EP1201316B1 - Hochrotationszerstäuber zur Aufbringung von Pulverlack - Google Patents

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EP1201316B1
EP1201316B1 EP01123729A EP01123729A EP1201316B1 EP 1201316 B1 EP1201316 B1 EP 1201316B1 EP 01123729 A EP01123729 A EP 01123729A EP 01123729 A EP01123729 A EP 01123729A EP 1201316 B1 EP1201316 B1 EP 1201316B1
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EP
European Patent Office
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housing
acceleration
speed rotary
jet
passage
Prior art date
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EP01123729A
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English (en)
French (fr)
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EP1201316A1 (de
Inventor
Jan Reichler
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.)
Eisenmann Lacktechnik KG
Original Assignee
Eisenmann Lacktechnik KG
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Publication date
Application filed by Eisenmann Lacktechnik KG filed Critical Eisenmann Lacktechnik KG
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Publication of EP1201316B1 publication Critical patent/EP1201316B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces
    • B05B5/0426Means for supplying shaping gas

Definitions

  • the invention relates to a high-rotation atomizer for applying powder coating to a housing; With a arranged on the front of the housing rotatable Bell cup; with a housed in the housing Engine that drives the bell-plate; With at least one extending through the housing and at the front of the housing exiting Pulverzu Glasskanal and at least one arranged in the housing High voltage electrode, at which the powder feed channel flowing through powder particles for ionization be passed.
  • the object of the present invention is to provide a high-rotation atomizer of the type mentioned in a simple Way in such a way that even when using electric conductive particles in the powder coating no setback threatened by the high voltage electrode.
  • the powder supply channel contains an acceleration nozzle, in which the paint powder particles to a higher speed be accelerated, at least over a certain distance is maintained.
  • the Paint powder particles carry current in a given Range of the powder feed channel to such a high speed is accelerated, that is there anyway no particles on the walls of the powder feed channel especially no electrically conductive particles, precipitate can.
  • the high speed and so the cleanliness of the walls of the Pulverzu Switzerlandkanales must over maintain such a distance that at the used high voltages over this distance no Setback is possible.
  • Im further downstream from the Accelerating nozzle lying area of the powder feed channel can then the flow of Lackpulverteilchen slow down again. If there on the surfaces the powder feed channel again a layer of Lackpulverteilchen this is harmless.
  • the accelerating nozzle has an inlet, over which pressurized acceleration air in the passage opening of the acceleration nozzle is insertable.
  • This additional acceleration air has two effects: First, it supports the acceleration the powder particle stream; on the other hand it creates a suitable aerodynamic leadership Air layer between the wall of the powder feed channel and the further radially inner paint powder flow. This also contributes to the Lackpulverteilchen of keep away from the wall of the powder feed channel.
  • the acceleration nozzle wherein the inlet a Ring groove in the lateral surface, an annular groove in the inlet side End face and at least one of the annular grooves connecting axial bore in the nozzle body of the acceleration nozzle having.
  • the acceleration air flows during this process from the end-side annular groove along the end face the nozzle body in the through hole. hereby becomes a uniform inflow of the acceleration air over the entire circumference of the through hole of the Ensured accelerating nozzle away.
  • the inlet for the acceleration air can be a to the inlet side of the passage opening of the acceleration nozzle leading, narrow, radial gap include. This gap is going through on one side the nozzle body of the acceleration nozzle and on the the other side by a second, adjacent component limited. If necessary, it is easily accessible for cleaning.
  • the Hochrotationszerstäuber shown in Figure 1 has a housing 1, which integrally from a rear housing portion 1a, a radially extending Ring shoulder 1b and a front housing section 1c composed.
  • the rear housing section 1a expands with a small cone angle in the direction of the back of the high rotation atomizer; also the front housing section 1c is conical, the cone angle but larger than that of the rear housing section 1a is.
  • the housing 1 is complete made of plastic.
  • an electrode insert 4 Coaxially within the housing 1 is an electrode insert 4 arranged, the one in the axial direction relatively short, circular cylindrical rear area 4a and a conical front portion 4b.
  • the front portion 4b of the electrode insert 4 ends near the front end of the front housing section 1c.
  • a radially extending flange 4c formed, parallel to the annular shoulder 1b of the housing 1, on the inside fitting, extends.
  • the ring flange 4c is formed by two recesses continuing the channels 9, 10 11, 12 interspersed.
  • an air-driven engine 13 is used, its shaft 14 coaxial with the housing 1 and the electrode insert 4 extends and a through hole 15 in Electrode insert 4 interspersed.
  • the hub of a bell cup 16 is engaged, so that the bell cup 16 together with the shaft 14 twisted.
  • the motor 13 is by means of a larger radius having region 13a on the electrode insert 4 set. This happens because the engine area 13a between the rear end side of the electrode insert 4 and a pot-shaped holding insert 17th is trapped.
  • the holding insert 17 stepped holes 18, passed through which screws 19 are. These screws 19 pass through holes 20 in the motor section 13a and are in threaded holes 21 of the electrode insert 4 screwed.
  • a radially projecting flange 17a of the holding insert 17 By a radially projecting flange 17a of the holding insert 17 are two sockets 22, 23 passed. At the sockets 22, 23 is in each case the rear end of a connecting hose 24, 25, attached to the front end connected to a beryllium sleeve 40 (Figure 1), which the through hole 11 and 12 in the flange portion 4c of the electrode insert 4 and the channels 9, 10 interspersed and rests against the inner surfaces. These seals the powder flow paths. Alternatively, you can this sleeve 40 also omitted, as shown in Figure 2 is.
  • connection plate 26 closed at the back of the Holding insert 17 is applied, the various in the Drawing not shown air connections wearing and also the attachment to the arm of one also not represented robot serves.
  • Coaxial to the sockets 22, 23 in the holding insert 17 extend through the Terminal plate 26 two accelerating nozzle inserts 27, 28. Their exact function will be explained below; their passage openings 29 and 30 are aligned in each case with the passage opening of the adjacent connection socket 22 and 23 respectively.
  • connection nipple 31, 32 On the rear face of the accelerator nozzle inserts 27, 28 is, again in alignment, respectively a connection nipple 31, 32 attached, which of the compound with a flexible hose over which the Powder is supplied from a storage container.
  • connecting nipple 31 and 32 and accelerating nozzle inserts 27, 28 are with screws 33 on the terminal plate 26 attached that after loosening the screws 33 first the connection nipple 31, 32 removed and then the Accelerator nozzle inserts 27, 28 from the port plate 26 can be taken out.
  • connection plate 26 is by means of a union nut 34 held on the housing 1, which at a peripheral level of the housing 1 finds a stop and on an external thread 35 of the connection plate 26 is turned on.
  • an air guide body 36 attached, in the present context is not of interest. He has a through hole 27 on which the hub of the bell cup 16 with Distance surrounds.
  • the accelerator nozzle insert 27 and the associated Connecting nipple 31 are in Figure 3 on a larger scale and are described in more detail below.
  • the second accelerator nozzle insert 28 and its connection nipple 32 are formed in an identical manner.
  • the accelerating nozzle insert 27 has a nozzle body 50, in which the above-mentioned passage opening 29 is formed.
  • the passage opening 29 has in the axial section shown in Figure 3 a Shape similar to a Lavalle or Venturi nozzle is. That is, the passage opening 29 tapers initially from their higher pressure, the Connection nipple 31 adjacent inlet side up to a narrowest point and extends from there conical over a longer distance to the Exit side, which is located on the left in Figure 3.
  • the Rejuvenation of the passage opening 29 via a Transition region 60, seen in axial section polygonal composed of individual conical annular surfaces 61 are, each with different cone angles and at the narrowest point in a circular cylindrical surface 62 pass over.
  • the nozzle body 50 of the accelerator nozzle insert 27 has an annular groove 51 in its lateral surface, with a guided through the terminal plate 26, in the drawing, not shown Zu Industriesbohrung for communicates with pressurized acceleration air. From the annular groove 51 lead axial bores 52 to a second annular groove 53, in the nipple the 31st incorporated adjacent end face of the nozzle body 50 is. Between the nipple 31 and the beginning of the Through opening 29 of the nozzle body 50 remains thin gap 54.
  • the through hole 55 of the connecting nipple 31 expands in the vicinity of the nozzle body 50 to the diameter, the passage opening 29 of the nozzle body 50 on the entrance side has.
  • connection nipple 31, 32 electrically conductive particles containing paint powder enters the passage openings 29, 30 of the accelerator nozzle inserts 27, 28 and is already due to the narrowing the flow cross-section to a higher speed accelerated.
  • This effect is reinforced by that via the groove 51, the axial bores 52, the groove 53 of the nozzle body 50 and the gap 54 between the Nozzle body 50 and the connection nipple 31 acceleration air mixed under pressure.
  • This acceleration air enters via the gap 54 initially in the radial direction, However, it is then conical along the out of the several Ring surfaces 61 composite transition region 60 in Redirected axial direction and then flows preferably along the wall of the passage opening 29 on.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochrotationszerstäuber zur Aufbringung von Pulverlack mit einem Gehäuse; mit einem an der Vorderseite des Gehäuses angeordneten drehbaren Glockenteller; mit einem in dem Gehäuse untergebrachten Motor, der den Glockenteller antreibt; mit mindestens einem durch das Gehäuse verlaufenden und an der Vorderseite des Gehäuses austretenden Pulverzuführkanal und mit mindestens einer im Gehäuse angeordneten Hochspannungselektrode, an welcher die den Pulverzuführkanal durchströmenden Pulverteilchen zur Ionisation vorbeigeführt werden.
In jüngster Zeit werden zunehmend Hochrotationszerstäuber mit einer sogenannten "Innenaufladung" eingesetzt wie in WO-A-9949983 erwähnt. Damit ist gemeint, daß sich die Hochspannungselektrode, mit welcher die Pulverlackteilchen ionisiert werden, innerhalb des Gehäuses des Hochrotationszerstäubers befindet. "Innenaufladung" steht im Gegensatz zur "Außenaufladung", bei welcher die Hochspannungselektrode im allgemeinen als Ring, welcher den Glockenteller umgibt, außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist. Bei "Außenaufladung" wird zunächst die die Außenelektrode umgebende Luft und über diese dann mittelbar das Lackpulver ionisiert, was einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad besitzt. Bei der "Innenaufladung" dagegen werden die Lackpulverteilchen durch direkten Kontakt mit der Hochspannungselektrode ionisiert, was mit besserem Wirkungsgrad abläuft.
Bei bekannten Hochrotationszerstäubern der eingangs genannten Art durchströmen die Lackpulverteilchen den Pulverzuführkanal mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit. An den Wänden des Pulverzuführkanales schlagen sich dabei Lackpulverteilchen nieder, die eine im wesentlichen durchgehende, dünne Schicht bilden. Solange die Lackpulverteilchen elektrisch gut isolieren, ist dies nicht mit Problemen verbunden. Es finden jedoch zunehmend Pulverlacke Verwendung, denen zur Erzielung bestimmter optischer Effekte metallische Teilchen beigemischt sind. Scheiden sich diese metallischen Teilchen in der erwähnten Lackpulverschicht an den Wänden des Pulverzuführkanales ab, so kann dies zu einem Rückschlag der Hochspannung von der Hochspannungselektrode rückwärts in Richtung auf den Lackpulvervorrat führen, was unbedingt verhindert werden muß.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Hochrotationszerstäuber der eingangs genannten Art in einfacher Weise so auszugestalten, daß auch bei Verwendung elektrisch leitender Teilchen im Pulverlack kein Rückschlag von der Hochspannungselektrode droht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Pulverzuführkanal eine Beschleunigungsdüse enthält, in welcher die Lackpulverteilchen auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt werden, die zumindest über eine gewisse Wegstrecke hinweg aufrechterhalten bleibt.
Erfindungsgemäß wird also dafür gesorgt, daß der die Lackpulverteilchen führende Strom in einem bestimmten Bereich des Pulverzuführkanales auf eine so hohe Geschwindigkeit beschleunigt wird, daß sich jedenfalls dort an den Wänden des Pulverzuführkanales keine Teilchen, insbesondere keine elektrisch leitenden Teilchen, niederschlagen können. Die hohe Geschwindigkeit und damit die Sauberkeit der Wände des Pulverzuführkanales muß über eine solche Wegstrecke erhalten bleiben, daß bei den verwendeten Hochspannungen über diese Entfernung kein Rückschlag möglich ist. Im weiter stromabwärts von der Beschleunigungsdüse liegenden Bereich des Pulverzuführkanales kann sich dann die Strömung der Lackpulverteilchen wieder verlangsamen. Wenn sich dort an den Oberflächen des Pulverzuführkanales wieder eine Schicht aus Lackpulverteilchen abscheidet, ist dies ungefährlich.
Besonders bevorzugt wird diejenige Ausführungsform, bei welcher die Beschleunigungsdüse einen Einlaß aufweist, über welchen unter Überdruck stehende Beschleunigungsluft in die Durchgangsöffnung der Beschleunigungsdüse einführbar ist. Diese zusätzliche Beschleunigungsluft hat zwei Wirkungen: Zum einen unterstützt sie die Beschleunigung des Pulverteilchenstromes; zum anderen erzeugt sie bei geeigneter aerodynamischer Führung eine Luftschicht zwischen der Wand des Pulverzuführkanales und der weiter radial innen liegenden Lackpulverströmung. Auch dies trägt dazu bei, die Lackpulverteilchen von der Wandung des Pulverzuführkanales fernzuhalten.
Zweckmäßig ist ferner diejenige geometrische Ausgestaltung der Beschleunigungsdüse, bei welcher der Einlaß eine Ringnut in der Mantelfläche, eine Ringnut in der einlaßseitigen Stirnfläche und mindestens eine die Ringnuten verbindende Axialbohrung im Düsenkörper der Beschleunigungsdüse aufweist. Die Beschleunigungsluft strömt dabei aus der stirnseitigen Ringnut entlang der Stirnfläche des Düsenkörpers in dessen Durchgangsbohrung. Hierdurch wird eine gleichmäßige Einströmung der Beschleunigungsluft über den ganzen Umfang der Durchgangsbohrung der Beschleunigungsdüse hinweg gewährleistet.
Der Einlaß für die Beschleunigungsluft kann dabei einen zur Einlaßseite der Durchgangsöffnung der Beschleunigungsdüse führenden, schmalen, radial verlaufenden Spalt umfassen. Dieser Spalt wird auf der einen Seite durch den Düsenkörper der Beschleunigungsdüse und auf der anderen Seite durch ein zweites, angrenzendes Bauteil begrenzt. Er ist bei Bedarf zur Reinigung leicht zugänglich.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hochrotationszerstäubers sieht so aus, daß die Durchgangsöffnung der Beschleunigungsdüse sich in Durchströmungsrichtung zunächst bis zu einer engsten Stelle verjüngt und sodann wieder erweitert. Besonderer äußerer Hilfsmittel zur Beschleunigung des Pulverlackstromes bedarf es in diesem Falle grundsätzlich nicht, da allein die Strömungseinschnürung zu der gewünschten Geschwindigkeitserhöhung führt. Dies schließt jedoch nicht aus, daß zusätzlich, wie oben erwähnt, Beschleunigungsluft eingesetzt wird.
Wenn mit Beschleunigungsluft gearbeitet wird, die entlang der Stirnfläche des Düsenkörpers der Beschleunigungsdüse zugeführt wird, empfiehlt es sich, daß die Durchgangsöffnung der Beschleunigungsdüse einen Übergangsbereich von der Einlaßseite zur engsten Stelle aufweist, der von mehreren aneinandergesetzten konischen Ringflächen mit unterschiedlichen Konuswinkeln gebildet ist. Es hat sich herausgestellt, daß dieses Aneinandersetzen von konischen Flächen weniger stark zur Ablösung und Verwirbelung der Beschleunigungsluft führt, als dies bei einem kontinuierlich gekrümmten Übergangsbereich der Fall wäre.
Zweckmäßig ist ferner, wenn sich die Durchgangsöffnung der Beschleunigungsdüse hinter der engsten Stelle in Strömungsrichtung konisch erweitert. Die konische Erweiterung muß so langsam erfolgen, daß die erwünschte höhere Geschwindigkeit über eine ausreichende Wegstrecke erhalten bleibt. Andererseits sollte sie so groß sein, daß sich die Lackpulverströmung nach dem Durchfließen der engsten Stelle der Beschleunigungsdüse beruhigen kann, so daß möglichst keine Wirbel auftreten.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Figur 1:
einen Axialschnitt durch einen Hochrotationszerstäuber;
Figur 2:
einen Schnitt durch den Hochrotationszerstäuber von Figur 1 gemäß der dortigen Linie II-II;
Figur 3:
einen Axialschnitt durch eine Bescheungungsdüse und einen Anschlußnippel des Hochrotationszerstäubers von Figuren 1 und 2 in vergrößertem Maßstab.
Der in Figur 1 dargestellte Hochrotationszerstäuber weist ein Gehäuse 1 auf, welches sich einstückig aus einem hinteren Gehäuseabschnitt 1a, einer radial verlaufenden Ringschulter 1b und einem vorderen Gehäuseabschnitt 1c zusammensetzt. Der hintere Gehäuseabschnitt 1a erweitert sich mit kleinem Konuswinkel in Richtung auf die Rückseite des Hochrotationszerstäubers; auch der vordere Gehäuseabschnitt 1c ist konisch, wobei der Konuswinkel jedoch größer als derjenige des hinteren Gehäuseabschnittes 1a ist. Das Gehäuse 1 besteht vollständig aus Kunststoff.
Vom radial äußeren Rand der Stufe 1b des Gehäuses verläuft ein ebenfalls konisches und ebenfalls aus Kunststoff hergestelltes Ringteil 2 zum vorderen Bereich der äußeren Mantelfläche des vorderen Gehäuseabschnittes 1c. Das Ringteil 2 ist gegen das Gehäuse 1 an beiden kreisförmigen Rändern abgedichtet, so daß es mit dem Gehäuse 1 einen Ringraum 3 einschließt. Dieser dient in hier nicht interessierender Weise der Durchführung von Lenkluft, mit welcher sich die Form der erzeugten Pulverwolke beieinflussen läßt.
Koaxial innerhalb des Gehäuses 1 ist ein Elektrodeneinsatz 4 angeordnet, der einen in axialer Richtung verhältnismäßig kurzen, kreiszylindrischen rückwärtigen Bereich 4a und einen konischen vorderen Bereich 4b aufweist. Der vordere Bereich 4b des Elektrodeneinsatzes 4 endet in der Nähe vorderen Endes des vorderen Gehäuseabschnittes 1c.
Wie Figur 2 zeigt, sind an der Innenmantelfläche des vorderen Gehäuseabschnitts 1c zwei spiegelsymmetrische Ausnehmungen 50, 51 angeordnet, die sich von der Rückseite der Stufe 1b bis zum vorderen Ende des vorderen Gehäuseabschnittes 1c erstrecken und dabei von einer annähernd kreisförmigen Querschnittsform in die Querschnittsform kreisbogenförmiger Spalte übergehen. Die konische Innenmantelfläche des vorderen Gehäuseabschnittes 1c liegt, wie Figur 2 deutlich macht, über zwei Stege 7, 8 an der konischen Mantelfläche des vorderen Abschnittes 4b des Elektrodeneinsatzes 4 an. Auf diese Weise bilden der vordere Abschnitt 4b des Elektrodeneinsatzes 4 und der vordere Gehäuseabschnitt 1c zwei Kanäle 9 und 10. Diese Kanäle 9, 10 sind gegenüber der gemeinsamen Achse des Gehäuses 1 und des Elektrodeneinsatzes 4 so geneigt, daß sie in Richtung auf das vordere Ende des Hochrotationszerstäubers konvergieren.
Etwa im Übergangsbereich zwischen dem vordereren Bereich 4b und dem hinteren Bereich 4a ist an den Elektrodeneinsatz 4 ein radial verlaufender Flansch 4c angeformt, der sich parallel zur Ringschulter 1b des Gehäuses 1, an deren Innenseite anliegend, erstreckt. Der Ringflansch 4c wird von zwei die Kanäle 9, 10 fortsetzenden Ausnehmungen 11, 12 durchsetzt.
In den geeignet abgestuften Innenraum des Elektrodeneinsatzes 4 ist ein luftgetriebener Motor 13 eingesetzt, dessen Welle 14 koaxial zum Gehäuse 1 und zum Elektrodeneinsatz 4 verläuft und eine Durchgangsbohrung 15 im Elektrodeneinsatz 4 durchsetzt. Auf der Welle 14 ist die Nabe eines Glockentellers 16 eingerastet, derart, daß sich der Glockenteller 16 gemeinsam mit der Welle 14 verdreht.
Der Motor 13 ist mittels eines einen größeren Radius aufweisenden Bereiches 13a an dem Elektrodeneinsatz 4 festgelegt. Dies geschieht dadurch, daß der Motorbereich 13a zwischen der hinteren Stirnseite des Elektrodeneinsatzes 4 und einem topfförmigen Halteeinsatz 17 eingeklemmt ist. Hierzu weist der Halteeinsatz 17 Stufenbohrungen 18 auf, durch welche Schrauben 19 hindurchgeführt sind. Diese Schrauben 19 durchsetzen Durchgangsbohrungen 20 in dem Motorabschnitt 13a und sind in Gewindebohrungen 21 des Elektrodeneinsatzes 4 eingedreht.
Durch einen radial überstehenden Flanschbereich 17a des Halteeinsatzes 17 sind zwei Anschlußbuchsen 22, 23 hindurchgeführt. An den Anschlußbuchsen 22, 23 ist jeweils das rückwärtige Ende eines Verbindungsschlauches 24, 25, befestigt, der an seinem vorderen Ende mit einer Beryllium-Hülse 40 (Figur 1) verbunden ist, welche die Durchgangsbohrung 11 bzw. 12 im Flanschabschnitt 4c des Elektrodeneinsatzes 4 sowie die Kanäle 9, 10 durchsetzt und an deren Innenflächen anliegt. Diese dichtet die Pulverströmungswege ab. Alternativ kann diese Hülse 40 auch entfallen, wie dies in Figur 2 dargestellt ist.
Das rückwärtige Ende des Gehäuses 1 ist durch eine Anschlußplatte 26 verschlossen, die an der Rückseite des Halteeinsatzes 17 anliegt, die verschiedenen in der Zeichnung nicht dargestellten Luftanschlüsse trägt und außerdem der Befestigung am Arm eines ebenfalls nicht dargestellten Roboters dient. Koaxial zu den Anschlußbuchsen 22, 23 im Halteeinsatz 17 verlaufen durch die Anschlußplatte 26 zwei Beschleunigungsdüsen-Einsätze 27, 28. Deren genaue Funktion wird weiter unten erläutert; ihre Durchgangsöffnungen 29 bzw. 30 fluchten jeweils mit der Durchgangsöffnung der benachbarten Anschlußbuchse 22 bzw. 23.
Auf die hintere Stirnseite der Beschleunigungsdüsen-Einsätze 27, 28 ist, erneut fluchtend, jeweil ein Anschlußnippel 31, 32 aufgesetzt, welcher der Verbindung mit einem flexiblen Schlauch dient, über welchen das Pulver von einem Vorratsbehälter zugeführt wird. Anschlußnippel 31 und 32 sowie Beschleunigungsdüsen-Einsätze 27, 28 sind mit Schrauben 33 derart an der Anschlußplatte 26 befestigt, daß nach Lösen der Schrauben 33 zunächst die Anschlußnippel 31, 32 abgenommen und sodann die Beschleunigungsdüsen-Einsätze 27, 28 aus der Anschlußplatte 26 herausgenommen werden können.
Die Anschlußplatte 26 wird mit Hilfe einer Überwurfmutter 34 am Gehäuse 1 festgehalten, die an einer Umfangsstufe des Gehäuses 1 einen Anschlag findet und auf ein Außengewinde 35 der Anschlußplatte 26 aufgedreht ist.
Auf das vordere Ende des Gehäuses 1 ist ein Luftleitkörper 36 aufgesetzt, der im vorliegenden Zusammenhang nicht von Interesse ist. Er weist eine Durchgangsbohrung 27 auf, welche die Nabe des Glockentellers 16 mit Abstand umgibt.
Der Beschleunigungsdüsen-Einsatz 27 und der zugehörige Anschlußnippel 31 sind in Figur 3 in größerem Maßstabe herausgezeichnet und werden nachfolgend genauer beschrieben. Der zweite Beschleunigungsdüsen-Einsatz 28 und dessen Anschlußnippel 32 sind in identischer Weise ausgebildet.
Der Beschleunigungsdüsen-Einsatz 27 weist einen Düsenkörper 50 auf, in dem die oben bereits erwähnte Durchgangsöffnung 29 ausgebildet ist. Die Durchgangsöffnung 29 hat im in Figur 3 dargestellten Axialschnitt eine Form, die ähnlich einer Lavalle- bzw. einer VenturiDüse ist. Das heißt, die Durchgangsöffnung 29 verjüngt sich zunächst von ihrer auf höherem Druck liegenden, dem Anschlußnippel 31 benachbarten Eintrittsseite bis zu einer engsten Stelle und erweitert sich von dort aus konisch über eine größere Entfernung hinweg bis zur Austrittsseite, die in Figur 3 links gelegen ist. Die Verjüngung der Durchgangsöffnung 29 erfolgt über einen Übergangsbereich 60, der im Axialschnitt gesehen polygonartig aus einzelnen konischen Ringflächen 61 zusammengesetzt sind, die jeweils unterschiedliche Konuswinkel aufweisen und an der engsten Stelle in eine Kreiszylinderfläche 62 übergehen.
Der Düsenkörper 50 des Beschleunigungsdüsen-Einsatzes 27 weist in seiner Mantelfläche eine Ringnut 51 auf, die mit einer durch die Anschlußplatte 26 geführten, in der Zeichnung nicht dargestellten Zuführbohrung für unter Überdruck stehende Beschleunigungsluft kommuniziert. Von der Ringnut 51 führen Axialbohrungen 52 zu einer zweiten Ringnut 53, die in der dem Anschlußnippel 31 benachbarten Stirnfläche des Düsenkörpers 50 eingearbeitet ist. Zwischen dem Anschlußnippel 31 und dem Beginn der Durchgangsöffnung 29 des Düsenkörpers 50 verbleibt ein dünner Spalt 54.
Die Durchgangsbohrung 55 des Anschlußnippels 31 erweitert sich in der Nähe des Düsenkörpers 50 auf den Durchmesser, den die Durchgangsöffnung 29 des Düsenkörpers 50 an der Eintrittsseite besitzt.
Die Funktion des beschriebenen Hochrotationszerstäubers ist wie folgt:
Das über die Anschlußnippel 31, 32 zugeführte, elektrisch leitende Teilchen enthaltende Lackpulver gelangt in die Durchgangsöffnungen 29, 30 der Beschleuniger-Düseneinsätze 27, 28 und wird bereits auf Grund der Verengung des Strömungsquerschnittes auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt. Dieser Effekt wird dadurch verstärkt, daß über die Nut 51, die Axialbohrungen 52, die Nut 53 des Düsenkörpers 50 und über den Spalt 54 zwischen dem Düsenkörper 50 und dem Anschlußnippel 31 Beschleunigungsluft unter Druck zugemischt wird. Diese Beschleunigungsluft tritt über den Spalt 54 zunächst in radialer Richtung ein, wird jedoch dann entlang des aus den mehreren konischen Ringflächen 61 zusammengesetzten Übergangsbereichs 60 in axialer Richtung umgelenkt und strömt dann vorzugsweise entlang der Wand der Durchgangsöffnung 29 weiter. Sie bildet dabei eine Art Luft-Trennschicht zwischen dem Pulverstrom und der Wand der Durchgangsöffnung 29. Erst in einer gewissen Entfernung in Strömungsrichtung hinter der engsten Stelle 62 der Durchgangsöffnung 29 des Düsenkörpers 50 findet eine vollständige Vermischung der Beschleunigungsluft und des Pulverstromes und eine Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeit der vereinigten Ströme auf einen niedrigeren Wert statt. In dem zwischenliegenden Bereich, der hauptsächlich von dem konischen Bereich der Durchgangsöffnung 29 des Düsenkörpers 50 aber ggfs. auch noch von weiter stromabwärts liegenden Teilen des Pulverzuführkanals gebildet wird, verhindern die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit sowie die schützende Luftschicht der Beschleunigungsluft, daß sich Teilchen auf den Wänden des Pulverzuführkanales absetzen. Ein elektrischer Rückschlag von dem Elektrodeneinsatz 4 her ist auf diese Weise zuverlässig unterbunden.
Nach dem Verlassen der Beschleunigerdüsen-Einsätze 27, 28 wird das Lackpulver über die Schläuche 24, 25 in die die Durchgangsbohrungen 11, 12 und die Kanäle 9, 10 durchsetzenden Hülsen 40 eingebracht. Es streicht dabei entlang metallischer Flächen, die mit dem Elektrodeneinsatz 4 elektrisch verbunden sind, und wird direkt ionisiert. Es tritt nunmehr in dieser ionisierten Form durch die beiden zwischen dem vorderen Ende des Gehäuses 1 und dem vorderen Ende des Elektrodeneinsatzes 4 liegenden bogenförmigen Austrittspalte aus, durchsetzt die Durchgangsbohrung 37 des Luftleitkörpers 36 und wird darauffolgend von dem sich drehenden Glockenteller 16 verwirbelt.

Claims (7)

  1. Hochrotationszerstäuber zur Aufbringung von Pulverlack mit einem Gehäuse (1); mit einem an der Vorderseite des Gehäuses angeordneten drehbaren Glockenteller (16); mit einem in dem Gehäuse (1) untergebrachten Motor (13), der den Glockenteller (16) antreibt; mit mindestens einem durch das Gehäuse (1) verlaufenden und an der Vorderseite des Gehäuses (1) austretenden Pulverzuführkanal (9, 10) und mit mindestens einer im Gehäuse (1) angeordneten Hochspannungselektrode (4), an welcher die den Pulverzuführkanal (9, 10) durchströmenden Lackpulverteilchen zur Ionisation vorbeigeführt werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Pulverzuführkanal (28, 29, 22, 23, 24, 25, 11, 12, 9, 10) eine Beschleunigungsdüse (27, 28) enthält, in welcher die Lackpulverteilchen auf eine höhere Geschwindigkeit beschleunigt werden, die zumindest über eine gewisse Wegstrecke hinweg aufrechterhalten bleibt.
  2. Hochrotationszerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungsdüse (27, 28) einen Einlaß (51, 52, 53, 54) aufweist, über welchen unter Überdruck stehende Beschleunigungsluft in die Durchgangsöffnung (29, 30) der Beschleunigungsdüse (27, 28) einführbar ist.
  3. Hochrotationszerstäuber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß eine Ringnut (51) in der Mantelfläche, eine Ringnut (53) in der einlaßseitigen Stirnfläche und mindestens eine die Ringnut (51, 53) verbindende Axialabohrung (52) im Düsenkörper (50) der Beschleunigungsdüse (27, 28) umfaßt.
  4. Hochrotationszerstäuber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß für die Beschleunigungsluft einen zur Einlaßseite der Durchgangsöffnung (29, 30) der Beschleunigungsdüse (27, 28) führenden schmalen, radial verlaufenden Spalt (54) umfaßt.
  5. Hochrotationszerstäuber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (29, 30) der Beschleunigungsdüse (27, 28) sich in Durchströmungsrichtung zunächst bis zu einer engsten Stelle verjüngt und sodann wieder erweitert.
  6. Hochrotationszerstäuber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (29, 30) der Beschleunigungsdüse (27, 28) einen Übergangsbereich von der Einlaßseite zur engsten Stelle aufweist, der von mehreren aneinandergesetzten konischen Ringflächen mit unterschiedlichen Konuswinkeln gebildet ist.
  7. Hochrotationszerstäuber nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Durchgangsöffnung (29, 30) der Beschleunigungsdüse 27, 28) hinter der engsten Stelle in Strömungsrichtung konisch erweitert.
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