DE2816850A1

DE2816850A1 - ELECTROSTATIC POWDER SPRAY GUN

Info

Publication number: DE2816850A1
Application number: DE19782816850
Authority: DE
Inventors: Karl Rapp
Original assignee: Ernst Mueller GmbH and Co
Current assignee: Ernst Mueller GmbH and Co
Priority date: 1978-04-18
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1979-10-31
Also published as: GB2018625B; IT7921851A0; CH641690A5; IT1166745B; JPS5534189A; SE7903358L; FR2423266A1; BR7902350A; AU4606379A; FR2423266B1; GB2018625A

Description

Firma ERNST MUELLER KG, Postfach 226-, 7057 Winnenden 6,ERNST MUELLER KG, Postfach 226-, 7057 Winnenden 6,

Elektrostatische Pulver-SprühpistoleElectrostatic powder spray gun

Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Pulver-Sprühpistole, mit einem Pistolenrohr aus Isolierstoff, einem axial im Pistolenrohr verlaufenden Pulverkanal, einer einen Teil der Kanalwandung bildenden, geerdeten Innenelektrode und einem mit Abstand vor der Pistolenrohrmündung befindlichen Drallkörper, der am freien Ende einer in den Pulverkanal hineinreichenden und dort gehalterten Stange sitzt, wobei Halterungsstange und Drallkörper an Hochspannung liegen und die Aufladeelektrode bilden.The invention relates to an electrostatic powder spray gun, with a gun barrel made of insulating material, one axially in the gun barrel extending powder channel, a part of the channel wall forming, grounded inner electrode and a distance in front of the Pistol barrel muzzle located swirl body at the free end a rod that extends into the powder channel and is held there, with the holding rod and swirl body at high voltage and form the charging electrode.

Eine derartige Pulver-Sprühpistole ist aus der DE-OS 25 55 547 bekannt. Dabei dient die Innenelektrode dazu, das aus der Zuführleitung ankommende Pulver-Luftgemisch - das durch Reibung an der Innenwandung der Zuführleitung eine Undefinierte Ladung, möglicherweise sogar "falscher" Polarität besitzt - zu entladen und damit definierte Bedingungen zu schaffen. Außerdem dient aber die Innenelektrode auch dazu, im Pulverkanal zwischen der eigentlichen Aufladeelektrode und der Innenelektrode ein starkes elektrostatisches Feld aufzubauen, welches das zuerst entladene Pulver-Luft-Gemisch noch innerhalb der Pistole mit der gewünschten Polarität auflädt.Such a powder spray gun is known from DE-OS 25 55 547. The inner electrode serves to remove the powder-air mixture arriving from the supply line - that by friction on the Inner wall of the supply line has an undefined charge, possibly even "wrong" polarity - to discharge and thus to create defined conditions. In addition, however, the inner electrode is also used in the powder channel between the actual Charging electrode and the inner electrode build up a strong electrostatic field, which is the first discharged powder-air mixture charges with the desired polarity while still inside the gun.

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Damit soll eine sehr intensive, exakt definierte Aufladung erreicht werden. In der Praxis hat sich nun gezeigt, daß dies jedoch nur für vergleichsweise kurze Zeiten der Fall ist und die Aufladewirkung bei längerem Sprühen stark nachläßt- Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß dieses Nachlassen der Aufladewirkung daherrührt, daß sich das Pulver an der metallischen Innenelektrode (24) niederschlägt und - die Innenelektrode wird während des Betriebs durch Reibungswirkung erhitzt - an der Metalloberfläche ansintert, mit der Folge, daß eine elektrische Isolierschicht auf der Innenelektrode entsteht. Dasselbe gilt auch für die in den Pulverkanal hineinreichende Halterungsstange des Drallkörpers, und zwar dann, wenn diese Halterungsstange aus Metall besteht.This is intended to achieve a very intensive, precisely defined charge will. In practice it has now been shown that this is the case, however, only for comparatively short times and the Charging effect decreases sharply with prolonged spraying - the present one The invention is based on the knowledge that this decrease in the charging effect is due to the fact that the powder adheres to it the metallic inner electrode (24) is deposited and - the inner electrode is frictional during operation heated - sintered to the metal surface, with the result that an electrical insulating layer is formed on the inner electrode. The same also applies to the holding rod of the swirl body that extends into the powder channel, namely when this The support rod is made of metal.

Auf der Grundlage dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Pulver-Sprühpistolen der eingangs erwähnten Art in der Weise zu verbessern, daß die Aufladewirkung noch mehr erhöht und vor allem für lange Zeiträume erhalten bleibt. Dabei soll aber sichergestellt sein, daß die Sprühpistole für die Bedienungsperson gefahrlos ist.On the basis of this knowledge, the invention is based on the object of providing powder spray guns of the type mentioned at the beginning to be improved in such a way that the charging effect is increased even more and, above all, is maintained for long periods of time. It should but be sure that the spray gun is safe for the operator.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß Drallkörper, Halterungsstange und Innenelektrode aus einem elektrisch halbleitenden, gegenüber Pulver ansinterungsfreiem Material bestehen, insbesondere Tetrafluoräthylen mit eingelagerten Leitfähigkeitsteilchen, etwa Graphit. Tetrafluoräthylen hat nämlich die Eigenschaft, daß die üblicherweise verwendeten SprühpulverAccording to the invention, this object is achieved in that swirl body, Support rod and inner electrode from one electrical semiconducting material that does not sinter to powder, in particular tetrafluoroethylene with embedded conductivity particles, like graphite. Tetrafluoroethylene has the property that the spray powders commonly used

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nicht anhaften und daß auch dann, wenn der aus der Tetrafluoräthylen bestehende Körper und/oder das vorbeistreichende Pulver erhitzt sind, keine Ansinterung des Pulvers am Tetrafluoräthylenkörper auftritt. Durch die eingelagerten Graphitteilchen wird die erforderliche elektrische Leitfähigkeit erzeugt, wobei diese vergleichsweise gering sein kann und trotzdem die gewünschte Elektrodenwirkung erreicht wird. Nachdem nicht nur die Innenelektrode sondern auch die in den Pulverkanal hineinragende Halterungsstange des Drallkörpers aus dem erwähnten halbleitenden Material besteht ergibt sich einerseits ein hohes elektrostatisches Feld zwischen Innenelektrode und rückwärtigem Ende der Halterungsstange, und darüberhinaus wird das Pulver-Luft-Gemisch noch zusätzlich beim Vorbeistreichen an der Halterungsstange durch Influenzwirkung aufgeladen, und zwar ohne daß sich an der Halterungsstange Pulver festsetzt. Versuche haben ergeben, daß eine äußerst intensive Aufladung des Pulvers erreicht wird und daß diese Aufladung über lange Betriebszeiten aufrechterhalten wird.do not adhere and that even if the tetrafluoroethylene existing bodies and / or the powder being swept past are heated, no sintering of the powder on the tetrafluoroethylene body occurs. The necessary electrical conductivity is generated by the embedded graphite particles, whereby this can be comparatively low and still achieve the desired electrode effect. After not just the inner electrode but also the holding rod protruding into the powder channel of the swirl body consists of the semiconducting material mentioned, there is on the one hand a high electrostatic field between Inner electrode and rear end of the support rod, and In addition, the powder-air mixture is additionally influenced by the effect of the force moving past the mounting rod charged without powder sticking to the support rod. Tests have shown that it is extremely intense Charging of the powder is achieved and that this charge is maintained over long periods of operation.

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Das in der Zeichnung dargestellte Vorderteil der Pulversprühpistole weist ein Pistolenrohr 10 auf, das an einem üblichen Handgriff 11 mit Abzugsbügel 12 befestigt ist. Ein axial im Rohr 10 verlaufender Pulverkanal 13 ist einerseits an eine Pulverzuführung 14 angeschlossen und mündet andererseits in ein zylindrisches Düsenstück 15, das in das Vorderende des Pistolenrohrs 10 eingesetzt ist. In Abstand vor der Mündung des Düsenstückes 15 befindet sich ein Drallkörper 16, dessen Halterungsstange 17 das Düsenstück 15 axial durchsetzt und in diesem lösbar befestigt ist. Als Befestigungselement für die Stange 17 dient dabei ein Drahtring 18 mit Mittelstrebe, wobei die Mittelstrebe, wie aus der Zeichnung ersichtlich, in das geschlitzte Rückende der Stange 17 eingreift. Ferner sind zwei Zentrierstifte 19 vorgesehen. Die Zuführung der Hochspannung erfolgt über die Leitung 20, das Kontaktstück 21, die Kontaktfeder 22 und das Anschlußstück 23, das mit dem Ring 18 in Berührung steht. Schließlich ist in das Rohr 10 eine Hülse 24 eingelassen, deren Innenwand den Pulverkanal begrenzt und die - wie später erläutert - eine Erdungselektrode darstellt.The front part of the powder spray gun shown in the drawing has a gun barrel 10 which is attached to a conventional handle 11 is attached with trigger guard 12. One axially in the pipe 10 extending powder channel 13 is connected on the one hand to a powder feed 14 and on the other hand opens into a cylindrical one Nozzle piece 15 that fits into the front end of the gun barrel 10 is used. At a distance in front of the mouth of the nozzle piece 15 is a swirl body 16, the mounting rod 17 of which Nozzle piece 15 penetrates axially and is releasably fastened in this. A wire ring is used as a fastening element for the rod 17 18 with a central strut, the central strut, as can be seen from the drawing, in the slotted rear end of the rod 17 intervenes. Two centering pins 19 are also provided. The feed the high voltage takes place via the line 20, the contact piece 21, the contact spring 22 and the connecting piece 23 which is in contact with the ring 18. Finally, in the tube 10 is a Inserted sleeve 24, the inner wall of which delimits the powder channel and which - as explained later - represents a grounding electrode.

Wesentlich sind die verwendeten Materialien. So bestehen das Rohr 10, das Düsenstück 15 und die Stifte 19 aus Isolierstoff, nämlich isolierendem Kunststoff. Das Kontaktstück 21, die Kontaktfeder 22 und der Befestigungsring 18 bestehen aus elektrisch leitfähigem Material, nämlich Metall. Der Drallkörper 16, seine Halterungsstange 17, das Anschlußstück 23 und die Hülse 24 schließlich bestehen dagegen aus einem Material mit bestimmten elektrischen und mechanischen Eigenschaften. Die elektrischen Eigenschaften sollen so sein, daß zwar eine Leitfähigkeit vorhanden ist, diese jedoch weit unter der metallischen Leitfähigkeit liegt, während die mechanische Eigenschaft so sein muß, daß sich kein Pulver daran ab'The materials used are essential. The pipe 10, the nozzle piece 15 and the pins 19 are made of insulating material, namely insulating plastic. The contact piece 21, the contact spring 22 and the fastening ring 18 are made of electrically conductive Material, namely metal. The swirl body 16, its support rod 17, the connector 23 and the sleeve 24 finally consist of a material with certain electrical and mechanical properties. The electrical properties are supposed to be such that, although there is conductivity, this is far below the metallic conductivity, while the mechanical Property must be such that no powder can stick to it '

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setzt, insbesondere auch bei Erwärmung keine sogenannte Aufsinterung von Pulver an der Oberfläche auftritt. Ein Material, das diese elektrischen und mechanischen Eigenschaften aufweist, ist beispielsweise Tetraflouräthylen, in welches Graphitteilchen einlagert sind. Drallkörper 16 und Halterungsstange 17 liegen über den Ring 18 und das Anschlußstück 23 an Hochspannung, vorzugsweise an negativer Hochspannung, während die Hülse 24 über eine nichtgezeichnete Leitung geerdet ist.sets no so-called sintering, especially when heated of powder occurs on the surface. One material that exhibits these electrical and mechanical properties is for example, tetraflourethylene, in which graphite particles are embedded are. The swirl body 16 and the mounting rod 17 are connected to high voltage, preferably via the ring 18 and the connecting piece 23 at negative high voltage, while the sleeve 24 is grounded via a line not shown.

Die Pistole arbeitet folgendermaßen. Das über die Zuführung 14 zugeführte Pulver-Luft-Gemisch weist im allgemeinen eine Undefinierte Ladung auf, das heißt ist bereits an der Wandung der Zuführungsleitung aufgeladen worden, wobei die Höhe der Aufladung und deren Polarität vom Material der Zuführungsleitung und von der Pulverart abhängt und in der Praxis nicht vorherbestimmbar sind. Beim Durchgang des Pulver-Luft-Gemisches durch die geerdete Hülse 24 vird nun das Pulver entladen, so daß vor der eigentlichen, gewollten Aufladung definierte Verhältnisse geschaffen werden. Die Hülse 24 wirkt aber nicht nur als Entladungselektrode für das ankommende Pulver-Luft-Gemisch, sondern wirkt auch als Gegenelektrode, das heißt es baut sich zwischen der geerdeten Hülse 24 und dem Ring 18 bzw. dem Rückende der Stange 17, die ja an Hochspannung liegen, ein starkes elektrostatisches Feld auf. Dieses Feld ist vergleichsweise stark, weil der Abstand zwischen dem Rückende der Stange 17 und der Hülse 14 auf jedenfall kleiner ist als der Abstand zwischen dem Drallkörper 16 und dem - üblicherweise ebenfalls geerdeten - Werkstück. Dieses starke Feld aber bewirkt, daß das Pulver-Luft-Gemisch im Kanal 13 zwischen Hülse 24 und Rückende der Stange 17 bereits intensiv aufgeladen wird, und zwar in der gewünschten Polarität. PassiertThe gun works as follows. The powder-air mixture fed in via feed 14 generally has an undefined one Charge on, that is, is already on the wall of the supply line has been charged, the level of charge and its polarity depending on the material of the supply line and from depends on the type of powder and cannot be determined in advance in practice. When the powder-air mixture passes through the earthed Sleeve 24 is now discharged the powder, so that defined conditions are created before the actual, desired charging will. The sleeve 24 not only acts as a discharge electrode for the incoming powder-air mixture, but also acts as a counter electrode, that is, it builds up between the grounded sleeve 24 and the ring 18 or the rear end of the rod 17, which is yes high voltage, a strong electrostatic field. This field is comparatively strong because of the distance between the rear end of the rod 17 and the sleeve 14 is in any case smaller than the distance between the swirl body 16 and the - usually also earthed - workpiece. This strong field but causes the powder-air mixture in the channel 13 between Sleeve 24 and the rear end of the rod 17 is already intensively charged, in the desired polarity. Happened

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dann das Pulver-Luft-Gemisch das Düsenstück 15 und streicht dabei an der unter Hochspannung stehenden Stange 17 vorbei, so erfolgt eine weitere zusätzliche Aufladung infolge Influenzwirkung. Das Pulver-Luft-Gemisch ist somit bereits bei Austritt aus dem Düsenstück 15 stark aufgeladen, mit der Folge, daß sich der Sprühstrahl aufweitet und bereits in wolkenartiger Gestalt schließlich in das Feld zwischen Drallkörper 16 und Werkstück gelangt.then the powder-air mixture the nozzle piece 15 and strokes it past the high-voltage rod 17, a further additional charge takes place as a result of the influence of the influence. The powder-air mixture is thus already highly charged when it emerges from the nozzle piece 15, with the result that the The spray jet expands and finally reaches the field between the swirl body 16 and the workpiece in a cloud-like shape.

Versuche haben ergeben, daß sich auf diese Weise eine besondersExperiments have shown that in this way a special

intensive und exakt definierte Aufladung der Pulverteilchen ergibt. Weiterhin hat sich gezeigt, daß das für Hülse 24, Stange und Drallkörper 16 verwendete Material sicherstellt, daß sich auch bei der durch Reibung erfolgenden Erwärmung keine Pulverschicht auf diesen Teilen absetzt, dort festsintert und eine Isolierschicht bildet. Schließlich erbringt die Verwendung des erwähnten Materials für Stange 17 und Drallkörper 16 den Vorteil der Vermeidung von bei Metallteilen möglichen Stoßentiadungen.intensive and precisely defined charging of the powder particles results. It has also been shown that for sleeve 24, rod and swirl body 16 ensures that the material used also During the heating caused by friction, no powder layer is deposited on these parts, sintered there and an insulating layer forms. Finally, the use of the mentioned material for rod 17 and swirl body 16 has the advantage of avoidance of possible shock discharges with metal parts.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann auch das Düsenstück 15 aus dem erwähnten halbleitenden Material, also Tetrafluoräthylen mit Graphiteinlagerung bestehen, womit die Influenzaufladung des Pulvers beim Durchgang durch das Düsenstück 15 noch weiter erhöht wird.According to a further development of the invention, the nozzle piece 15 can also be made of the semiconducting material mentioned, that is to say tetrafluoroethylene exist with graphite intercalation, so that the influence charge of the powder when passing through the nozzle piece 15 even further is increased.

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Claims

PATENT CLAIMS

1.) Electrostatic powder spray gun, with a gun barrel made of insulating material, a powder channel running axially in the gun barrel, one grounded inner electrode forming part of the duct wall and one at a distance in front of the gun barrel mouth located swirl body, which sits at the free end of a rod that rises into the channel and is held there, with the support rod and swirl bodies are connected to high voltage and represent the charging electrode, characterized in that swirl bodies (16), retaining rod (17) and inner electrode (24) from one electrically semiconducting, non-sintering compared to powder Material exist, especially tetrafluoroethylene with embedded particles of high conductivity.

2. Spray gun according to claim 1, characterized in that the particles of high conductivity consist of graphite.

Bankhaus Merck, Finck & Co., Munich
(BLZ 7OO 304 00) Account no. 254649

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Bankhaus H. Aufhäuser, Munich (BLZ 70030600) Account no. 261300

Telegram address: patent senior

Postal check: Munich

(BLZ 7O010080) Account no. 20904-800

ORIGINAL INSPECTED

3. Spray gun according to claim 1 or 2, characterized in that the electrical conductivity of the semiconducting material at least the swirl body (16) and the mounting rod (17) are set in such a way that the energy of flashover sparks remains below dangerous levels.

4. Spray gun according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the inner electrode (24) is a sleeve, the inner diameter of which corresponds to the diameter of the powder channel (13).

5. Spray gun according to one of claims 1 to 4, characterized in that that in the gun barrel mouth a sleeve-like nozzle piece (15) is inserted, which is in the powder channel (13) extending support rod (17) surrounds and holds coaxially.

6. Spray gun according to claim 5, characterized in that the nozzle piece (15) consists of the same material as the swirl body (16), the support rod (17) and the inner electrode (24).

7. Spray gun according to claim 6, characterized in that the nozzle piece (15) and the mounting rod (17) are connected by means of a fastening element (18) which is made of conductive or semiconductive Material.

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