25 after be pulled out of the front of the body 4.
  • the body 4 is on its cylindrical front End section 38 with an external thread 40 provided on which a sleeve 42 made of electrical insulating material with its internal thread 41 is screwed.
  • the sleeve 42 is over the nozzle 10 inserted and pushes backwards with one pointing radial end face 44 against one after radial end face 46 of the nozzle 10 pointing forward.
  • the sleeve 42 clamps the nozzle 10 and that Intermediate piece 12 against one pointing forward radial face 48 of the body 4.
  • Die axially parallel through opening 36 ends in this forward-facing radial face 48 of the Body 4.
  • the sleeve 42 is over it Internal thread 41 backwards through one rear sleeve section 50 extended.
  • the cylindrical front portion 38 of the body 4 has one behind its external thread 40 threadless section 53 with preferably slightly larger diameter than that Male thread 40, and then one behind Diameter larger rear end portion 55, the a diameter equal to the outside diameter of the Has sleeve 42 so that it with the outer Shell surface of the sleeve 42 is axially aligned.
  • a sleeve or pipe section or ring 51 electrically insulating material hereinafter Called ring, carries a variety of coaxial ring-shaped around the material channel 14 arranged needle-shaped counter electrodes 52. Die Counter electrodes 52 are in radial Bores 56 formed in the ring 51 and in its outer lateral surface 58 open.
  • the ring 51 extends axially to the channel axis 16 around the Material channel 14 around, one radial and one axial distance between the counter electrodes 52 and the charging electrode 20 is present.
  • a slit-like recess 57 formed from the rear end portion 55 of the front portion 38 of the body 4 to Male thread 40 extends and, with the exception of one small radial through opening 59, from the Sleeve 42 is covered.
  • the radial one Through opening 59 is between the rear End 61 of the sleeve 42 and her opposite rear end wall 63 of the Recess 57 formed.
  • the inner diameter of the ring 51 is only very little (less than 1 mm) larger than that Outer diameter of the sleeve 42.
  • the ring 51 was before the sleeve 42 is screwed onto the body 4 from the front over the front End portion 38 of the body 4 on the rear End part 55 of this front section 38 up to attached a stop 65 of the body 4.
  • the only after that sleeve 42 screwed onto the body 4 extends with its rear portion 50 between the body 4 and a front section 67 of the ring 51.
  • the front section 67 of the Ring 51 extends the length of the Recess 57 and is of the sleeve 42 radially and positioned in the forward direction.
  • the ring 51 will from the rear end portion 55 of the body 4 radially and from the stop 65 of the body 4 in the reverse direction positioned.
  • the ring 51 is in the forward direction, Reverse direction and circumferentially around the Material channel 14 also through an electrical Line route 70 positioned, which is different from the radially inner ends of the counter electrodes 52 up to an electrical counter potential connection element 72 at the rear end of the rear part of the device 55 essentially parallel to the material channel 14 extends so that the counter electrodes 52 over the Connection element 72 to an electrical Counter potential, preferably earth potential, can be connected.
  • This electrical Counter potential differs from electrical high voltage potential of the Charging electrode 20 that the counter electrodes 52nd free electrons and ions from the electrical Space charge cloud of the charging electrode 20 attract which derived on the counter potential become.
  • the counter electrodes 52 are located as close as possible to the spray opening 18 to the to have the best electrical efficiency.
  • the counter electrodes 52 have to go as far be removed from the charging electrode 20 that no electrical flashover can take place and that only free electrical charges (electrons, Ions) are sucked off from the counter electrode 52, however none to charge the Coating material required electrical Charges of the high voltage electrode 20.
  • the counter electrodes 52 a have another shape, for example by a Electrode ring be formed.
  • the electrical conduction path 70 for the Counter electrodes 52 consist of one piece front conduction path section 74 in the ring 51, a then essentially radially from the ring 51 through the radial through opening 59 between the sleeve 42 and the one pointing forward rear end face 63 of the recess 57 extending intermediate portion 76, and one rearward connecting rear Line path section 78 in a through hole 80, which is through the body 4 and the rear device part 15 parallel to Channel axis 16 of the material channel 14 extends.
  • This line path bore 80 is at its rear End with the counter potential connection element 72 provided and ends at its front end in the forward-facing rear face 63 of the Recess 57 radially within this recess 57.
  • the Route 70 is a Z-shape rectangular kinked shape. Because the pipeline through hole 80 of the body 4 is lower than the external thread 40 of the body 4, must at least the rear conduit path section 78 of the Route 70 be flexible so that it through the Recess 57 forward through the thread 40 from the line path through hole 80 can be pulled out or vice versa in the Line path through hole 80 inserted can be.
  • Intermediate route section 76 lies between the rear end 61 of the sleeve 42 and the front end facing forward 63 of the body 4 and is between these two Elements positioned axially, which also the Ring 51 is positioned axially.
  • Rear Conduit section 78 has in the conduit through hole 80 preferably only a little Clearance to the surrounding bore wall of the Body 4, so that the rear conduit section 78 in the conduit through hole 80 in the circumferential direction with the material channel 14 little leeway essentially stationary is positioned, with which the ring 51 in Circumferential direction around the material channel 14 stationary is positioned.
  • the conduction path 70 preferably consists of a Core 82 made of electrically conductive material and a jacket 84 surrounding this core electrically insulating material.
  • the core is 82 preferably in the counter potential connecting element 72 inserted axially and through one into the Connection element inserted radially to the core 82 Screw 86 in the counter potential connection element 72 releasably attached.
  • the conduit 70 is non-rotatable and also in Device axial direction fixed to ring 51 connected such that the electrical conduction path 70 only together with the ring 51 on the body 4 attached or detached from it, but not individually. This ensures that for spray coating without counter electrodes 52 not only the ring 51 with the counter electrodes 52, but also forcibly the route 70 Will get removed. That is at the same time ensures that when spray coating with Counterelectrodes 52 always include the conduction path 70 is fully available and effective.
  • the electrical conduction path 70 has the shape of a electrical cable or a limited flexible Staff.
  • the ring 51 with the counter electrodes 52 and Route 70 can at this or in modified embodiment a rotation relative to the body 4 around the Material channel 14 are prevented that the in Longitudinal direction of the material channel 14 extending Side surfaces 90 of the recess 57 only one of the Width of the line path 70 corresponding distance from each other and thereby the route 70 on a movement in the circumferential direction around the Prevent material channel 14.
  • sealing rings 92 are preferably sealing rings 92.
  • the body 4 can be made from one piece or from consist of several parts.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)
  • Spray Control Apparatus (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Sprühvorrichtung für Beschichtungsmaterial gemäß Anspruch 1.
Eine elektrostatische Sprühvorrichtung dieser Art ist aus der Patentanmeldungs-Veröffentlichung DE 43 25 911.1 bekannt. Die bekannte Sprühvorrichtung für Beschichtungspulver weist eine Vielzahl von Gegenelektroden auf, welche in einem Ring koaxial zu einem Pulverkanal stromaufwärts einer Sprühdüse angeordnet sind, welche das Beschichtungsmaterial auf einen zu beschichtenden Gegenstand sprüht. Eine an elektrische Hochspannung im Bereich zwischen 4000 und 140000 Volt angeschlossene Aufladungselektrode ist in der Nähe der Sprühöffnung der Sprühdüse angeordnet zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials. Die Gegenelektroden sind an ein Gegenpotential, vorzugsweise Erdpotential, angeschlossen, durch welches aus der von der Aufladungselektrode erzeugten elektrischen Raumladung freie Ladungen (Elektronen, Ionen) zur Gegenelektrode hin gezogen werden und auf das Gegenpotential abgeleitet werden. Dadurch können insbesondere dickere Materialschichten mit guter Oberflächenqualität auf einen zu beschichtenden Gegenstand aufgetragen werden, ohne daß sich beispielsweise auf der Schicht ein "Orangenhauteffekt" ergibt. Die Gegenelektroden sind über einen elektrischen Leitungsweg mit einem elektrischen Anschlußelement am hinteren Vorrichtungsende elektrisch verbunden, an welchen das Gegenpotential anschließbar ist. Der Ring, welcher die Gegenelektroden trägt, ist mit einer Hülse untrennbar und relativ zur Hülse nicht bewegbar verbunden, welche die Sprühdüse gegen einen Grund-Körper der Sprühvorrichtung in Position hält. Die Hülse ist auf den Grund-Körper geschraubt. Damit für diesen Schraubvorgang die Hülse und der Ring relativ zum Körper gedreht werden können, ist der elektrische Leitungsweg zum Ableiten der elektrischen Ladungen von den Gegenelektroden zweiteilig ausgebildet und die beiden Leitungswegteile sind durch eine Schleifringverbindung lösbar miteinander verbunden.
Je nach Art des zu beschichtenden Gegenstandes und der Art der gewünschten Beschichtung kann in einem Fall eine Sprühvorrichtung mit Gegenelektroden oder in einem anderen Fall eine Sprühvorrichtung ohne Gegenelektroden bessere Beschichtungsergebnisse bringen.
Die Praxis hat gezeigt, daß, wenn ohne Gegenelektrode gesprüht werden soll, zwar die Gegenelektrode und der mit ihr verbundene vordere Leitungsabschnitt von der Sprühvorrichtung durch eine Bedienungsperson abgenommen wird, jedoch der hintere Leitungsabschnitt oft in der Sprühvorrichtung vergessen wird oder aus Unachtsamkeit nicht entfernt wird. Dann wirkt der hintere Leitungsabschnitt, obwohl in geringerem Umfang, weiterhin als Gegenelektrode, was nicht erwünscht ist.
Aus der europäischen Patentanmeldungs-Veröffentlichung EP-A-0 620 045 ist eine elektrostatische Sprühvorrichtung mit einer Hochspannungs-Aufladungselektrode und einer Gegenelektrodenvorrichtung bekannt. Die Gegenelektrodenvorrichtung besteht aus einem auf den vorderen Endabschnitt der Sprühvorrichtung aufsteckbaren Ring, welcher mehrere Gegenelektroden trägt, und aus einem vom Ring sich nach hinten wegerstreckenden elektrischen Leitungsweg in Form eines Kunststoffstabes und einem darin untergebrachten elektrischen Leiter. Die gesamte Gegenelektrodenvorrichtung ist somit am Außenumfang der Sprühvorrichtung angebracht und kann leicht befestigt oder entfernt werden. Ein Vorteil ist, daR Sprühvorrichtungen mit einer solchen Gegenelektrodenvorrichtung auch nachträglich (retro-fit) versehen werden können. Der Nachteil ist jedoch, daß die Gegenelektrodenvorrichtung leicht verschmutzen kann und der Leitungsweg sowie der Ring eine stabile Konstruktion sein müssen.
Eine weitere elektrostatische Sprühvorrichtung für Beschichtungspulver, welche mit einer Gegenelektrode versehen ist, ist aus dem US-Patent 4 921 172 bekannt.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine elektrostatische Sprühvorrichtung für Beschichtungspulver und für flüssiges Beschichtungsmaterial so auszubilden, daß sie auf einfache Weise mit oder ohne Gegenelektroden verwendet werden kann, wobei im zweiten Fall ein Vergessen von Gegenelektroden-Leitungsteilen in der Sprühvorrichtung zuverlässig verhindert werden soll, ohne daß diese Gegenelektroden-Leitungsteile an der Sprühvorrichtung extern angebracht werden müssen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Die elektrostatische Sprühvorrichtung nach der Erfindung kann zum Sprühen von Beschichtungspulver oder Beschichtungsflüssigkeit ausgebildet sein.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel beschrieben. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1
einen axialen abgebrochenen Längsschnitt durch eine Sprühvorrichtung nach der Erfindung mit Gegenelektroden.
Die in Fig. 1 dargestellte elektrostatische Sprühvorrichtung dient zum Sprühbeschichten mit Beschichtungspulver, welches nach dem Sprühen auf einen zu beschichtenden Gegenstand auf diesen Gegenstand geschmolzen und eingebrannt wird. Die Sprühvorrichtung 1 kann jedoch in abgewandelter Form zum Sprühen von flüssigem Beschichtungsmaterial verwendet werden.
Die Sprühvorrichtung 1 enthält einen Körper 4 aus elektrisch isolierendem Material, ein axial durch den Körper 4 hindurchführendes Rohr 8 aus elektrisch isolierendem Material, ein sich stromabwärts an den Körper 4 und das Rohr 8 anschließendes Zwischenstück 12 oder Stegteil und eine sich stromabwärts daran anschließende Düse 10 je aus elektrisch isolierendem Material. Das Rohr 8, das Zwischenstück 12, eine es umgebende Buchse 6 und die Düse 10 bilden einen Materialkanal oder Pulverkanal 14 mit einer Kanalachse 16, durch welchen von einem stromaufwärtigen hinteren Vorrichtungsteil 15, welches vom Körper 4 getragen wird oder ein Teil von ihm ist, Pulver zur Düse 10 und durch eine in der Düse 10 gebildete Sprühöffnung 18 pneumatisch gefördert wird. Die Düse 10 kann einen Einsatz aus Metall enthalten, in welchem die Sprühöffnung 18 gebildet ist. Das Pulver wird durch die Sprühöffnung 18 auf einen zu beschichtenden Gegenstand gesprüht. Das Zwischenstück 12 ist eine schmale Platte, an welcher das Beschichtungsmaterial axial vorbeiströmen kann. Das Zwischenstück 12 trägt eine nadelförmige Aufladungselektrode 20 in einem Luftkanal 24 in der Kanalachse 16, so daß die Aufladungselektrode 20 und ihre Elektrodenspitze 21 nahe der Sprühöffnung 18 von Druckluft aus dem Luftkanal 24 umströmt werden. Die Aufladungselektrode 20 ist über einen elektrischen Leiter 26 im Zwischenstück 12, sich stromaufwärts davon anschließende elektrische Kontakte 28 und 29, eine elektrische Widerstandssäule 25 und eine Druckfeder 27 an einen vorderen Hochspannungsausgang 30 eines Hochspannungserzeugers 32 angeschlossen. Der Hochspannaungserzeuger 32 ist vorzugsweise eine bekannte Kaskadenschaltung aus elektrischen Widerständen, Kondensatoren und Gleichrichtern. Der Hochspannungserzeuger 32, die Druckfeder 27 und die elektrische Widerstandssäule 25 befinden sich in einer sich parallel zum Materialkanal 14 durch den Körper 4 hindurch erstreckenden Durchgangsöffnung 36. Die Durchgangsöffnung 36 und auch der Körper 4 haben im Bereich des Hochspannungserzeugers 32 gegenüber dem vorderen Abschnitt 38 des Körpers 4 ein nach oben erweitertes Volumen. Die Widerstandssäule 25 ist im relativ dazu niedrigeren vorderen Abschnitt 38 untergebracht.
Der Hochspannungserzeuger 32 weist einen Niederspannungseingang 34 am hinteren Vorrichtungsteil 15 zum Anschluß an eine externe elektrische Niederspannungsquelle auf. Die Niederspannung liegt beispielsweise im Bereich zwischen 6 Volt und 24 Volt Wechselspannung. Die Hochspannung der Aufladungselektrode 20 liegt beispielsweise im Bereich zwischen 4 kV und 140 kV. Der Hochspannungserzeuger 32 kann aus dem Körper 4 nach hinten herausgenommen werden. Nach axialem Herausziehen des Zwischenstücks 12 nach vorne, wobei die elektrischen Kontakte 28 und 29 getrennt werden, kann die Widerstandssäule 25 nach vorne aus dem Körper 4 herausgezogen werden.
Der Körper 4 ist an seinem zylindrischen vorderen Endabschnitt 38 mit einem Außengewinde 40 versehen, auf welches eine Hülse 42 aus elektrisch isolierendem Material mit ihrem Innengewinde 41 geschraubt ist. Die Hülse 42 ist über die Düse 10 gesteckt und drückt mit einer nach hinten zeigenden radialen Stirnfläche 44 gegen eine nach vorne zeigende radiale Stirnfläche 46 der Düse 10. Dadurch spannt die Hülse 42 die Düse 10 und das Zwischenstück 12 gegen eine nach vorne zeigende radiale Stirnfläche 48 des Körpers 4. Die achsparallele Durchgangsöffnung 36 endet in dieser nach vorne zeigenden radialen Stirnfläche 48 des Körpers 4. Zum Herausnehmen der Düse 10, des Zwischenstücks 12 und der Widerstandssäule 25 braucht somit lediglich die Hülse 42 vom Körper 4 abgeschraubt zu werden. Die Hülse 42 ist über ihr Innengewinde 41 hinaus nach hinten durch einen hinteren Hülsenabschnitt 50 verlängert.
Der zylindrische vordere Abschnitt 38 des Körpers 4 hat hinter seinem Außengewinde 40 einen gewindefreien Abschnitt 53 mit vorzugsweise geringfügig größerem Durchmesser als das Außengewinde 40, und dann dahinter einen im Durchmesser größeren hinteren Endteil 55, der einen Durchmesser gleich dem Außendurchmesser der Hülse 42 hat, so daß er mit der äußeren Mantelfläche der Hülse 42 axial fluchtet.
Eine Hülse oder Rohrstück oder Ring 51 aus elektrisch isolierendem Material, im folgenden Ring genannt, trägt eine Vielzahl von koaxial ringförmig um den Materialkanal 14 herum angeordneten nadelförmigen Gegenelektroden 52. Die Gegenelektroden 52 befinden sich in radialen Bohrungen 56, die im Ring 51 gebildet sind und in seiner äußeren Mantelfläche 58 münden. Der Ring 51 erstreckt sich axial zur Kanalachse 16 um den Materialkanal 14 herum, wobei ein radialer und ein axialer Abstand zwischen den Gegenelektroden 52 und der Aufladungselektrode 20 vorhanden ist.
Im Außenumfang des vorderen Abschnitts 38 des Körpers 4 ist eine schlitzartige Ausnehmung 57 gebildet, die sich vom hinteren Endteil 55 des vorderen Abschnitts 38 des Körpers 4 bis zum Außengewinde 40 erstreckt und, mit Ausnahme einer kleinen radialen Durchgangsöffnung 59, von der Hülse 42 abgedeckt wird. Die radiale Durchgangsöffnung 59 ist zwischen dem hinteren Ende 61 der Hülse 42 und der ihr gegenüberliegenden hinteren Stirnwand 63 der Ausnehmung 57 gebildet.
Der Innendurchmesser des Rings 51 ist nur sehr wenig (weniger als 1 mm) größer als der Außendurchmesser der Hülse 42. Der Ring 51 wurde, bevor die Hülse 42 auf den Körper 4 geschraubt wurde, von vorne her über den vorderen Endabschnitt 38 des Körpers 4 auf den hinteren Endteil 55 dieses vorderen Abschnittes 38 bis zu einem Anschlag 65 des Körpers 4 aufgesteckt. Die erst danach auf den Körper 4 geschraubte Hülse 42 erstreckt sich mit ihrem hinteren Abschnitt 50 zwischen dem Körper 4 und einem vorderen Abschnitt 67 des Ringes 51. Der vordere Abschnitt 67 des Ringes 51 erstreckt sich über die Länge der Ausnehmung 57 und wird von der Hülse 42 radial und in Vorwärtsrichtung positioniert. Der Ring 51 wird vom hinteren Endteil 55 des Körpers 4 radial und vom Anschlag 65 des Körpers 4 in Rückwärtsrichtung positioniert.
Der Ring 51 wird in Vorwärtsrichtung, Rückwärtsrichtung und in Umfangsrichtung um den Materialkanal 14 auch durch einen elektrischen Leitungsweg 70 positioniert, welcher sich von den radial inneren Enden der Gegenelektroden 52 bis zu einem elektrischen Gegenpotential-Anschlußelement 72 am hinteren Ende des hinteren Vorrichtungsteils 55 im wesentlichen parallel zum Materialkanal 14 erstreckt, so daß die Gegenelektroden 52 über das Anschlußelement 72 an ein elektrisches Gegenpotential, vorzugsweise Erdpotential, angeschlossen werden können. Dieses elektrische Gegenpotential unterscheidet sich derart vom elektrischen Hochspannungspotential der Aufladungselektrode 20, daß die Gegenelektroden 52 freie Elektronen und Ionen aus der elektrischen Raumladungswolke der Aufladungselektrode 20 anziehen, welche auf das Gegenpotential abgeleitet werden. Die Gegenelektroden 52 befinden sich möglichst nahe bei der Sprühöffnung 18, um den besten elektrischen Wirkungsgrad zu haben. Andererseits müssen die Gegenelektroden 52 soweit von der Aufladungselektrode 20 entfernt sein, daß kein elektrischer Überschlag stattfinden kann und daß nur freie elektrische Ladungen (Elektronen, Ionen) von der Gegenelektrode 52 abgesaugt werden, jedoch keine zur Aufladung des Beschichtungsmaterials erforderlichen elektrischen Ladungen der Hochspannungselektrode 20. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können die Gegenelektroden 52 eine andere Form haben, beispielsweise durch einen Elektrodenring gebildet sein.
Der elektrische Leitungsweg 70 für die Gegenelektroden 52 besteht einstückig aus einem vorderen Leitungswegabschnitt 74 im Ring 51, einem sich anschließend im wesentlichen radial vom Ring 51 durch die radiale Durchgangsöffnung 59 zwischen der Hülse 42 und der nach vorne zeigenden, hinteren Stirnfläche 63 der Ausnehmung 57 erstreckenden Zwischenabschnitt 76, und einem sich nach hinten anschließenden hinteren Leitungswegabschnitt 78 in einer Durchgangsbohrung 80, welche sich durch den Körper 4 und den hinteren Vorrichtungsteil 15 parallel zur Kanalachse 16 des Materialkanals 14 erstreckt. Diese Leitungsweg-Bohrung 80 ist an ihrem hinteren Ende mit dem Gegenpotential-Anschlußelement 72 versehen und endet an ihrem vorderen Ende in der nach vorne zeigenden hinteren Stirnfläche 63 der Ausnehmung 57 radial innerhalb dieser Ausnehmung 57. Durch das radiale Zwischenstück 76 hat der Leitungsweg 70 eine Z-förmig rechtwinkelig abgeknickte Form. Da die Leitungsweg-Durchgangsbohrung 80 des Körpers 4 tiefer liegt als das Außengewinde 40 des Körpers 4, muß mindestens der hintere Leitungwegabschnitt 78 des Leitungsweges 70 biegsam sein, damit er durch die Ausnehmung 57 hindurch nach vorne über das Gewinde 40 aus der Leitungweg-Durchgangsbohrung 80 herausgezogen werden kann oder umgekehrt in die Leitungsweg-Durchgangsbohrung 80 eingesteckt werden kann. Der Leitungsweg-Zwischenabschnitt 76 liegt zwischen dem hinteren Ende 61 der Hülse 42 und der nach vorne zeigenden hinteren Stirnfläche 63 des Körpers 4 und wird zwischen diesen beiden Elementen axial positioniert, wodurch auch der Ring 51 axial positioniert wird. Der hintere Leitungsweg-Abschnitt 78 hat in der Leitungsweg-Durchgangsbohrung 80 vorzugsweise nur wenig Zwischenraum zur umgebenden Bohrungswand des Körpers 4, so daß der hintere Leitungsweg-Abschnitt 78 in der Leitungsweg-Durchgangsbohrung 80 in Umfangsrichtung um den Materialkanal 14 mit wenig Spielraum im wesentlichen ortsfest positioniert ist, womit auch der Ring 51 in Umfangsrichtung um den Materialkanal 14 ortsfest positioniert wird.
Der Leitungsweg 70 besteht vorzugsweise aus einem Kern 82 aus elektrisch leitendem Material und einem diesen Kern umgebenden Mantel 84 aus elektrisch isolierendem Material. Der Kern 82 ist vorzugsweise in das Gegenpotential-Anschlußelement 72 axial eingesteckt und durch eine in das Anschlußelement radial zum Kern 82 eingesetzte Schraube 86 im Gegenpotential-Anschlußelement 72 lösbar befestigt.
Der Leitungsweg 70 ist drehfest und auch in Vorrichtungs-Axialrichtung fest mit dem Ring 51 verbunden, derart, daß der elektrische Leitungsweg 70 nur zusammen mit dem Ring 51 an dem Körper 4 angebracht oder von ihm abgenommen werden kann, jedoch nicht einzeln. Dadurch wird sichergestellt, daß für das Sprühbeschichten ohne Gegenelektroden 52 nicht nur der Ring 51 mit den Gegenelektroden 52, sondern zwangsweise auch der Leitungsweg 70 entfernt wird. Damit ist gleichzeitig sichergestellt, daß beim Sprühbeschichten mit Gegenelektroden 52 stets auch der Leitungsweg 70 vollständig vorhanden und wirksam ist. Der elektrische Leitungsweg 70 hat die Form eines elektrischen Kabels oder eines begrenzt flexiblen Stabes.
Der Ring 51 mit den Gegenelektroden 52 und der Leitungsweg 70 können bei dieser oder in abgewandelter Ausführungsform auch dadurch an einer Drehung relativ zum Körper 4 um den Materialkanal 14 gehindert werden, daß die in Längsrichtung des Materialkanals 14 verlaufenden Seitenflächen 90 der Ausnehmung 57 nur einen der Breite des Leitungsweges 70 entsprechenden Abstand voneinander haben und dadurch den Leitungsweg 70 an einer Bewegung in Umfangsrichtung um den Materialkanal 14 hindern.
Zwischen dem Ring 51 und den gegenüberliegenden Außenumfangsflächen des Körpers 4 und der Hülse 42 befinden sich vorzugsweise Dichtungsringe 92.
Der Körper 4 kann aus einem Stück oder aus mehreren Teilen bestehen.

Claims (10)

  1. Elektrostatische Sprühvorrichtung für Beschichtungsmaterial, enthaltend einen Körper (4); einen Materialkanal (14) für Beschichtungsmaterial, welcher sich durch den Körper (4) entlang einer Kanalachse (16) erstreckt; eine Sprühöffnung (18) am stromabwärtigen Ende des Materialkanals (14) zum Sprühen des Beschichtungsmaterials auf einen zu beschichtenden Gegenstand; mindestens eine Aufladungselektrode (20) zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials mit elektrischer Hochspannung in der Nähe der Sprühöffnung (18), mindestens eine Gegenelektrode (52), welche mit Abstand von der Aufladungselektrode (20) radial außerhalb des Pulverstromes angeordnet ist; einen elektrischen Leitungsweg (70), welcher sich von einem elektrischen Anschlußelement (72) an einem bezüglich der Materialströmungsrichtung stromaufwärtigen hinteren Ende des Körpers (4) durch einen Leitungsweg-Kanal (57,80) in diesem Körper (4) und dann aus diesem Körper (4) heraus bis zu der Gegenelektrode (52) erstreckt und am Anschlußelement (72) an ein elektrisches Gegenpotential anschließbar ist, durch welches die Gegenelektrode (52) freie elektrische Ladungen (Elektronen, Ionen) aus dem versprühten Pulver durch elektrostatische Kräfte abzieht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der elektrische Leitungsweg (70) und die Gegenelektrode (52) eine Baueinheit (51,52,70) bilden, die nur unzertrennt, als ein Stück, an dem Körper (4) befestigbar, oder umgekehrt abnehmbar, ist, daß der Körper (4) und der Leitungsweg (70) in Umfangsrichtung um den Materialkanal (14) wirkende Anschlagflächen (70,57,80) aufweisen, welche eine Relativdrehung zwischen dem Leitungsweg (70) und dem Ring (51) mit den Gegenelektroden (52) einerseits und dem Körper (4) andererseits um den Materialkanal (14) verhindern oder eng begrenzen, und daß Arretiermittel (42,61,63,65) zur lösbaren Arretierung der Baueinheit (51,52,70) an dem Körper (4) in der vorbestimmten axialen Position in axialer Richtung des Materialkanals (14) vorgesehen sind, welche arretieren, wenn der Leitungsweg (70) in den Körper (4) eingesetzt ist.
  2. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der elektrische Leitungsweg (70) nur kleinen radialen Spielraum zur Wand des Leitungsweg-Kanals (57,80) des Körpers (4) hat und dadurch der Leitungsweg (70) zusammen mit der Gegenelektrode (52) an einer Drehbewegung um den Körper (4) gehindert wird.
  3. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Leitungsweg-Kanal (57,80) eine Ausnehmung (57) am Umfang des Körpers (4) aufweist, daß sich der Leitungsweg (70) quer zum Leitungsweg-Kanal (57,80) aus der Ausnehmung (57) heraus in den Ring (51) erstreckt, und daß eine Leitungsweg-Durchgangsbohrung (80) in welcher ein hinterer Abschnitt (78) des Leitungsweges (70) untergebracht ist, sich im Körper (4) von der Ausnehmung (57) bis zum hinteren Endbereich der Sprühvorrichtung erstreckt.
  4. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Leitungsweg (70) mindestens auf einem Teil seines im Leitungsweg-Kanal (57,80) untergebrachten Leitungsweg-Abschnitt (78) biegsam ist, derart, daß er beim Herausziehen oder Einsetzen in oder aus dem Leitungsweg-Kanal (57,80) quer zu diesem Leitungsweg-Kanal aus der Ausnehmung (57) herausgebogen werden kann.
  5. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Arretiermittel eine Hülse (42) aufweisen, welche über eine Gewindeverbindung (40,41) am Körper (4) befestigt ist und zwischen sich und dem Körper (4) die Baueinheit (51,52,70) axial in Position hält, so daß zum Abnehmen der Baueinheit von dem Körper (4) zuerst die Hülse (42) abgeschraubt werden muß.
  6. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der aus der Ausnehmung (57) des Körpers (4) quer zum Leitungsweg-Kanal (80) sich herauserstreckende Leitungsweg-Abschnitt (76) zwischen dem hinteren Ende (61) der Hülse (42) und einer ihr gegenüberliegenden, nach vorne zeigenden hinteren Stirnfläche (63) der Ausnehmung (57) angeordnet ist und dazwischen von diesen Teilen in axialer Position gehalten wird.
  7. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hülse (42) eine Sprühdüse (10), welche mit der Sprühöffnung (18) versehen ist, übergreift und axial gegen den Körper (4) spannt.
  8. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Baueinheit (51,52,70) einen Ring (51) aufweist, welcher die mindestens eine Gegenelektrode (52) trägt oder bildet und auf den Körper (4) von vorne, von der Düsenöffnung (18) her, aufsteckbar ist.
  9. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der elektrische Leitungsweg (70) aus einem elektrischen Leiter (82) und einem ihn umgebenden Mantel (84) aus elektrisch isolierendem Material besteht.
  10. Elektrostatische Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hülse (42) über die Sprühöffnung (18) hinweg von vorne her zwischen den Körper (4) und den Ring (51) koaxial einsetzbar ist, wobei die Hülse (42) auf den Körper (4) aufschraubbar (40,41) ist und der Ring (51) auf der Hülse (42) radial positioniert ist.
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