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EP1177050A1 - Hochrotationszerstäuber mit lenkluftring - Google Patents

Hochrotationszerstäuber mit lenkluftring

Info

Publication number
EP1177050A1
EP1177050A1 EP99910346A EP99910346A EP1177050A1 EP 1177050 A1 EP1177050 A1 EP 1177050A1 EP 99910346 A EP99910346 A EP 99910346A EP 99910346 A EP99910346 A EP 99910346A EP 1177050 A1 EP1177050 A1 EP 1177050A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ring
steering air
bell
air ring
rotary atomizer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP99910346A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1177050B1 (de
Inventor
Gunter BÖRNER
Steffen Georgi
Josef Wittmann
Hidetoshi Yamabe
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.)
ABB Patent GmbH
Original Assignee
ABB Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Patent GmbH filed Critical ABB Patent GmbH
Publication of EP1177050A1 publication Critical patent/EP1177050A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1177050B1 publication Critical patent/EP1177050B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • 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
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0426—Means for supplying shaping gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/50—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter

Definitions

  • the invention relates to a rotary atomizer with external charging, which can be used to apply conductive lacquers, in particular water lacquer, to a surface of a body to be coated.
  • Rotary atomizers are described for example in DE 31 30 096 C2, DE 31 51 929 C2 and EP 0 829 306 A2.
  • the water-based paint is fed centrally to a bell that rotates at high speed (10,000 rpm to 70,000 rpm).
  • the paint is guided to the edge of the bell by centrifugal force and thrown off from there in the form of small drops.
  • the droplets move in the first flight moment parallel to the surface of the object to be coated, which is located in the front of the atomizer.
  • the droplets are then directed in the direction of the object to be coated by an air flow from the atomizer in the direction of the object to be coated.
  • the air is directed out of the atomizer from bores or slots behind the bell.
  • the droplets are charged electrostatically. This is done by needle electrodes, which are attached radially around the bell and are at negative DC potential.
  • the voltage is in the range between - 40 kV and - 100 kV.
  • the high field strengths in front of the needle tips (> 25 kV / cm) lead to ionization of the air in front of the needle tips.
  • the resulting electrons attach themselves to air molecules and form negative ions that move in the electric field to the bell at ground potential and to the grounded object to be coated. On the way they cross the droplets and negatively charge them.
  • a force acts on the charged droplets in the direction of the object to be coated, due to the interaction the electric charge is caused by the electric field. This force and the application efficiency is higher the higher the field strength and charge.
  • the distance from the edge of the steering air ring to the needle tips is usually smaller than the distance from the bell edge to the needle tips. As a result, only a small part of the negative electrons generated at the needle tip is directed to the bell edge and the field strength in the area of the bell edge is low. This means that the droplets are not charged enough for high efficiency.
  • the edge of the steering air ring is connected to the plastic surface of the atomizer body. This results in interfaces at which comparatively powerful discharges (streamer) start, which lead to the destruction of the plastic surface.
  • the invention has for its object to provide a high-ration atomizer with external discharge and steering air ring, with which an increased efficiency is achieved with a reduced tendency to discharge.
  • the steering air ring is not directly earthed but connected to the earth potential via an ohmic resistor.
  • FIG. 1 shows a section of an atomizer with a steering air ring, spray bell, and at least one resistance component for the high-resistance connection of the steering air ring to earth potential
  • FIG. 3 shows an atomizer according to FIG. 1 with an alternative embodiment of the high-resistance connection
  • 4 shows an enlarged illustration of measures for reducing the field strength at the edges of the steering air ring
  • Fig. 6 is a simplified electrical equivalent circuit.
  • Fig. 1 shows a section of an atomizer with a turbine 3, which is made of a conductive material (metal and carbon). This is immediately grounded.
  • the turbine is usually provided with an air bearing. Rolling bearings are also possible.
  • the shaft 4 of the turbine 3 is a hollow shaft in which the conductive ink supply line 5 and the solvent supply line and color return line, not shown here, are located.
  • the bell 6 is attached, which is usually made of metal.
  • the paint supplied in the paint tube 5 exits through the openings 7 and 8 and runs on the face of the bell 6 to the edge of the bell from which the paint is sprayed.
  • the turbine 4 is surrounded by a housing 1 made of non-conductive material (usually plastic).
  • the air 20, 21 is guided to the front of the atomizer by corresponding components made of insulating material 2, 9, 11.
  • the steering air ring 13 made of conductive material has openings 12 for the steering air 21.
  • the steering air ring 13 is electrically connected to the turbine 3 via one or more parallel resistors 17 (resistance components). Good contacting can e.g. can be achieved by springs 16.
  • the conductive steering air ring 13 is provided with an insulating part 11 towards the bell, which primarily covers the edge of the steering air ring 13. Additional air 20 is also passed through openings 10 in this insulating ring 11. avoids at the edge of the bell.
  • the bell 6 is additionally covered on the outside with an insulating part 22 in order to further increase the security against flashovers.
  • connection between the steering air ring 13 and the grounded turbine 2 can also take place via components 23 which are made of a material which accordingly has the same electrical resistance as the resistors 17 listed above. This is shown in Fig. 3 as an embodiment.
  • the resistance between the edge of the steering air ring facing the needle electrodes and the earth potential should be in the range of 10 M ⁇ to 500 M ⁇ .
  • the aim should be that no high field strengths occur at the edge of the steering air ring 13, which faces the electrode holder 18 with the needle electrodes 19, which lead to streamer discharges.
  • a high-resistance connection can be introduced between the conductive steering air ring 13 and the plastic cover 15, which reduces the potential.
  • a simple exemplary embodiment is shown in FIG. Between the steering air ring 13 and the plastic cover 15, a ring 14 made of high-resistance material (e.g. plastic with added graphite or soot) is placed. This has to touch the plastic cover 15 around the entire circumference.
  • the highly simplified electrical equivalent circuit diagram is shown in FIG. 6.
  • the electrical circuit consists of gas discharge lines between the needle tips and the grounded object 25 to be coated,
  • the voltage at the steering air ring U results from the current to the steering air ring I and the electrical resistance between the steering air ring and earth R,
  • the total current of the atomizer is the sum of the three partial flows to the earthed object l 0 , to the earthed bell l g and to the steering air ring I ,.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotationszerstäuber mit Aussenaufladung, der zum Aufbringen von leitfähigen Lacken, insbesondere Wasserlack, auf eine zu beschichtende Oberfläche eines Körpers verwendet werden kann. Der Rotationszerstäuber weist einen auf Hochspannungspotential befindlichen Lenkluftring (13) und eine geerdete Sprühglocke (6) auf. Zur Verringerung der Gefahr von Entladungen wird vorgeschlagen, den Ring (13) über einen hochohmigen Widerstand (17) mit Erdpotential zu verbinden, so dass der Ring (13) ein Potential einnimmt, das zwischen dem Hochspannungspotential von Elektroden (19) für die Aussenaufladung und dem Erdpotential der Glocke (6) liegt.

Description

Hochrotationszerstäuber mit Lenkluftring
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Rotationszerstäuber mit Außenaufladung, der zum Aufbringen von leitfähigen Lacken, insbesondere Wasserlack auf eine zu beschichtende Oberfläche eines Körpers verwendet werden kann. Rotationszerstäuber sind beispielsweise in der DE 31 30 096 C2, DE 31 51 929 C2 und EP 0 829 306 A2 beschrieben .
Der Wasserlack wird dabei zentral einer Glocke zugeführt, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht (10000 U/min bis 70000 U/min). Durch die Zentrifugalkraft wird der Lack zur Glockenkante geführt und von dort in Form kleiner Tropfen abgeschleudert. Die Tröpfchen bewegen sich damit im ersten Flug-Moment parallel zur Oberfläche des zu beschichtenden Objektes, das sich in Front des Zerstäubers befindet. Durch eine Luftströmung vom Zerstäuber in Richtung des zu beschichtenden Objektes werden die Tröpfchen dann in Richtung des zu beschichtenden Objektes gelenkt. Die Luft wird hinter der Glocke aus dem Zerstäuber aus Bohrungen oder Schlitzen geleitet. Um einen hohen Auftragswirkungsgrad zu erreichen werden die Tröpfchen elektrostatisch aufgeladen. Dies erfolgt durch Nadelelektroden, die radial um die Glocke angebracht sind und sich auf negativem Gleichspannungspotential befinden. Die Spannung liegt im Bereich zwischen - 40 kV und - 100 kV. Die dabei auftretenden hohen Feldstärken vor den Nadelspitzen (> 25 kV/cm) führen zu einer Ionisierung der Luft vor den Nadelspitzen. Die dabei entstehenden Elektronen lagern sich an Luftmoleküle an und bilden negative Ionen, die sich im elektrischen Feld zu der auf Erdpotential befindlichen Glocke und zu dem geerdeten zu beschichtenden Objekt bewegen. Auf dem Weg dahin kreuzen sie die Tröpfchen und laden diese negativ auf. Auf die geladenen Tröpfchen wirkt eine Kraft in Richtung des zu beschichtenden Objektes, die durch die Wechselwirkung der elektrischen Ladung mit dem elektrischen Feld hervorgerufen wird. Dabei ist diese Kraft und damit der Auftragswirkungsgrad ist um so höher, je höher Feldstärke und Ladung sind. Für die angelegte Spannung ergibt sich eine Obergrenze. Ab einem vorgegebenen Spannungspegel schlagen die gleichmäßigen Koronaentladungen in sogenannte Streamer um. Diese führen einerseits zu einer sehr ungleichmäßigen Aufladung der Tröpfchen und können andererseits den Durchschlag zwischen den Nadelelektroden und der geerdeten Glocke einleiten.
Ein weiteres Problem besteht darin, daß durch eine Verwirbelung an der Glockenkante Tröpfchen in Richtung des Zerstäuberkörpers gelenkt werden. In US 5,775,598 wird deshalb vorgeschlagen den Lenkluftring aus einem leitfähigen Material zu fertigen und diesen mit Erdpotential zu verbinden. Zwischen dem Zerstäuberkörper und der von der Glockenkante abgesprühten Tröpfchenwolke entsteht damit eine Raumladungswolke durch den Stromfluß der Ionen von den Nadelspitzen zum geerdeten Lenkluftring. Durch die abstoßenden Kräfte der negativ geladenen Tröpfchen und den negativen Ionen soll eine Verschmutzung des Zerstäuberkörpers vermieden werden. Diese Anordnung hat weiterhin den Vorteil, daß die Lenkluftöffnungen in ein metallisches Teil eingebracht werden können. Damit ist gegenüber von Kunststoffteilen eine höhere Gleichmäßigkeit der Lenkluft gewährleistet, da die Fertigungstoleranzen bei Kunststoffteilen größer sind als bei Metallteilen. Weiterhin können die teilweise beobachteten Entladungen von der Turbine durch die Lenkluftöffnungen vermieden werden, die zu einer Zerstörung dieser führen.
Diese Anordnung hat jedoch entscheidende Nachteile:
- Der Abstand der Kante des Lenkluftrings zu den Nadelspitzen ist in der Regel kleiner als der Abstand der Glockenkante zu den Nadelspitzen. Dadurch wird nur ein kleiner Teil der an der Nadelspitze generierten negativen Elektronen zur Glockenkante gelenkt und die Feldstärke im Bereich der Glockenkante ist gering. Damit ist die Aufladung der Tröpfchen nicht ausreichend für einen hohen Wirkungsgrad. - Die Kante des Lenkluftringes ist mit der Kunststoffoberfläche des Zerstäuberkörpers verbunden. Damit ergeben sich Grenzflächen an denen vergleichsweise stromstarke Entladungen (Streamer) einsetzen, die zu einer Zerstörung der Kunststoffober- f lache führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochrationszerstäuber mit Außenentladung und Lenkluftring anzugeben, mit dem ein erhöhter Wirkungsgrad bei verminderter Neigung zu Entladungen erreicht wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Hochrotationszerstäuber mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt es, den Lenkluftring auf ein Potential zu legen, das zwischen dem Erdpotential (Glocke und Turbine) und dem Hochspannungspotential der Nadelspitzen liegt. Dazu ist der Lenkluftring nicht direkt geerdet sondern über einen ohmschen Widerstand mit dem Erdpotential verbunden.
Ausführungsbeispiele sind in Zeichnungsfiguren dargestellt und nachstehend beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Ausschnitt aus einem Zerstäuber mit Lenkluftring, Sprühglocke, und wenigstens einem Widerstandsbauteil zur hochohmigen Verbindung des Lenkluftrings mit Erdpotential,
Fig. 2 einen Zerstäuber gemäß Fig. 1 und zusätzlichem Isolierteil auf die Glocke,
Fig. 3 einen Zerstäuber gemäß Fig. 1 mit einer alternativen Ausführung der hochohmigen Verbindung, Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung von Maßnahmen zur Feldstärkereduzierung an Kanten des Lenkluftrings,
Fig. 5 alternative Maßnahmen zur Feldstärkereduzierung, und
Fig. 6 ein vereinfachtes elektrisches Ersatzschaltbild.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Zerstäuber mit einer Turbine 3, die aus einem leitfähigen Material (Metall und Kohlenstoff) gefertigt ist. Diese ist unmittelbar geerdet. Die Turbine ist in der Regel mit einer Luftlagerung versehen. Es sind aber auch Wälzlager möglich. Die Welle 4 der Turbine 3 ist eine Hohlwelle, in der sich die leitfähige Farbzuleitung 5 und die hier nicht dargestellten Lösemittelzuleitung und Farbrückleitung befinden. An der Stirnseite der Welle 4 ist die Glocke 6 angebracht, die in der Regel aus Metall gefertigt ist. Die im Farbrohr 5 zugeführte Farbe tritt durch die Öffnungen 7 und 8 aus und läuft auf der Stirnseite der Glocke 6 zu der Glockenkante, von der die Farbe abgesprüht wird. Die Turbine 4 ist von einem Gehäuse 1 aus nichtleitfähigen Material (in der Regel Kunststoff) umgeben. Durch entsprechende Bauteile aus Isolierstoff 2, 9,11 wird die Luft 20, 21 zur Front des Zerstäubers geführt. Der aus leitfähigen Material gefertigte Lenkluftring 13 besitzt Öffnungen 12 für die Lenkluft 21. Der Lenkluftring 13 ist über einen oder mehrere parallele Widerstände 17 (Widerstandsbauelemente) elektrisch mit der Turbine 3 verbunden. Eine gute Kontaktierung kann z.B. durch Federn 16 erreicht werden.
Da im Betrieb der Lenkluftring 13 auf einen anderen Potential (z.B. -10 kV) als die geerdete Glocke 6 befindet, ist zu gewährleisten, daß keine Überschläge zwischen dem Lenkluftring 13 und der Glocke 6 auftreten. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der leitfähige Lenkluftring 13 zur Glocke hin mit einem Isolierteil 11 versehen, das vor allem die Kante des Lenkluftringes 13 abdeckt. Durch Öffnungen 10 in diesem Isolierring 11 wird weiterhin eine Zusatzluft 20 geführt, die Luftverwirbelun- gen an der Glockenkante vermeidet. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Glocke 6 zusätzlich an der Außenseite mit einem Isolierteil 22 bedeckt, um die Sicherheit gegen Überschläge weiter zu erhöhen.
Die Verbindung zwischen dem Lenkluftring 13 und der geerdeten Turbine 2 kann auch über Bauteile 23 erfolgen, die aus einem Material gefertigt sind, das entsprechend den gleichen elektrischen Widerstand besitzt, wie die oben aufgeführten Widerstände 17 . Dies ist in Fig. 3 als Ausführungsbeispiel dargestellt.
Eine weitere in der Zeichnung nicht dargestellte Möglichkeit besteht darin, den Lenkluftring 13 selbst aus hochohmigem Material zu fertigen und mit Erde zu verbinden. Dabei sollte der Widerstand zwischen der Kante des Lenkluftringes, die den Nadelelektroden zugewandt ist, und dem Erdpotential im Bereich von 10 MΩ bis 500 MΩ liegen.
Für einen sicheren Betrieb ist anzustreben, daß an der Kante des Lenkluftringes 13, die den Elektrodenhalter 18 mit den Nadelelektroden 19 zugewandt ist, keine hohen Feldstärken auftreten, die zu Streamer-Entladungen führen. Dazu kann zwischen dem leitfähigen Lenkluftring 13 und der Kunststoffabdeckung 15 eine hochohmige Verbindung eingebracht werden, die das Potential abbaut. Im Fig. 4 ist ein einfaches Ausführuπgs- beispiel dargestellt. Zwischen den Lenkluftring 13 und die Kunstoffabdeckung 15 ist ein Ring 14 aus hochohmigen Material (z.B. Kunststoff mit beigemengten Graphit oder Ruß) gelegt. Dieser muß um den gesamten Umfang schlüssig die Kunststoffabdek- kung 15 berühren. Luftspalte müssen auf jeden Fall sowohl zwischen dem hochohmigen Ring 14 und der isolierenden Kunststoffabdeckung 15 als auch zwischen dem hochohmigen Ring 14 und dem Lenkluftring 13 vermieden werden. Eine weitere Möglichkeit besteht in dem in Fig. 5 dargestellten Überzug der Vorderkante der Kunststoffabdeckung 15 mit einem hochohmigen Material 24, z. B. Lack. Dabei ist wiederum darauf zu achten, daß keine Luftspalte entstehen. Es sind auch Kombinationen der beiden in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Maßnahmen möglich.
Das stark vereinfachte elektrische Ersatzschaltbild ist in Fig. 6 dargestellt. Der elektrische Stromkreis besteht aus Gasentladungsstrecken - zwischen den Nadelspitzen und dem geerdeten, zu beschichtenden Objekt 25,
- zwischen den Nadelspitzen und der geerdeten Glocke 26,
- zwischen den Nadelelektroden und dem Lenkluftring 27, und einem Widerstand 28 zwischen Lenkluftring und Erde. Die Strom - Spannungs - Kennlinien der Gasentladungsstrecken können durch folgende Gleichungen approximiert werden:
- zwischen den Nadelspitzen und dem geerdeten zu beschichtenden Objekt l0 = c0 (U - U00)2 ;
- zwischen den Nadelspitzen und der geerdeten Glocke
- zwischen den Nadelelektroden und dem Lenkluftring
I, = c, (U - U, - U0I)2
Die Spannung am Lenkluftring U, ergibt sich aus dem Strom zum Lenkluftring I, und dem elektrischen Widerstand zwischen Lenkluftring und Erde R,
U, = I, R, Der Gesamtstrom des Zerstäubers ist die Summe der drei Teilströme zum geerdeten Objekt l0, zur geerdeten Glocke lg und zum Lenkluftring I,.
I = l0 + I, + lg Im elektrischen Sinne handelt es sich hier um eine Mehrelektrodenanordnung mit verschiedenen Potentialen. In erster Näherung kann jedoch davon ausgegangen werden, daß die Parameter c0, cg, c„ U0o, U0g und U0| allein von der Geometrie und nicht von Potentialen abhängig sind. Damit wird der Zerstäuber in erster Näherung durch die aufgeführten fünf Gleichungen beschrieben.
Experimentelle Untersuchungen haben ergeben, daß sich eine sehr gute Leistung des Zerstäubers (hoher Auftragswirkungsgrad und geringe Verschmutzung) ergibt, wenn der Strom zur Glocke ca. 400 μA, der Strom zum Objekt ca. 100 μA und der Strom zur Glocke ca. 100 μA beträgt. Diese Abstimmung hängt nicht nur vom Widerstand, sondern auch von der Position der Nadelelektroden ab. Generell erweisen sich Widerstände im Bereich von 10 MΩ bis 500 MΩ als geeignet.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse aus Isoliermaterial (z.B. Kunststoff)
2 Bauteil aus Kunststoff Turbine mit Luftlagerung (leitfähig mit Erdpotential verbunden) Hohlwelle ( leitfähig) Farbrohr (leitfähig) Glocke (leitfähig) Färb- und Lösemittelöfnungen Färb- und Spülmittelöffnungen Bauteil aus Isolierstoff 0 Öffnung für Zusatzluft (Bohrungen oder Spalt) 1 Bauteil aus Isolierstoff 2 Öffnungen für Lenkluft (Bohrungen oder Spalt) 3 Lenkluftring aus leitfähigen Material 4 Ring aus hochohmigen Material zur Feldsteuerung 5 Ring aus Isolierstoff 6 Feder 7 Ohmscher Widerstand Bauteil 8 Elektrodenhalter 9 Nadelelektrode (negative Gleichspannung) 0 Zusatzluft zur Vermeidung von Verwirbelungen an der Glockenkante 1 Lenkluft 2 Außenisolierung der Glocke 3 Bauteil aus hochohmigen Material 4 Überzug aus hochohmigen Material 5 Ersatzschaltbild für die Gasentladungsstrecke zwischen Nadelelektroden und geerdeten zu beschichtenden Objekt 6 Ersatzschaltbild für die Gasentladungsstrecke zwischen Nadelelektroden und geerdeter Glocke 27 Ersatzschaltbild für die Gasentladungsstrecke zwischen Nadelelektroden und Lenkluftring
28 Widerstand zwischen leitfähigen Lenkluftring und Erde
Verwendete Formelzeichen
U Spannung an den Nadelspitzen
U, Spannung am Lenkluftring
I Gesamtstrom des Zerstäubers l0 Strom von den Nadelspitzen zum geerdeten zu beschichtenden Objekt lg Strom von den Nadelspitzen zur geerdeten Glocke
I, Strom von den Nadelspitzen zum Lenkluftring
R, Widerstand zwischen leitfähigen Lenkluftring und Erde c0, cg, c„ U0o, U0g und U0,
Parameter der Gasentladungsstrecken

Claims

Ansprüche
1. Hochrotationszerstäuber zum Auftragen von elektrisch leitfähigem Lack, insbesondere Wasserlack, wobei der Rotationszerstäuber aufweist:
a) eine Elektrodenanordnung (18, 19) für eine elektrostatische Außenaufladung,
b) eine elektrisch leitfähige und geerdete Sprühglocke (6), die mittels Antriebsein richtungen (3,4) in Rotation versetzbar ist, die sich in einem Zerstäubergehäuse (1 ) aus elektrisch isolierendem Material befinden,
c) einen Lenkluftring (13) aus elektrisch leitfähigem Material, mit dem Lenkluft (21 ausblasbar ist, und der betriebsmäßig Hochspannungspoteπtial (z. B. -10kV führt,
d) Mittel (13, 16, 17) vorhanden sind, die einen ohmschen Widerstand im Bereich von 10 MΩ bis 500 MΩ bilden und über diesen Widerstand eine elektrische Verbindung des Lenkluftrings (13) mit Erdpotential herstellen.
2. Hochrotationszerstäuber nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere parallele Widerstandsbauteile (17) als Mittel zur Verbindung des Lenkluftringes (13) mit Erdpotential angeordnet sind.
3. Hochrotationszerstäuber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen Kontaktierung der Widerstandsbauteile (17) wenigstens ein Federelement (16) angeordnet ist.
4. Hochrotationszerstäuber nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkluftring (13) aus einem hochohmigen Material hergestellt ist, so daß der Lenkluftring (13) selbst als Mittel zur Verbindung mit Erdpotential verwendet ist, wobei ein ohmscher Widerstand im Bereich von 10 MΩ bis 500 MΩ zwischen einer den Elektroden (19) zugewandten Lenkluftring-Kante und einem Erdpotential führenden Bauteil hergestellt ist.
5. Hochrotationszerstäuber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkluftring (13) in einem zur Glocke (6) weisenden Bereich mit einem elektrisch isolierenden Isolierteil (1 1 ) abgedeckt ist, womit ein Mindestabstand von 4 mm bis 15 mm zwischen dem unbedeckten Lenkluftring (13) und der Glocke (6) eingestellt ist,
6. Hochrotationszerstäuber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glocke (6) auf ihrer dem Lenkluftring (13) zugewandten Außenseite mit einem elektrisch isolierenden Isolierteil (22) abgedeckt ist.
7. Hochrόtationszerstäuber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Isolierstoffrings (15) ein den Elektroden (19) zugewandter Teil des Lenkluftrings (13) abgedeckt ist, und zwischen den Isolierstoffring (15) zur Reduzierung der Feldstärke ein Ring (14) aus hochohmigem Material eingefügt ist, wobei durch geeignete Gestaltung Luftspalte zwischen den Komponenten (13, 14, 15) vermieden sind.
8. Hochrotationszerstäuber nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkluftring (13) in einem Teilbereich seiner Oberfläche von einem Isolierteil (11 ) abgedeckt ist, das insbesondere eine zur Glocke (6) weisende Kante des Lenkluftrings (13) abdeckt, um die Gefahr elektrischer Überschläge zwischen Ring (13) und Glocke (6) zu verringern.
9. Hochrotationszerstäuber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch Öffnungen (10) im Isolierteil (1 1 ) Zusatzluft (20) in den Zwischenraum zwischen Isolierteil (11) und Glocke (6) blasbar ist, womit Luftverwirbelungen an der Glockenkaπte vermeidbar sind.
10. Hochrotationszerstäuber nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderkante des Isolierstoffrings (15) mittels eines Überzugs (24) aus einem hochohmigen Material, insbesondere einem Lack abgedeckt ist, um die Feldstärke im Bereich der Vorderkante zu verringern.
EP99910346A 1999-03-16 1999-03-16 Hochrotationszerstäuber mit lenkluftring Expired - Lifetime EP1177050B1 (de)

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PCT/EP1999/001705 WO2000054888A1 (de) 1999-03-16 1999-03-16 Hochrotationszerstäuber mit lenkluftring

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Publication Number Publication Date
EP1177050A1 true EP1177050A1 (de) 2002-02-06
EP1177050B1 EP1177050B1 (de) 2003-01-22

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99910346A Expired - Lifetime EP1177050B1 (de) 1999-03-16 1999-03-16 Hochrotationszerstäuber mit lenkluftring

Country Status (9)

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US (1) US6565021B2 (de)
EP (1) EP1177050B1 (de)
JP (1) JP4343445B2 (de)
KR (1) KR100492233B1 (de)
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CA (1) CA2367140C (de)
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