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Dokumentenidentifikation DE69622298T2 27.02.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0729791
Titel Elektrostatisches Beschichtigungssystem mit verbesserter Farbspritzpistole für leitfähige Lacke
Anmelder Nordson Corp., Westlake, Ohio, US
Erfinder Hartle, Ronald J., Amherst, Ohio 44001, US
Vertreter Eisenführ, Speiser & Partner, 28195 Bremen
DE-Aktenzeichen 69622298
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 27.02.1996
EP-Aktenzeichen 963013107
EP-Offenlegungsdatum 04.09.1996
EP date of grant 17.07.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.02.2003
IPC-Hauptklasse B05B 5/16
IPC-Nebenklasse B05B 1/30   B05B 7/12   B05B 5/053   B05B 7/08   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Anwendung beim Auftragen von Beschichtungsmaterial auf ein Objekt, und genauer ein System, das eine Spritzpistole umfasst, die verwendet wird, um elektrisch leitfähiges Beschichtungsmaterial, das elektrostatisch geladen ist, auf das Objekt zu richten.

Ein bekanntes System zur Anwendung beim Auftragen von Beschichtungsmaterial auf ein Objekt umfasst eine Spritzpistole, die das Beschichtungsmaterial elektrostatisch lädt und das Beschichtungsmaterial auf das Objekt richtet. Die bekannte Spritzpistole hat ein Griffteil mit einem Hochspannungstransformator. Der Hochspannungstransformator ist durch eine Hochspannungskaskade, die an einem Spritzgehäuseteil der Spritzpistole befestigt ist, mit einer Ladeelektrode verbunden.

Bei der Anwendung dieser bekannten Spritzpistole lädt die Elektrode einen Strom des durch eine Düse geführten flüssigen Beschichtungsmateriales elektrostatisch auf. Der Strom des flüssigen Beschichtungsmateriales aus der Düse wird durch einen Zerstäuberluftstrom durch einen Kanal in dem Spritzgehäuse der Spritzpistole zerstäubt. Der Strom aus zerstäubtem Beschichtungsmaterial wird durch einen Formgebungsstrom, der durch das Spritzgehäuse der Spritzpistole zu Auslässen in der Düse geführt wird, geformt, so dass er eine gewünschte Konfiguration erhält.

Ein Hauptstromregelventil im Griff dieser bekannten Spritzpistole regelt den Strom sowohl der Zerstäuberluft als auch der Formgebungsluft. Ein Regelventil am Griffteil der Spritzpistole ist betätigbar, um den Zerstäuberluftstrom einzustellen. Ein zweites Regelventil am äußeren Ende des Spritzgehäuseteiles der Spritzpistole ist betätigbar, um den Formgebungsluftstrom einzustellen.

Um die Ermüdung des Bedieners zu minimieren, sollte eine Spritzpistole so leicht wie möglich sein. Natürlich erhöht das Vorsehen eines Hochspannungstransformators und zugehöriger Ausrüstung in der bekannten Spritzpistole das Gewicht der Spritzpistole. Wenn elektrisch leitfähiges Beschichtungsmaterial verwendet wird, wie zum Beispiel Wasserfarbe, ist es außerdem notwendig, den Bediener vor einem elektrischen Schlag zu schützen. Somit wird eine leichte Spritzpistole gebraucht, die den Bediener vor den Gefahren eines elektrischen Schlages schützt.

Das US-Patent Nr. 4,017,029 beschreibt ein elektrostatisches Spritzbeschichtungssystem mit zwei Zuleitungen, die abwechselnd geerdet und hochspannungsbeaufschlagt sind. Sowohl das Beschichtungsmaterial als auch die Luft wird den Pistolen über Schläuche mit leitfähigen Schutzlagen zugeführt, die geerdet sind.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zur Anwendung beim Auftragen von elektrostatisch geladenem Beschichtungsmaterial auf ein Objekt vorgesehen, wobei die Vorrichtung eine Spritzpistole mit einem elektrisch leitenden Griffteil, ein Verlängerungsteil, das mit dem elektrisch leitenden Griffteil verbunden ist und sich von diesem nach außen erstreckt und aus einem elektrisch nichtleitenden Material gebildet ist, und eine Düse, die mit einem Endabschnitt des Verlängerungsteiles verbunden ist, um einen Strom elektrostatisch geladenen Beschichtungsmateriales zum Objekt zu leiten, eine Beschichtungsmaterialrohrleitung, durch die Beschichtungsmaterial zur Spritzpistole geführt wird, und eine Luftrohrleitung umfasst, durch die Luft zur Spritzpistole geführt wird, wobei die Luftrohrleitung einen elektrisch geerdeten, elektrisch leitenden Pfad umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Pfad innerhalb der Luftrohrleitung angeordnet ist.

Ein Strömungsrohr, das heißt, ein Strömungsrohr, das eine vorgeformte Gestalt beibehält, kann vorteilhaft in dem Griffteil vorgesehen sein. Das Strömungsrohr leitet einen Strom des elektrostatisch geladenen Beschichtungsmateriales durch das Griffteil, während das Beschichtungsmaterial gegenüber dem Griffteil elektrisch isoliert ist, um den Bediener vor einem elektrischen Schlag zu schützen. Das Griffteil kann durch eine Schicht aus elektrisch leitfähigem Material innerhalb einer Luftrohrleitung, die mit dem Griffteil verbunden ist, elektrisch geerdet sein. Die elektrostatische Leistung des Beschichtungssystems kann durch Vorsehen einer potentialfreien Elektrode in der Düse der Spritzpistole erhöht werden.

Die Spritzpistole kann vorteilhaft mit einem Paar Luftkanälen konstruiert sein, das heißt, einem Kanal zum Leiten von Luft zum Zerstäuben eines Beschichtungsmaterialstromes, und einem zweiten Kanal zum Leiten von Luft zum Formen des Stromes aus zerstäubtem Beschichtungsmaterial in ein gewünschtes Muster. Am Griffteil können daumenradstellbare Luftströmungsventile angeordnet sein, um das leichte Einstellen der Zerstäubungsluftströmungsgeschwindigkeit und der Formgebungsluftströmungsgeschwindigkeit durch den Bediener zu ermöglichen. Außerdem kann am Griffteil vorteilhaft ein Formgebungsluftabsperrventil angeordnet sein, um das Absperren des Formgebungsluftstromes zu ermöglichen, um die Größe des Sprühmusters ohne Veränderung der Einstellung des Formgebungsluftstromregelventils zeitweise zu reduzieren.

Zwischen dem Beschichtungsmaterialstromregelventil und dem Auslöser kann innerhalb einer Bohrung in der Spritzpistole eine Ventilkartusche eingebaut sein. Die Ventilkartusche hat vorzugsweise ein konisches vorderes Endteil, das in dem konischen vorderen Endteil der Bohrung mit einem O-Ring eingebaut ist, der zwischen dem konischen vorderen Ende der Ventilkartusche und dem konischen vorderen Endteil der Bohrung eingesetzt ist, um den Ausbau der Ventilkartusche aus der Spritzpistole zur Wartung oder zum Auswechseln zu erleichtern.

Die Erfindung wird nun mittels eines Beispieles und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig. 1 ein System darstellt, das erfindungsgemäß aufgebaut ist und verwendet wird, um elektrostatisch aufgeladenes Beschichtungsmaterial auf ein Objekt aufzutragen;

Fig. 2 eine Draufsicht generell entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 ist, die den Aufbau einer in dem System der Fig. 1 verwendeten Spritzpistole darstellt;

Fig. 3 eine Seitenansicht generell entlang der Linie 3-3 der Fig. 2 ist, die weiter den Aufbau der Spritzpistole darstellt:

Fig. 4 eine Schnittdarstellung generell entlang der Linie 4-4 der Fig. 2 ist, die weiter den Aufbau der Spritzpistole darstellt;

Fig. 5 eine Schnittansicht generell entlang der Linie 5-5 der Fig. 1 ist, die die Zerstäuberluft- und Formgebungsluftkanäle in der Spritzpistole darstellt;

Fig. 6 eine vergrößerte, fragmentarische Schnittansicht ist, die die Art und Weise darstellt, in der eine Beschichtungsmaterialrohrleitung und eine Luftrohrleitung mit einem Griffteil der Spritzpistole aus Fig. 1 verbunden sind;

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht ist, die den Aufbau einer in der Spritzpistole der Fig. 1 verwendeten Dichtungspatrone darstellt, und

Fig. 8 eine vergrößerte fragmentarische Ansicht eines Teiles der Fig. 5 ist.

In Fig. 1 ist ein System 10 zur Anwendung beim Auftragen von elektrostatisch geladenem Beschichtungsmaterial auf ein Objekt (nicht gezeigt) dargestellt. Das System 10 umfasst eine Spritzpistole 12, die durch eine Beschichtungsmaterialrohrleitung 16 mit einer Quelle 14 elektrisch leitenden und elektrisch geladenen flüssigen Beschichtungsmateriales angeschlossen ist. Die Quelle 14 elektrostatisch geladenen flüssigen Beschichtungsmateriales umfasst eine Pumpe 18, die an eine Hochspannungsstromversorgung 20 angeschlossen ist, um das Beschichtungsmaterial in der Pumpe elektrisch zu laden. Solch eine Anordnung ist in dem US-Patent Nr. 5,271,569 gezeigt. Die Pumpe 18 ist durch ein nichtleitendes Gehäuse, das mit 22 in Fig. 1 schematisch angegeben ist, elektrisch erdfrei. Solch ein nichtleitendes Gehäuse ist in dem US-Patent Nr. 5,271,569 gezeigt.

Die Spritzpistole 12 ist leicht. In einer Ausführungsform hatte die Spritzpistole 12 ein Gewicht von weniger als 425 g (15 ounces). Dieses geringe Gewicht beruht mindestens teilweise auf der Tatsache, dass das Beschichtungsmaterial mehr durch die Quelle 14 als durch elektrische Komponenten in der Spritzpistole 12 elektrostatisch geladen wird. Das geringe Gewicht der Spritzpistole 12 wird auch durch die Ausbildung der Spritzpistole aus leichten polymeren Materialien unterstützt. Die Pistole ist nicht nur leicht, sondern es sind nur eine Farbleitung und eine Luftleitung an die Pistole angeschlossen, wie es später beschrieben wird, weil keine Notwendigkeit besteht, auch ein elektrisches Hochspannungskabel oder Niederspannungskabel an die Pistole anzuschließen. Dieses reduziert das effektive Gewicht der Pistole beim Farbgeben weiter.

Der elektrostatische Netzanschluss 20 ist zum Aufladen des flüssigen Beschichtungsmateriales innerhalb der Pumpe 18 einsetzbar. Das Beschichtungsmaterial ist vorzugsweise ein flüssiges Beschichtungsmaterial auf Wasserbasis, das beim Auftragen auf ein Objekt entweder durchsichtig oder deckend sein kann. Diese Art von Beschichtungsmaterial ist elektrisch leitend. Weil das Beschichtungsmaterial elektrisch leitend ist, fließt die Ladung in der Farbsäule im Schlauch 16 und durch die Farbe in der Pistole 12, sobald es an der Pumpe elektrisch aufgeladen wurde, so dass die Farbe elektrisch geladen ist, wenn sie aus der Pistole gespritzt wird. Aus diesem Grund müssen keine elektrischen Ladekomponenten des Gehäuses innerhalb der Pistole sein und auch kein Hochspannungskabel oder elektrischer Leiter an die Pistole angeschlossen sein.

Eine Quelle 24 für Luft zum Zerstäuben des elektrostatisch geladenen flüssigen Beschichtungsmateriales und zur Steuerung des Sprühmusters aus zerstäubtem Beschichtungsmaterial aus der Spritzpistole 12 ist durch eine Luftrohrleitung 26 an die Spritzpistole angeschlossen. Die Luftrohrleitung 26 ist in einer Art und Weise, wie sie später ausführlicher beschrieben wird, elektrisch an Erde 28 angeschlossen.

Die Spritzpistole 12 umfasst ein elektrisch leitendes Griffteil 32 (Fig. 1, 2 und 3), das durch die Luftrohrleitung 26 elektrisch geerdet ist, wie es später beschrieben wird. Ein elektrisch nichtleitendes Verlängerungs- oder Spritzgehäuseteil 34 ist an dem Griffteil 32 starr befestigt und erstreckt sich von diesem nach außen. An einem äußeren Ende des Verlängerungsteiles 34 wird eine Düse 36 getragen. Die Düse 36 richtet eine Sprühwolke des elektrostatisch geladenen flüssigen Beschichtungsmateriales auf ein Objekt. Die Düse 36 ist wirksam, um die Sprühwolke zu zerstäuben und der zerstäubten Sprühwolke eine gewünschte Konfiguration oder ein gewünschtes Muster zu geben in der Art, wie es im US-Patent Nr. 4,544,100 offenbart ist.

An dem Griffteil 32 der Spritzpistole 12 ist durch ein Paar Befestigungselemente 42 und 44 ein Auslöser 40 drehbar befestigt. Der Auslöser 40 ist in bezug auf das Griffteil 32 drehbar. Die Drehbewegung des Auslösers 44 steuert die Betätigung eines Hauptluftstromregelventils 46 und einer Beschichtungsmaterialstromregelventilanordnung 48 (Fig. 4). Der Auslöser 40 ist aus dem gleichen elektrisch leitenden Material wie das Griffteil 32 gebildet.

Ein Merkmal des Systems besteht darin, dass ein vorgeformtes Strömungsrohr 50 (Fig. 4) elektrostatisch geladenes flüssiges Beschichtungsmaterial aus der Rohrleitung 16 durch das elektrisch leitende Griffteil 32 zu dem elektrisch isolierenden Verlängerungsteil 34 der Spritzpistole 12 leitet. Das vorgeformte Strömungsrohr 50 ist aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet und isoliert das elektrostatisch geladene flüssige Beschichtungsmaterial vom elektrisch leitenden Griffteil 32 der Spritzpistole 12. Das vorgeformte Strömungsrohr 50 ist starr, so dass es seine vorgeformte Konfiguration beibehält, wenn das Rohr entweder innerhalb oder außerhalb der Spritzpistole 12 ist.

Ein anderes Merkmal des Systems ist, dass ein Paar Luftströmungsregelventile 54 und 56 (Fig. 5) in dem elektrisch leitenden Griffteil 32 der Spritzpistole 12 zum Regeln des Zerstäuberluft - und Formgebungsluftstromes zur Düse 36 vorgesehen ist. Das Luftströmungsregelventil 54 ist in einem Zerstäuberluftkanal 60 zum Regeln des Zerstäuberluftstromes zur Düse 36 angeordnet. Das Luftströmungsregelventil 56 ist in einem Formgebungsluftkanal 62 zum Regeln eines Formgebungsluftstromes zur Düse 36 angeordnet.

Zum Absperren des Formgebungsluftstromes durch den Formgebungsluftkanal 62 ohne Änderung der Einstellung des Formgebungsluftströmungsregelventils 56 ist ein Formgebungsluftabsperrventil 66 vorgesehen. Dieses ermöglicht das schnelle Absperren oder mindestens eine wesentliche Reduzierung des Formgebungsluftstromes, um einen konzentrierten Strom aus zerstäubtem, elektrostatisch geladenem, flüssigen Beschichtungsmaterial aus der Düse 36 auf ein Objekt zu bilden. Das Formgebungsluftabsperrventil 66 kann nachfolgend geöffnet werden und durch die Düse 36 und das Formgebungsluftströmungsregelventil 56 wird ein Formgebungsluftstrom in der gleichen Geschwindigkeit wie vor dem Betätigen des Formgebungsluftstromabsperrventils geführt.

Beschichtungsmaterial Rohrleitungsanschlusseinrichtung

Das elektrostatisch geladene, flüssige Beschichtungsmaterial wird von der Quelle 14 (Fig. 1) durch die Rohrleitung 16 zu einer Beschichtungsmaterialrohrleitungsanschlusseinrichtung 70 (Fig. 6) geführt. Die Anschlusseinrichtung 70 verbindet die Beschichtungsmaterialrohrleitung 16 mit dem Griffteil 32 der Spritzpistole 12. Die Anschlusseinrichtung 70 wird aus elektrisch nichtleitendem Material gebildet. Dieses ermöglicht, dass die Anschlusseinrichtung 70 das elektrostatisch geladene, flüssige Beschichtungsmaterial vom elektrisch leitenden und geerdeten Griffteil 32 der Spritzpistole 12 elektrisch isoliert.

Die Beschichtungsmaterialanschlusseinrichtung 70 umfasst eine Steckeranordnung 72 (Fig. 6). Die Steckeranordnung 72 ist an die Beschichtungsmaterialrohrleitung 16 angeschlossen. Die Beschichtungsmaterialanschlusseinrichtung 70 umfasst auch eine Sockelanordnung 74, die mit dem Griffteil 32 der Spritzpistole 12 verbunden ist. Die Steckeranordnung 72 wird in der Sockelanordnung 74 teleskopisch aufgenommen.

Die Steckeranordnung 72 umfasst einen elektrisch isolierenden Adapter 78, der mit der Beschichtungsmaterialrohrleitung 16 verbunden ist. Die Beschichtungsmaterialrohrleitung 16 erstreckt sich in eine im Adapter 78 ausgebildete, mit Innengewinde versehene, zylindrische Aussparung 82 (Fig. 6). Das Innengewinde in der Aussparung 82 greift in eine Außenschicht 84 der Beschichtungsmaterialrohrleitung 16. Die Außenschicht 84 der Beschichtungsmaterialrohrleitung 16 wird aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet.

Eine Innenschicht 86 der Beschichtungsmaterialrohrleitung 16 erstreckt sich axial durch den Adapter 78 in einen Raum zwischen einer elektrisch leitenden Zwinge 90 und einem elektrisch isolierenden Stecker 92. Die Innenschicht 86 wird auch aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet. Ein axiales äußeres Endteil 96 des Adapters 78 ist mit Außengewinde versehen und greift mit einem in einer Aussparung 98 im Stecker 92 gebildeten Innengewinde ineinander. Der Adapter 78, die Zwinge 90 und der Stecker 92 sind aus einem elektrisch nicht leitenden Material gebildet. In einer spezifischen Ausführungsform wurden der Adapter 78, die Zwinge 90 und der Stecker 92 aus Polyetheretherketon (PEEK) gebildet. Natürlich könnten sie, falls gewünscht, aus anderen elektrisch isolierenden Materialien hergestellt sein.

Die Zwinge 90 hat ein erstes konisches Innenteil 102, das mit dem äußeren Endteil 96 des Adapters 78 zusammenwirkt, um die Innenschicht 86 der Beschichtungsmaterialrohrleitung 16 fest zu spannen. Außerdem hat die Zwinge 90 ein konisches Endteil 104, das mit einer konischen Innenfläche der Aussparung 98 im Stecker 92 zusammenwirkt, um die Innenschicht 86 der Beschichtungsmaterialrohrleitung 16 zwischen der Zwinge und dem Stecker einzuspannen.

Der Stecker 92 (Fig. 6) hat einen zylindrischen Nasenabschnitt 110 mit einem axial konischen vorderen Endteil 112. Der Nasenabschnitt 110 des Steckers 92 wird in einem elektrisch isolierenden Sockel 114 der Sockelanordnung 74 teleskopisch aufgenommen. Eine O-Ringdichtung 116 an dem Nasenabschnitt 110 des Steckers 92 greift mit einer zylindrischen Innenfläche 118 einer Aussparung 120 in dem Sockel 114 ineinander. Außerdem wird eine konische Dichtungskappe 124 an dem vorderen Endabschnitt 112 des Steckers 92 an eine konische Innenfläche der Aussparung 120 im Sockel 14 gedrückt.

Der durch die konische Innenfläche der Aussparung 120 im Sockel 114 auf die Dichtungskappe 124 ausgeübte Druck bewirkt im Material der Dichtungskappe 124 kalten Fluss in eine Ringnut 126 im vorderem Endabschnitt 112 des Steckers 92 zum miteinander verbinden der Dichtungskappe und des Steckers. In einer spezifischen Ausführungsform wurde die Dichtungskappe 124 aus reinem, ungefülltem synthetischen fluorhaltigen Harz gebildet, das unter der Handelsmarke "Teflon" verkauft wird. Wenn das Material der Dichtungskappe 124 durch den Druck zwischen dem Stecker 92 und dem Sockel 114 in die Ringnut 126 gedrückt wurde, greift die Dichtungskappe mit der Ringnut ineinander, um die Dichtungskappe an dem vorderen Endabschnitt 112 des Steckers festzuhalten.

Der elektrisch isolierende Sockel 114 hat ein zylindrisches Endteil 130 mit einem Außengewinde, das mit einem Innengewinde am Endabschnitt 132 des vorgeformten Strömungsrohrs 50 ineinander greift. Der Sockel 114 hat eine sechseckige Innenaussparung 136, in die ein geeignetes Werkzeug eingreifen kann, um den Sockel 114 in bezug auf den Endabschnitt 132 des Strömungsrohrs 50 zu drehen, um den Sockel und das Strömungsrohr fest miteinander zu verbinden. In einer spezifischen Ausführungsform wurde der Sockel 14 aus Polyetheretherketon (PEEK) gebildet.

Um den Stecker 92 und den Sockel 114 fest miteinander zu verbinden und um eine zusätzliche elektrische Isolation für die Verbindung zwischen dem Stecker und dem Sockel vorzusehen, umschließt eine zylindrische Hülse 140 (Fig. 6) den Stecker und den Sockel und verbindet sie miteinander. Die Hülse 140 hat einen Ringflansch 142, der mit einer Schulter 144 am Sockel 114 ineinander greift. Die Hülse 140 ist in bezug auf die Schulter 144 am Sockel 114 frei drehbar. Die Hülse 140 hat eine zylindrische Kammer 148, die den Außenteil des Sockels 114 und den Stecker 92 aufnimmt.

Innengewinde 150 an der Innenseite der Kammer 148 greift mit Außengewinde 152 am Stecker 92 ineinander. Die Drehung der Hülse 140 um die Mittelachse der Anschlusseinrichtung 70 zieht die Gewindeverbindung zwischen der Hülse und dem Stecker 92 fest, um den Stecker in die Aussparung 120 im Sockel 114 zu drücken. Die Hülse 140 wird aus einem elektrisch nichtleitenden Material gebildet, um für die Verbindung zwischen dem Stecker 92 und dem Sockel 114 eine Isolation vorzusehen. In einer spezifischen Ausführungsform wurde die Hülse 140 aus einem unter der Handelsmarke "Delrin 500" verkauften Azetatharz gebildet.

Ein wichtiges Merkmal dieser Anschlusseinrichtung 70 betrifft die Bedienersicherheit. In einigen Pistolen gemäß dem Stand der Technik waren die Farbschläuche mit dem Spritzgehäuse der Pistole verbunden, wobei der Schlauch am Spritzgehäuse vorbei hinauf lief und sich die Fingerknöchel des Bedieners in der Nähe des Schlauches zwischen dem Handgriff und dem Farbschlauch befanden. Weil der Bediener durch den Handgriff geerdet ist, war es normal, dass der Bediener in seinen Fingerknöcheln elektrische Schläge von der geladenen Farbe im Farbschlauch erhielt. Durch den Anschluss des Farbschlauches an die Unterseite des Handgriffes wird die Gefahr des elektrischen Schlages der Fingerknöchel des Bedieners vermieden.

Außerdem umschließt die Anschlusseinrichtung 70 die der Unterseite des Pistolenhandgriffes zugeführte Farbsäule mit nichtleitenden Komponenten, die die geladene Flüssigkeitssäule vollständig einschließen, um den Bediener weiter vor einem elektrischen Schlag zu schützen. Darüber hinaus wird, wenn eine der Komponenten der Anschlusseinrichtung 70 lose wird und Farbe oder elektrische Ladung aus der Anschlusseinrichtung 70 austreten kann, der auftretende Lichtbogen entweder von der Anschlusseinrichtung 70 zur Unterseite des geerdeten Handgriffes 32 oder von der Anschlusseinrichtung 70 zur geerdeten Luftschlauchanschlusseinrichtung 288 (später beschrieben) entladen. In jedem Fall wird der Bediener keinen elektrischen Schlag bekommen, weil zwischen der Anschlusseinrichtung 70 und der Hand des Bedieners immer ein geerdetes Element vorhanden ist.

Spritzpistole - Beschichtungsmaterialströmungspfad

Das elektrostatisch geladene, flüssige Beschichtungsmaterial fließt von der Anschlusseinrichtung 70 in das vorgeformte Strömungsrohr 50 (Fig. 4) in der Spritzpistole 12. Das vorgeformte Strömungsrohr 50 hat einen Endabschnitt 132, in dem der Sockel 114 teleskopisch aufgenommen ist. Der Endabschnitt 132 des Strömungsrohrs 50 ist durch Reibungsschweißen an einem Körper oder Hauptabschnitt 160 des Strömungsrohrs befestigt. Somit wird der Endabschnitt 132 gedreht und an ein Ende des Strömungsrohrs 50 gedrückt, um den Endabschnitt 132 mit dem Hauptabschnitt 160 des Strömungsrohrs durch Reibungsschweißen zu verbinden. Der Endabschnitt 132 und der Hauptabschnitt 160 des Strömungsrohrs 50 sind aus einem elektrisch nichtleitenden Material gebildet, das in einer Ausführungsform Polypropylen war.

Der Hauptabschnitt 160 des Strömungsrohrs 50 umfasst ein erstes geradliniges Schenkelteil 164 (Fig. 4), das mit dem Endabschnitt 132 verbunden ist. Das erste Schenkelteil 164 ist in dem Griffteil 32 der Spritzpistole 12 angeordnet. Ein zweites geradliniges Schenkelteil 166 des Hauptabschnittes 160 des Strömungsrohrs 50 erstreckt sich vom Griffteil 32 in das Verlängerungsteil 34 der Spritzpistole 12. Die ersten und zweiten Schenkelteile 164 und 166 des Hauptabschnittes 160 des Strömungsrohrs 50 sind durch ein bogenförmig gekrümmtes Teil 168 verbunden. Geeignete Verbindungselemente 169 (Fig. 1-3) verbinden das elektrisch isolierende Verlängerungsteil 34 lösbar mit dem elektrisch leitenden und geerdeten Griffteil 32.

Um die Montage und Demontage der Spritzpistole 12 zu erleichtern, ist das Strömungsrohr 50 (Fig. 4) starr derart, dass es eine Konfiguration, in die es geformt wurde, beibehält. Deshalb bleibt die Konfiguration des bogenförmig gekrümmten Teiles 168 während der Handhabung des Strömungsrohrs 50 unverändert und die Relation zwischen den Schenkelteilen 164 und 166 bleibt unverändert. Dieses ermöglicht, dass das Strömungsrohr in die Spritzpistole 12 eingesetzt und aus dieser ausgebaut werden kann, ohne die Konfiguration eines Kanals 170 zu verändern, der sich zwischen gegenüber liegenden Endteilen des Strömungsrohrs 50 erstreckt. Deshalb wird der Kanal 170 nicht durch das Falten des Strömungsrohrs 50 an dem bogenförmig gekrümmten Teil 168 eingeschränkt.

Wenn das Strömungsrohr 50 (Fig. 4) in die Spritzpistole 12 eingesetzt werden soll, werden vom Griffteil 32 der Spritzpistole eine Abdeckungsbefestigungsschraube 174 und eine elektrisch leitende Abdeckung 176 abgebaut. Das zweite Schenkelteil 166 des Strömungsrohrs 50 wird in einen zylindrischen Hohlraum 180 eingesetzt, der sich vom Griffteil 132 der Spritzpistole in das Verlängerungsteil 34 der Spritzpistole erstreckt. Eine O-Ringdichtung 182 greift mit der Innenfläche des Hohlraumes 180 ineinander, um eine Verbindung zwischen dem Schenkelteil 166 und einem in dem Verlängerungsteil 34 angeordneten Teil des Hohlraumes abzudichten. Außerdem ist das Schenkelteil 166 mit einem nichtleitenden Schmierfett beschichtet, um jegliche elektrische Entladung vom elektrostatisch geladenen, flüssigen Beschichtungsmaterial auf das elektrisch geerdete Griffteil 32 entlang der Verbindung zwischen dem Schenkelteil und dem elektrisch isolierenden Verlängerungsteil 34 der Spritzpistole 12 zu verhindern.

Wenn das Schenkelteil 166 in den zylindrischen Hohlraum 180 eingesetzt ist, bewegen sich das Schenkelteil 164 und gekrümmte Teil 168 des Strömungsrohrs 50 in eine nach außen öffnende Nut oder Auskehlung 186 (Fig. 4 und 8) im Griffteil 32. Das Schenkelteil 164 (Fig. 4) und bogenförmig gekrümmte Teil 168 werden fest in die Auskehlung 186 gepresst, um das Strömungsrohr 50 in bezug auf das Griffteil 32 der Spritzpistole 12 zu positionieren. Die Abdeckung 176 wird dann an ihren Platz am Griffteil 32 geschoben.

Die Abdeckung 176 hat ein Paar parallele lineare Nuten 190 und 192 (Fig. 8), die sich in Längsrichtung entlang gegenüberliegender Randteile der Abdeckung erstrecken. Die Nuten 190 und 192 greifen mit linearen Führungen oder Schienen 194 und 196 am Griffteil 32 ineinander, um die Bewegung der Abdeckung 176 in die Position am Griffteil und zum Festhalten der Abdeckung zu führen. Sobald die Abdeckung 176 in ihre Lage an dem Griffteil 32 geschoben wurde, wird die Abdeckungsbefestigungsschraube 174 (Fig. 4) durch die Abdeckung hindurch eingesetzt und greift mit einem mit Innengewinde versehenen Anschlussstück im Griffteil ineinander, um die Abdeckung zu befestigen. In einer spezifischen Ausführungsform wurden sowohl die Abdeckung 176 als auch das Griffteil 32 aus Polypropylenverbundwerkstoff gebildet, das ausreichend Kohlefasern enthält, so dass es elektrisch leitfähig ist. Natürlich könnten andere elektrisch leitende Materialien, sogar metallische, verwendet werden, wenn es gewünscht wird, durch Anwendung nicht metallischer leitender Verbundwerkstoffe wird das Gewicht der Spritzpistole jedoch reduziert.

Während des Betriebes der Spritzpistole 12 fließt das elektrostatisch geladene flüssige Beschichtungsmaterial aus dem Kanal 170 (Fig. 4) durch einen Verbindungskanal 202 und eine Kammer 204 in einem äußeren Endabschnitt 206 des Verlängerungsteiles 34 in das Strömungsrohr 50 zur Düse 36. Das Verlängerungsteil 34 wird aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet. In einer spezifischen Ausführungsform wurde das Verlängerungsteil 34 aus Polypropylen gebildet.

Die Düse 36 umfasst eine elektrisch nichtleitende Farbdüse 210 (Fig. 4), die ein Außengewinde besitzt, das mit einem Innengewinde am Endabschnitt 206 des Verlängerungsteiles 34 der Spritzpistole 12 ineinander greift, um die Farbdüse fest am Endabschnitt der Spritzpistole zu befestigen. Ein ringförmiger, elektrisch nichtleitender Befestigungsbund 214 greift mit einer Luftkappe 432 (später beschrieben) ineinander, die an die Farbdüse 210 drückt. Der Bund 214 hat Innengewinde, das mit Außengewinde am äußerem Ende des Verlängerungsteils 34 ineinander greift.

Die Farbdüse 210 (Fig. 4) hat eine zylindrische Aussparung 216, in die sich ein Nadelventil 218 aus rostfreiem Stahl erstreckt. Die zylindrische Aussparung 216 in der Farbdüse 210 ist in Strömungsverbindung mit der Kammer 204 in dem Verlängerungsteil 34 angeschlossen. Deshalb kann das elektrostatisch geladene, flüssige Beschichtungsmaterial durch die Farbdüse 210 fließen, wenn das Nadelventil 218 in einer geöffneten Position ist.

Das Nadelventil 218 ist von einer in Fig. 4 gezeigten, geschlossenen Position über einen Bereich von geöffneten Positionen axial bewegbar, die das Fließen des elektrostatisch geladenen flüssigen Beschichtungsmaterials durch eine mittige Öffnung in der Farbdüse 210 zu einem zu beschichtenden Objekt ermöglichen. Wenn das Nadelventil 218 in der in Fig. 4 gezeigten, geschlossenen Position ist, unterbricht das Nadelventil den Fluss des elektrostatisch geladenen flüssigen Beschichtungsmaterials durch die mittige Öffnung in der Farbdüse 210.

Spritzpistole - Kartuschenanordnung

Durch eine Kartuschenanordnung 222 wird eine Kraft zwischen dem Nadelventil 218 (Fig. 4) und dem Auslöser 40 übertragen, um die Bewegung des Nadelventils zwischen der in Fig. 4 dargestellten, geschlossenen Position und einem Bereich von geöffneten Positionen zu bewirken. Die Kartuschenanordnung 222 drückt das Nadelventil 218 in die in Fig. 4 gezeigte geschlossene Position. Die Kartuschenanordnung 222 sorgt auch für eine Dichtung zwischen dem axial beweglichen Nadelventil 218 und dem stationären Verlängerungsteil 34 der Spritzpistole 12.

Die Kartuschenanordnung 222 (Fig. 7) umfasst ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 226, das in einer im wesentlichen zylindrischen Kammer oder Bohrung 228 (Fig. 4) im Verlängerungsteil 34 der Spritzpistole 12 aufgenommen ist. Gemäß einem der Merkmale der vorliegenden Erfindung hat das Gehäuse 226 ein konisches vorderes Endteil 229 (Fig. 7), das sich von einem zylindrischen Hauptteil 230 des Gehäuses nach außen erstreckt. In einer Ringnut 234 im Endteil 228 des Gehäuses 226 ist eine O-Ringdichtung 232 angeordnet. Die Dichtung 232 greift anstoßend mit einer konischen Innenfläche der Kartuschenkammer 228 in der in Fig. 4 dargestellten Art und Weise ineinander. Die Dichtung 232 (Fig. 7) sperrt die Flüssigkeitsströmung entlang der Außenseite des Gehäuses 226.

Ein anderes Merkmal des Systems ist eine in einer zylindrischen Aussparung 240 im Ende des Gehäuses 226 angeordnete Ringdichtung 238 (Fig. 7). Die Dichtung 238 ist eine federbeaufschlagte U-förmige Tasse mit elastischen Lippen, die durch Federbeaufschlagung im Eingriff mit der Außenfläche des Nadelventils 218 und der Innenfläche der Aussparung 240 ist. Die Dichtung 238 hält eine fluidundurchlässige Abdichtung zwischen dem Nadelventil 218 und dem Gehäuse 226 während der axialen Bewegung des Nadelventils in bezug auf das Gehäuse aufrecht.

Zwischen der Außenfläche des Gehäuses 226 und der Innenfläche der Kartuschenkammer 228 (Fig. 4) ist eine Schicht aus nicht leitendem Schmierfett vorgesehen. Das nichtleitende Schmierfett eliminiert die Möglichkeit einer elektrischen Entladung, die zwischen der geladenen Feder 252 und geerdeten Griff 32 entlang der Verbindung zwischen der Außenfläche des Gehäuses 226 und der Innenfläche der Kartuschenkammer 228 auftritt. Die Feder 252 wird aufgrund der Tatsache elektrisch geladen, dass sie aus Metall ist und in Kontakt mit der Metallbefestigungsvorrichtung 244 (später beschrieben) und dem Metallnadelventil 218 (später beschrieben) steht, das in Kontakt mit der über das Nadelventil 218 fließenden geladenen Farbe steht.

Das Gehäuse 226 (Fig. 7) wird aus einem Material gebildet, das elektrisch nichtleitend ist. In einer spezifischen Ausführungsform wurde das Gehäuse 226 aus Azetatharz gebildet, das unter der Handelsmarke "Delrin" verkauft wird. Natürlich könnten andere elektrisch nichtleitende Materialien zum Ausbilden des Gehäuses 226 verwendet werden, wenn es gewünscht wird.

Das Nadelventil 218 aus rostfreiem Stahl ist mit einer Befestigungsvorrichtung 244 (Fig. 7) aus rostfreiem Stahl verbunden, die in dem Gehäuse 226 angeordnet ist. Eine Betätigungsstange 246 hat ein Endteil, das mit Außengewinde versehen und mit dem Innengewinde in der Befestigungsvorrichtung 244 verbunden ist. Die Betätigungsstange 246 ist mit einem Hebezeug 248 (Fig. 4) verbunden, in das der Auslöser 40 greift. Die Betätigungsstange 246 und das Hebezeug 248 sind aus elektrisch nichtleitendem Material. In einer spezifischen Ausführungsform wurde die Betätigungsstange 246 aus einem Azetatharz gebildet, das unter der Handelsmarke "Delrin" verkauft wird. In dieser spezifischen Ausführungsform wurde das Hebezeug 248 aus Polyetheretherketon (PEEK) gebildet.

Im Gehäuse 226 ist eine Vorspannfeder 252 (Fig. 7) angeordnet und greift mit der Befestigungsvorrichtung 244 ineinander. Die Metallvorspannfeder 252 drückt das Nadelventil 218 in die geschlossene Position. Die Vorspannfeder 252 wird in dem Gehäuse 226 durch Eingriff mit einer elektrisch isolierenden Endkappe 254 gehalten. Die Endkappe 254 hat Außengewinde, das mit dem Innengewinde im Gehäuse 226 ineinander greift, um die Endkappe und das Gehäuse fest miteinander zu verbinden.

Um die Betätigungsstange 246 (Fig. 7) herum erstreckt sich ein elektrisch isolierendes Wellrohr 258. Ein axiales äußeres Endteil 260 des Wellrohrs 258 wird fest an eine kegelstumpfförmige Fläche einer Aussparung 262 in der Befestigungsvorrichtung 244 gedrückt. Zwischen dem axialen äußeren Endteil 260 des Wellrohrs und der Befestigungsvorrichtung 244 wird eine fluidundurchlässige Dichtung gebildet. Das Wellrohr 258 erstreckt sich durch eine ringförmige Dichtung 266 und eine ringförmige Dichtung 268. Ein Abstandhalter 272 (Fig. 4) drückt ein axiales inneres Endteil 273 (Fig. 7) des Wellrohrs 258 fest an die Dichtung 268, um eine fluidundurchlässige Dichtung mit dem inneren Endteil des Wellrohrs zu bilden.

Eine Abstandselementbefestigungsvorrichtung 274 (Fig. 4) drückt den Abstandhalter 272 an die Dichtung. Die Abstandselementbefestigungsvorrichtung 274 hat Außengewinde, das mit dem Innengewinde in der Kartuschenkammer 228 ineinander greift.

Die Dichtung 266, Dichtung 268, Abstandhalter 272 und Befestigungsvorrichtung 274 sind alle aus elektrisch isolierenden Materialien gebildet.

Bei der Betätigung des Auslösers 40 (Fig. 4) wird die Kraft vom Auslöser auf das Hebezeug 248 übertragen. Diese Kraft bewegt das Hebezeug 248 nach rechts (in Fig. 4 gesehen). Die nach rechts gerichtete Bewegung des Hebezeuges 248 bewegt die Betätigungsstange 246 nach rechts (in den Fig. 4 und 7 gesehen). Wenn die Betätigungsstange 246 nach rechts bewegt wird, zieht die Befestigungsvorrichtung 244 (Fig. 7) das Nadelventil 218 nach rechts, um das Nadelventil in bezug auf die Farbdüse 210 (Fig. 4) in der Düse 36 in eine geöffnete Position zu bewegen. Wenn das Nadelventil 218 in die geöffnete Position bewegt wird, wird eine Vorspannfeder 252 (Fig. 7) zwischen der Befestigungsvorrichtung 244 und der Endkappe 254 der Kartuschenanordnung 222 zusammen gedrückt.

Wenn der Auslöser 40 losgelassen wird, bewegt die durch die Vorspannfeder 252 (Fig. 7) auf die Befestigungsvorrichtung 244 aufgebrachte Kraft das Nadelventil 218 nach links. Die nach links gerichtete Bewegung des Nadelventils 218 bewegt ein konisches äußeres Endteil des Nadelventils in fluidundurchlässigen dichtenden Eingriff mit einem in der Farbdüse 210 (Fig. 4) ausgebildeten konischen Ventilsitz.

Die Kartuschenanordnung 222 (Fig. 7) hat eine Konstruktion, die ähnlich der Konstruktion bekannter Kartuschenanordnungen ist, die von der Nordson Corporation of Amherst, Ohio 44001, kommerziell erhältlich sind. Die bekannten Kartuschenanordnungen, die zuvor von der Nordson Corporation kommerziell erhältlich waren, hatten jedoch eine O-Ringdichtung um ein Hauptteil 230 des Gehäuses 226 (Fig. 7) herum. Diese bekannten Kartuschenanordnungen hatten keine O-Ringdichtungen 232 an dem konischen Endteil 229 des Gehäuses 226. Während des Einbaus und dem Auswechseln der bekannten Kartuschenanordnungen in die und aus der Kartuschenkammer 228 in der Spritzpistole 12 beeinträchtigte die O-Ringdichtung um das zylindrische Hauptteil 230 des Gehäuses herum die Bewegung der Kartuschenanordnung.

Der Grund dafür war, dass der O-Ring zwischen dem Kartuschenteil 230 und der Kammer 228 zusammen gedrückt wurde, so dass beim Einbau der Kartusche 222 in die Kammer 228 oder bei ihrem Herausziehen aus der Kammer 228 die Druckkraft des O-Ringes zu überwinden war. Durch Eliminieren eines O-Ringes zwischen dem Kartuschenteil 230 und der Kammer 228 und sein Ersetzen durch einen O-Ring 232, der auf einem konischen Teil 229 befestigt ist, übt der O-Ring 232 gegenüber der Kammer 228 beim Einbauen keinen Widerstand aus, und sobald die Befestigungsvorrichtung 274 abgeschraubt ist, neigt der O-Ring 232 dazu, die Kartusche 222 aus der Kammer 228 zurück zu drücken, um ihren Ausbau zu unterstützen.

Ein anderes neues, mit der Kartuschenanordnung 222 verbundenes Merkmal ist, die Wirkung des Nadelventils 218 aus rostfreiem Stahl, das mit der Kartusche 222 verbunden ist, auf das elektrostatische Feld zwischen der Pistole und dem zu streichenden, geerdeten Teil. Die Farbe ist schon elektrisch geladen, bevor sie der Pistole zugeführt wird, wie es oben beschrieben wurde. Weil die Farbe vor dem Zuführen zur Pistole bereits geladen ist, ist des weiteren keine Ladeelektrode in der Spritzdüse der Pistole an eine interne Stromversorgung oder durch ein Hochspannungskabel an eine externe Stromversorgung angeschlossen. Normalerweise hat diese Ladeelektrode nicht nur zum Laden der Farbe gedient, sondern auch zum Verstärken des elektrostatischen Feldes zwischen der Spritzpistole und dem zu beschichtenden Teil, das die geladene Farbe an das Teil anzieht. Das Nadelventil 218 ist, da es elektrisch leitend und durch die Verlängerung 34 und die Kartusche 222 vom Handgriff elektrisch isoliert ist, am vorderen Ende der Pistole elektrisch "erdfrei" (d. h. isoliert). Es wird deshalb mit dem gleichen elektrischen Potential wie die geladene Farbe geladen, die darüber fließt. Wenn es geladen ist, verstärkt das spitze vordere Ende des Nadelventils 218 das elektrostatische Feld, das zwischen dem vorderen Ende der Pistole und dem zu streichenden, geerdeten Werkstück vorhanden ist. Durch Verstärken des elektrostatischen Feldes wird die geladene Farbe stärker elektrostatisch zu dem Teil gezogen. Somit wird das Nadelventil eine "Feldelektrode" für die Pistole, obwohl die Pistole keine Ladeelektrode im konventionellen Sinn hat. Dieses ist ein sehr nützliches Merkmal, weil durch Verstärken des elektrostatischen Feldes auf diese Weise der Wirkungsgrad des elektrostatischen Farbbeschichtungsvorganges erhöht wird.

Luftrohrleitung

Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung hat die Luftrohrleitung 26 eine elektrisch isolierende Außenschicht 282 (Fig. 6), die eine elektrisch leitende Innenschicht 284 umschließt. Durch Umgeben der elektrisch leitenden Innenschicht 284 (Fig. 6) mit der elektrisch isolierenden oder nichtleitenden Außenschicht 282 wird der Anteil der Isolation zwischen der elektrisch geerdeten Innenschicht der Luftrohrleitung 26 und der unmittelbar benachbarten Beschichtungsmaterialrohrleitung 16 und der Beschichtungsmaterialanschlusseinrichtung 70 erhöht. Dieses führt zum Minimieren jeglicher Möglichkeit einer elektrischen Entladung, die zwischen dem elektrostatisch geladenen, flüssigen Beschichtungsmaterial in der Rohrleitung 16 und der Anschlusseinrichtung 70 und der elektrisch geerdeten Innenschicht 284 der Luftrohrleitung 26 auftritt.

Es ist beabsichtigt, dass die elektrisch nichtleitende Außenschicht 282 und die elektrisch leitende Innenschicht 284 der Luftrohrleitung 26 aus vielen unterschiedlichen Materialien gebildet sein könnten. Gegenwärtig ist beabsichtigt, die Außenschicht 282 der Luftrohrleitung 26 aus Urethan zu bilden, das elektrisch nichtleitend ist. Es ist beabsichtigt, die Innenschicht 284 aus Polyvinylchlorid (PVC) zu bilden, das ausreichend Ruß enthält, um die Innenschicht 284 elektrisch leitend zu machen. Die Außen- und Innenschichten 282 und 284 der Luftrohrleitung 26 sind fest miteinander verbunden, so dass sie eine einheitliche Anordnung bilden.

Es ist beabsichtigt, dass die Luftrohrleitung 26 vorteilhafterweise mit vielen unterschiedlichen Arten von Spritzpistolen angewandt werden kann. Somit kann die Luftrohrleitung 26 vorteilhaft verwendet werden, um ein elektrisch leitendes Griffteil einer Spritzpistole, der Beschichtungsmaterial zugeführt wird, das entweder ein flüssiges oder ein pulverförmiges ist und nicht elektrisch geladen ist, wenn es zur Spritzpistole geführt wird, zu erden. Es wird angenommen, dass die elektrisch leitende Innenschicht 284 der Luftrohrleitung 26 eine besonders vorteilhafte Art des Erdens von elektrisch leitenden Griffteilen vieler verschiedener Arten von Spritzpistolen ist, die elektrostatisch geladene Beschichtungsmaterialien auf Gegenstände auftragen.

Luftrohrleitungsanschlusseinrichtung

Eine Luftrohrleitungsanschlusseinrichtung 288 (Fig. 6) verbindet die Luftrohrleitung 26 und das Griffteil 32 der Spritzpistole 12 lösbar miteinander. Die Luftanschlusseinrichtung 288 wird aus einem elektrisch leitenden Material gebildet. Die Luftanschlusseinrichtung 288 ist wirksam, um das elektrisch leitende Griffteil 32 der Spritzpistole 12 und die elektrisch geerdete Innenschicht 284 der Luftrohrleitung 26 elektrisch miteinander zu verbinden. Deshalb wird das elektrisch leitende Griffteil 32 der Spritzpistole 12 durch die Luftanschlusseinrichtung 288 und die Luftrohrleitung 26 elektrisch geerdet, wie es später ausführlicher beschrieben wird.

Die Luftanschlusseinrichtung 288 (Fig. 6) umfasst eine Sockelanordnung 292 und eine Steckeranordnung 294. Die Sockelanordnung 292 ist mit der Luftrohrleitung 26 verbunden. Die Steckeranordnung 294 ist an das Griffteil 32 der Spritzpistole 12 angeschlossen. Falls gewünscht, könnte die Steckeranordnung 294 an die Luftrohrleitung 26 angeschlossen werden, und die Sockelanordnung 292 könnte an das Griffteil 32 der Spritzpistole 12 angeschlossen werden.

Die Sockelanordnung umfasst ein Sockelgehäuse 298, in dem die Steckeranordnung 294 teleskopisch aufgenommen ist. Eine manuell lösbare Verriegelungszunge 300 ist verschiebbar am Sockelgehäuse 298 befestigt. Die Zunge 300 ist zwischen einer eingeklinkten Position, die die Steckeranordnung 294 und das Sockelgehäuse 298 miteinander verbindet, und einer ausgeklinkten Position, in der die Zunge 300 unwirksam ist, um die Steckeranordnung 294 in dem Sockelgehäuse 298 festzuhalten, manuell bewegbar.

Das Sockelgehäuse 298 hat ein klauenförmiges Endteil 304, dass in der elektrisch leitenden Innenschicht 284 der Luftrohrleitung 26 teleskopisch aufgenommen ist. Das klauenförmige Endteil 304 verformt sich und dehnt die Innenschicht 284 der Luftrohrleitung 26 elastisch aus. Dieses führt zu einer festen elektrischen Verbindung zwischen dem klauenförmigen Endteil 304 des Sockelgehäuses 298 und der elektrisch leitenden Innenschicht 284 der Luftrohrleitung 26. Da die Innenschicht 284 der Luftrohrleitung 26 elektrisch geerdet ist, wird das Sockelgehäuse 298 durch die Innenschicht 284 der Luftrohrleitung 26 elektrisch geerdet.

Innerhalb des Sockelgehäuses 298 ist, wie schematisch in Fig. 6 gezeigt, eine Absperrventilanordnung 308 angeordnet. Die Absperrventilanordnung 308 umfasst ein Kugelventil 310. Das Kugelventil 310 wird durch eine Vorspannfeder 314 zu einem konischen Ventilsitz 312 gedrückt.

Wenn die Sockelanordnung 292 von der Steckeranordnung 294 getrennt ist, drückt die Vorspannfeder 314 das Kugelventil 310 an den Ventilsitz 312, um den Luftstrom aus der Rohrleitung 26 durch die Sockelanordnung 292 zu sperren. Der Druck der Luft auf das Kugelventil 310 drückt das Kugelventil noch weiter an den Ventilsitz 312. Die daraus resultierende fluidundurchlässige Dichtung zwischen dem Kugelventil 310 und dem Sockelgehäuse 298 sperrt den Luftaustritt aus der Rohrleitung 26, wenn die Rohrleitung von der Spritzpistole 12 getrennt ist.

Beim Einsetzen der Steckeranordnung 294 in die Sockelanordnung 292 wird ein Ventilbetätigungselement, das mit 318 in Fig. 6 schematisch angegeben ist, durch ein vorderes Endteil der Steckeranordnung 294 eingeklinkt und bewegt das Kugelventil 310 vom Ventilsitz 312 weg in die in Fig. 6 gezeigte geöffnete Position. Wenn das Kugelventil 310 in die in Fig. 6 gezeigte geöffnete Position bewegt wurde, kann die Luft frei durch die Sockelanordnung 292 in die Steckeranordnung 294 strömen.

Die Steckeranordnung 294 hat ein mit Gewinde versehendes Endteil 322, das mit dem Griffteil 32 der Spritzpistole 12 verbunden ist. Die Steckeranordnung 294 hat eine Nase oder ein äußeres Endteil 324, das in dem Sockelgehäuse 298 aufgenommen ist. Die Zunge 300 greift mit einer Ringnut 326 in der Steckeranordnung 294 ineinander, um die Steckeranordnung 294 in der Sockelanordnung 292 festzuhalten. Wenn die Sockelanordnung 292 und Steckeranordnung 294 miteinander verbunden sind, ist das Griffteil 32 durch die Luftanschlusseinrichtung 288 mit der geerdeten Innenschicht 284 der Luftrohrleitung 26 elektrisch verbunden.

In einer spezifischen Ausführungsform war die Luftanschlusseinrichtung 288 eine von der Colder Products Company, St. Paul, Minnesota, erhaltene Schnelltrennkupplung. Diese besondere Ausführungsform der Luftanschlusseinrichtung 288 hatte ein Sockelgehäuse 298 und eine Steckeranordnung 294, die aus chrombeschichtetem Messing gebildet wurde. Natürlich können andere bekannte Kupplungsanordnungen aus anderen Materialien, die elektrisch leitend sind, verwendet werden, falls gewünscht.

Ein mit dem Anschlussstück 288 identisches Anschlussstück 400 kann verwendet werden, um das gegenüberliegende Ende der Luftrohrleitung 26 mit einem geerdeten Metallsammelrohr (nicht gezeigt) an der Druckluftquelle 24 zu verbinden. Auf diese Weise wird der leitende Handgriff 32 der Pistole 12 durch die leitende Innenschicht 284 der Rohrleitung 26 an einen geerdeten Metallrohrverbinder oder ein Sammelrohr (nicht gezeigt) an der Druckluftquelle 24 verbunden.

Die oben beschriebene Anordnung und der Aufbau des Luftschlauches 26 und des Farbschlauches 16 hat einen wichtigen Vorteil. Die Luft- und Farbschläuche zu elektrostatischen Spritzpistolen sind normalerweise zusammen gebunden, um das Handhaben der Spritzpistole 12 zu erleichtern. Wenn ein Luftschlauch nach dem Stand der Technik mit einer geerdeten, externen leitenden Schicht verwendet wurde, würde die geladene Farbe innerhalb des Schlauches 16 wahrscheinlicher durch den Schlauch 16 zur äußeren geerdeten Oberfläche des Luftschlauches durch Lichtbogen entladen werden. Durch Anordnen der geerdeten leitenden Schicht innerhalb des Luftschlauches und Anordnen einer elektrisch isolierten Schicht an der Außenseite des Luftschlauches wird die Möglichkeit, dass dieses auftritt, erheblich reduziert. Dieses verbessert die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems.

Spritzpistole - Hauptluftstrom

In dem Griffteil 32 ist ein Hauptluftstromkanal 332 (Fig. 4) ausgebildet. Der Hauptluftstromkanal 332 führt Luft von der Luftanschlusseinrichtung 288 zur Hauptluftstromregelventilanordnung 46. Die Hauptluftstromregelventilanordnung 46 umfasst einen Metallkörperabschnitt 334 (Fig. 4), der aus Aluminium gebildet und in eine Öffnung zu einer zylindrischen Ventilkammer 335 im Griffteil 32 der Spritzpistole 12 geschraubt ist. Ein Paar O-Ringdichtungen 336 und 338 erstreckt sich um das Gehäuse 334 herum und dichtet Verbindungen zwischen dem Gehäuse und einer Innenfläche der Kammer 335 ab.

Ein bewegliches Ventilelement 340 (Fig. 4) ist an einen offenen axialen Endabschnitt des Gehäuses 334 gedrückt, um den Luftstrom vom Hauptkanal 332 in das Gehäuse 334 zu sperren. Eine Vorspannfeder 342 drückt das bewegliche Ventilelement 340 an den Endabschnitt des Gehäuses 334. Eine Ventilbetätigungsstange 344 ist mit dem beweglichen Ventilelement 338 verbunden. Die Betätigungsstange 344 greift mit dem Auslöser 40 ineinander.

Bei der manuellen Betätigung des Auslösers 40 wird die Betätigungsstange 344 nach rechts (in Fig. 4 gesehen) gegen den Einfluss der Vorspannfeder 342 bewegt, um das Ventilelement 340 in eine geöffnete Position zu bewegen. Eine Zunge 346 (Fig. 1 und 3) ist entlang des Griffteiles beweglich, um den Arbeitshub des Auslösers 40 zu begrenzen. Wenn das Ventilelement 340 in der geöffneten Position ist, kann Luft vom Hauptkanal 332 in das Gehäuse 334 strömen. Die Luft strömt vom Gehäuse 334 durch eine Vielzahl runder Öffnungen im Gehäuse in einen Ringraum, der sich um das Gehäuse herum erstreckt.

Ein Teil der Luft, der in den Ringraum um das Hauptluftstromregelventilgehäuse 334 herum strömt, wird zum Zerstäuberluftkanal 60 (Fig. 5) geführt. Der Rest der Luft, der in den Ringraum um das Hauptluftstromregelventilgehäuse 334 (Fig. 4) strömt, wird zum Formgebungsluftkanal 62 (Fig. 5) geführt. Der Ringraum, der sich um das Ventilgehäuse 334 (Fig. 4) herum erstreckt, ist in der Ventilkammer 335 angeordnet und mit dem Zerstäuberluftkanal 60 durch einen Verbindungskanal 352 (Fig. 8) verbunden. Der Verbindungskanal 352 hat einen im wesentlichen runden Auslass 354 zum Zerstäuberluftkanal 60. Gleichermaßen verbindet ein Verbindungskanal 356 den Ringraum um das Hauptluftstromregelventilanordnungsgehäuse 334 (Fig. 4) mit dem Formgebungsluftkanal 62. Der Verbindungskanal 356 (Fig. 8) hat einen im wesentlichen runden Auslass 358 zum Formgebungsluftkanal 62.

Spritzpistole - Zerstäuberluftstrom

Die Luft wird von der Hauptluftstromregelventilanordnung 46 (Fig. 4) durch den Verbindungskanal 352 in den Zerstäuberluftkanal 60 (Fig. 8) geführt. Der Zerstäuberluftkanal 60 umfasst einen ersten Abschnitt 364, der in dem Griffteil 32 angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt 366 (Fig. 5), der sich durch das Verlängerungsteil 34 erstreckt. Die Zerstäuberluftstromregelventilanordnung 54 ist betätigbar, um die Strömungsgeschwindigkeit der Zerstäuberluft aus der Hauptluftstromregelventilanordnung 46 durch die ersten und zweiten Abschnitte 364 und 366 des Zerstäuberluftkanals 60 zur Düse 36 zu regeln.

Die Zerstäuberluftstromregelventilanordnung 54 (Fig. 8) umfasst einen ringförmigen Ventilsitz 372, der in dem ersten Abschnitt 364 des Zerstäuberluftkanals 60 angeordnet ist. Der Ventilsitz 372 hat eine Mittelachse, die mit einer Mittellängsachse 374 des ersten Abschnittes 364 des Zerstäuberluftkanals 60 zusammenfällt. In dem ersten Abschnitt 364 des Zerstäuberluftkanals 60 ist ein Zerstäuberluftnadelventil 378 angeordnet. Das Zerstäuberluftnadelventil 378 hat eine Mittellängsachse, die mit der Mittellängsachse 374 des ersten Abschnittes 364 des Zerstäuberluftkanals 60 zusammenfällt.

Das Zerstäuberluftnadelventil 378 ist integral als ein Stück aus elektrisch isolierendem Material gebildet. In einer spezifischen Ausführungsform wurde das Zerstäuberluftnadelventil 378 aus unter der Handelsmarke "Delrin" verkauftem, glashaltigen Azetatharz gebildet. Natürlich könnte das Zerstäuberluftnadelventil aus anderen Materialien gebildet werden, falls gewünscht.

Das Zerstäuberluftnadelventil 378 hat ein zylindrisches Spindelteil 380 mit einem Schlitz 382. In den Schlitz 382 kann ein Schraubendreher oder ein ähnliches Werkzeug eingesetzt werden, um das Zerstäuberluftnadelventil 378 im ersten Abschnitt 364 des Zerstäuberluftkanals 60 zu montieren.

Ein zylindrisches Verbindungsteil 384 des Zerstäuberluftnadelventils 378 mit relativ großem Durchmesser ist in koaxialer Beziehung zum Spindelteil 380 und zur Mittellängsachse 374 des ersten Abschnittes 364 des Zerstäuberluftkanals 60 angeordnet. Ein konisches Dichtungsteil 386 verjüngt sich axial von dem Verbindungsteil 384 zu einem zylindrischen Stangenteil 388 des Zerstäuberluftnadelventils 378. Das konische Dichtungsteil 386 hat eine Mittelachse, die mit der Mittellängsachse 374 des ersten Abschnittes 364 des Zerstäuberluftkanals 60 zusammenfällt. Das konische Dichtungsteil 386 ist in koaxialer Beziehung zum Stangenteil 388 und zum Verbindungsteil 384 des Zerstäuberluftnadelventils 378 angeordnet.

Das Zerstäuberluftnadelventil 378 ist von einer geschlossenen Position durch einen Bereich von geöffneten Positionen axial beweglich. Wenn das Zerstäuberluftnadelventil 378 in der geschlossenen Position aus Fig. 8 ist, greift das konische Dichtungsteil 386 mit dem Ventilsitz 372 ineinander, um einen Zerstäuberluftstrom zu sperren. Wenn das Zerstäuberluftnadelventil 378 in einer geöffneten Position ist, ist das konische Dichtungsteil 386 nach links (in Fig. 8 gesehen) vom Ventilsitz 372 beabstandet. Dieses ermöglicht die Strömung der Zerstäuberluft vom Verbindungskanalauslass 354 entlang des ersten Abschnittes 364 des Zerstäuberluftkanals 60. Je weiter das konische Dichtungsteil 386 vom Ventilsitz 372 beabstandet ist, umso größer ist die Durchflussmenge der Zerstäuberluft.

Mit dem Ende des Stangenteiles 388 gegenüber vom konischen Dichtungsteil 386 ist ein zylindrischer Kolben 392 verbunden. Der Kolben 392 ist in koaxialer Beziehung zum Stangenteil 388 und zum konischen Dichtungsteil 386 angeordnet. Der Kolben hat eine Ringnut, in der eine O-Ringdichtung 394 angeordnet ist. Die O-Ringdichtung 394 ist in undurchlässigem Dichtungseingriff mit einer zylindrischen Innenfläche des ersten Abschnittes 364 des Zerstäuberluftkanals 60 angeordnet und ist in dieser verschiebbar.

Der Auslass 354 vom Verbindungskanal 352 ist zwischen dem Kolben 392 und dem konischen Dichtungsteil 386 des Zerstäuberluftnadelventils 378 angeordnet. Deshalb wird der Luftdruck auf das linke (in Fig. 8 gesehen) Ende des Kolbens 392 ausgeübt. Der Luftdruck auf das linke Ende des Kolbens 392 drückt das Zerstäuberluftnadelventil nach rechts und in seine geschlossene Position.

Ein mit Außengewinde versehendes Endteil 400 erstreckt sich axial auswärts vom Kolben 392. Das Gewindeendteil 400 hat eine Mittelachse, die mit der Mittelachse des Kolbens 392 und der Mittellängsachse 374 des ersten Abschnittes 364 des Zerstäuberluftkanals 60 zusammen fällt. Anders als das Stangenteil 388 hat das Gewindeendteil 400 des Zerstäuberluftventils 378 eine im wesentlichen D-förmige Querschnittform.

Somit wird entlang einer sich längst erstreckenden Seite des Gewindeendteils 400 eine ebene Fläche gebildet. Die ebene Fläche erstreckt sich parallel zur Mittellängsachse des Gewindeendteils 400. Eine gewölbte Außenfläche erstreckt sich zwischen gegenüberliegenden Rändern der ebenen Fläche an dem Gewindeendteil 400. Diese gewölbte Außenfläche hat eine Bogenmitte, die auf der Mittellängsachse des Zerstäuberluftventils 378 angeordnet ist.

Das Gewindeendteil 400 (Fig. 8) des Zerstäuberluftventils wird in einem gewindelosen Endteil 404 des Zerstäuberluftkanals 60 aufgenommen. Das gewindelose Endteil 404 des Zerstäuberluftkanals 60 hat eine D-förmige Querschnittform. Eine Mittellängsachse des gewindelosen Endteils 404 fällt mit der Mittellängsachse des Gewindeteils 400 des Zerstäuberluftventils 378 und der Mittelachse 374 des ersten Abschnittes 364 des Zerstäuberluftkanals zusammen.

Obwohl das Gewindeendteil 400 des Zerstäuberluftventils 378 und das gewindelose Endteil 404 des Zerstäuberluftkanals 60 die gleiche D-förmige Querschnittform haben, hat das gewindelose Endteil 404 des Zerstäuberluftkanals 60 einen etwas größeren Querschnitt als das Gewindeteil 400 des Zerstäuberluftventils 378. Dieses ermöglicht, dass das Gewindeendteil 400 des Zerstäuberluftventils 378 frei in dem gewindelosen Endteil 404 des Zerstäuberluftkanals 60 gleiten kann. Während der Gleitbewegung des Gewindeteiles 400 des Zerstäuberluftventils 378 in dem gewindelosen Endteil 404 des Zerstäuberluftkanals 60 wirkt die flache Seitenfläche am Gewindeteil des Zerstäuberluftventils mit einer ebenen Fläche an dem gewindelosen Endteil 404 des Zerstäuberluftkanals 60 zusammen, um das Zerstäuberluftventil 378 gegen Drehung um seine Mittellängsachse zu halten.

Ein rundes Daumenrad 408 (Fig. 8) hat eine mittige Öffnung 410 mit Innengewinde. Die Gewindeöffnung 410 in dem Daumenrad 408 greift mit dem Außengewinde am Gewindeendteil 400 des Zerstäuberluftventils 378 ineinander. Das Daumenrad 408 ist in einem in dem Griffteil 32 der Spritzpistole 12 ausgebildeten Schlitz 414 angeordnet. Das Daumenrad 408 ist aus einem unter der Handelsmarke "Delrin" verkauften glashaltigem Azetatharz hergestellt. Natürlich könnte das Daumenrad 408 aus anderen Materialien hergestellt sein, falls gewünscht.

Das Daumenrad 408 ist um die zusammenfallenden Mittellängsachsen des Zerstäuberluftventils 378 und des ersten Abschnittes 364 des Zerstäuberluftkanals 60 drehbar. Der Schlitz 414 in dem Griffteil 32 hält das Daumenrad gegen axiale Bewegung. Deshalb führt die Drehung des Daumenrads 408 zur axialen Bewegung des Zerstäuberluftventils 378 in bezug auf den Ventilsitz 372. Dieses ermöglicht die axiale Einstellung der Position des Zerstäuberluftventils entlang dem Zerstäuberluftkanal 60, um zwischen dem Ventilsitz 372 und dem Dichtungsteil 386 des Zerstäuberluftventils eine Sollluftströmungsgeschwindigkeit vorzusehen.

Falls ein Bediener das Daumenrad 408 versehentlich bis zu einem Ausmaß drehen sollte, dass das Außengewinde an dem Gewindeendteil 400 des Zerstäuberluftventils aus dem Innengewinde am Daumenrad 408 ausgeklinkt wird, drückt der auf den Kolben 392 ausgeübte Flüssigkeitsdruck das Gewindeendteil 400 hinauf an das mittige Teil des Daumenrads 408. Dieses erlaubt, dass das Innengewinde in der mittigen Öffnung 410 in dem Daumenrad 408 mit dem Außengewinde an dem Endteil 400 des Zerstäuberluftventils wieder ineinander greift. Da das Daumenrad 408 in dem Schlitz 414 angeordnet ist, schützt das Griffteil 32 das Daumenrad vor dem Zusammenstoß mit benachbarten Objekten während der Anwendung der Spritzpistole 12 durch einen Bediener.

Die Zerstäuberluftstromregelventilanordnung 54 ist durch den zweiten Abschnitt 366 des Zerstäuberluftkanals 60 in Strömungsverbindung an die Düse 36 (Fig. 5) angeschlossen. Der zweite Abschnitt 366 des Zerstäuberluftkanals 60 hat einen Einlass, der mit dem Auslass des ersten Abschnittes 364 des Zerstäuberluftkanals 60 ausgerichtet ist. Deshalb kann die Zerstäuberluft durch die Zerstäuberluftstromregelventilanordnung 54 und durch den Zerstäuberluftkanal 60 zu einem Verbindungskanal 422 (Fig. 5) strömen.

Der Verbindungskanal 422 ist mit einer ringförmigen Verteilerkammer 424 (Fig. 4) verbunden, die sich um das innere Ende der Farbdüse 210 der Düse 36 erstreckt. Axial durch die Farbdüse 210 erstreckt sich eine Vielzahl von Kanälen 428 axial und verbindet die ringförmige Verteilerkammer 424 mit einer internen Kammer 430. Die interne Kammer 430 ist zwischen dem äußeren Endteil der Farbdüse 210 und einer Innenfläche einer runden Luftkappe 432 ausgebildet. Der ringförmige Befestigungsring 214 drückt die Luftkappe 432 an die Farbdüse 210, so dass eine fluidundurchlässige Dichtung zwischen der Luftkappe 432 und der Farbdüse 210 gebildet wird. Die Farbdüse 210, der Befestigungsring 214 und die Luftkappe 432 sind aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet.

Durch eine runde Öffnung in der Mitte der Luftkappe 432 wird zusammen mit dem elektrostatisch geladenen, flüssigen Beschichtungsmaterial Zerstäuberluft geführt. Außerdem wird Zerstäuberluft durch eine Vielzahl in runder Anordnung um die mittige Öffnung in der Luftkappe 432 angeordnete Kanäle geleitet. Der Luftstrom durch die verschiedenen Kanäle in der Luftkappe 432 ist wirksam, um den Strom des durch die Farbdüse 210 geleiteten, elektrostatisch geladenen, flüssigen Beschichtungsmaterials zu zerstäuben. Die Art und Weise, in der das elektrostatisch geladene, flüssige Beschichtungsmaterial durch diesen Luftstrom zerstäubt wird, ist gleich der, die in dem zuvor erwähnten US-Patent Nr. 4,544,100 offenbart ist.

Es ist beabsichtigt, dass die in den Fig. 5 und 8 dargestellte Zerstäuberluftstromregelventilanordnung mit vielen unterschiedlichen Arten von Spritzpistolen angewandt werden kann, die zum Spritzen vieler unterschiedlicher Arten von elektrostatisch geladenen Beschichtungsmaterialien verwendet werden.

Spritzpistole - Formgebungsluftstrom

Der Verbindungskanal 356 (Fig. 8) erstreckt sich von dem Hauptluftstromregelventil 46 (Fig. 4) zum Auslass 358 (Fig. 8) in den Formgebungsluftkanal 62. Die Formgebungsluftstromregelventilanordnung 56 regelt die Strömungsgeschwindigkeit der Luft aus dem Verbindungskanal 356 durch den Formgebungsluftkanal 62 zur Düse 36 (Fig. 5). Die Formgebungsluftstromregelventilanordnung 56 regelt den Formgebungsluftstrom in der gleichen Art und Weise, in der die Zerstäuberluftstromregelventilanordnung 54 den Zerstäuberluftstrom regelt.

Die Formgebungsluftstromregelventilanordnung 56 umfasst ein Formgebungsluftnadelventil 440 (Fig. 8). Das Formgebungsluftnadelventil 440 hat eine Mittellängsachse, die mit einer Mittellängsachse 441 eines ersten Abschnittes 448 des Formgebungsluftkanals 62 zusammenfällt. Das Formgebungsluftnadelventil 440 hat einen konischen Dichtungsabschnitt 442, der mit einem ringförmigen Ventilsitz 444 in Eingriff bringbar ist. Die axiale Bewegung des Formgebungsluftnadelventils 444 entlang der Achse 441 regelt den Formgebungsluftstrom durch den Formgebungsluftkanal 62 in der gleichen Art und Weise, in der das konische Dichtungsteil 386 des Zerstäuberluftventils 378 mit dem Ventilsitz 372 zusammenwirkt, um den Zerstäuberluftstrom durch den Zerstäuberluftkanal 60 zu regeln.

In einem Schlitz 454 im Griffteil 32 ist ein Daumenrad 452 (Fig. 8) angeordnet. Das Daumenrad 452 hat ein mit Innengewinde versehenes mittiges Teil, das mit einem mit Außengewinde versehenen Endteil 456 des Formgebungsluftventils 440 ineinander greift. Das Außengewindeendteil 456 des Formgebungsluftnadelventils 440 hat eine D-förmige Querschnittform. Das Außengewindeendteil 456 des Formgebungsluftnadelventils 440 erstreckt sich in einen gewindelosen Endteil 458 des ersten Abschnittes 448 des Formgebungsluftkanals. Das gewindelose Endteil 458 des Formgebungsluftkanals 62 hat eine D-förmige Querschnittform und hält, das Formgebungsluftnadelventil 440 gegen Drehung um seine Mittelachse.

Die Drehung des Daumenrads 452 um die zusammenfallenden Mittelachsen des ersten Teiles 448 des Formgebungsluftkanals 62 und des Formgebungsluftnadelventils 440 führt zum axialen Bewegen des Formgebungsluftnadelventils entlang dem Formgebungsluftkanal. Wenn das Formgebungsluftnadelventil 440 axial entlang des Formgebungsluftkanals 62 bewegt wird, wirkt das konische Dichtungsteil 442 mit dem Ventilsitz 444 zusammen, um die Geschwindigkeit des Formgebungsluftstromes durch den Formgebungsluftkanal 62 zu verändern. Da das Daumenrad 452 in dem Schlitz 454 angeordnet ist, schützt das Griffteil 32 das Daumenrad vor Zusammenstößen mit benachbarten Objekten während der Benutzung der Spritzpistole 12.

Der Formgebungsluftkanal 62 leitet einen Formgebungsluftstrom von der Formgebungsluftstromregelventilanordnung 56 zu einer ringförmigen Kammer 462 (Fig. 5) in der Düse 36. Die Luft wird von der ringförmigen Kammer 462 durch Kanäle 464 (Fig. 5) in ein Paar Luftstutzen 466 und 468 an der Luftkappe 432 geführt. Der Luftstrom aus den Luftstutzen 466 und 468 verleiht dem Strom des zerstäubten, elektrostatisch geladenen, flüssigen Beschichtungsmateriales in bekannter Art und Weise eine fächerförmige Konfiguration. Der Luftstrom aus der ringförmigen Kammer 462 durch die Luftstutzen 466 und 468 ist gleich dem, wie er in dem zuvor erwähnten US-Patent Nr. 4,544,100 offenbart ist.

Der Ring 214 der Düse 36 kann in bezug auf das mit Außengewinde versehene äußere Ende des Verlängerungsteils 34 gedreht werden. Dieses löst die Luftkappe 432, so dass sie in Bezug auf die Farbdüse 210 gedreht werden kann. Die Drehung der Luftkappe 432 in bezug auf die Farbdüse 210 ermöglicht die Änderung der Ausrichtung der Luftstutzen 466 und 468. In Fig. 5 wurde die Ausrichtung der Luftstutzen 466 und 468 um 90º von der Ausrichtung in den Fig. 1-4 geändert, um die Kanäle 464 in den Luftstutzen darzustellen.

In einer anderen Ausgestaltung ist eine Formgebungsluftabsperrventilanordnung 66 (Fig. 5 und 8) in Reihe mit der Formgebungsluftstromregelventilanordnung 56 vorgesehen. Die Formgebungsluftabsperrventilanordnung 66 ist in dem elektrisch leitenden Griffteil 32 angeordnet. Deshalb ist die Formgebungsluftstromabsperrventilanordnung durch die Luftrohrleitung 26 zusammen mit dem Griffteil 32 der Spritzpistole 12 geerdet.

Die Formgebungsluftstromabsperrventilanordnung 66 kann schnell zwischen geöffneten und geschlossenen Positionen betätigt werden. Es ist vorgesehen, dass während der normalen Anwendung der Spritzpistole 12 die Formgebungsluftabsperrventilanordnung 66 im geöffneten Zustand ist, in der das Formgebungsluftabsperrventil den Formgebungsluftstrom durch den Formgebungsluftkanal 62 nicht beeinträchtigt. Wenn es jedoch erwünscht ist, ein konzentriertes oder engeres Muster des elektrisch geladenen, flüssigen Beschichtungsmaterials aus der Spritzpistole 12 zu erhalten, wird das Formgebungsluftabsperrventil 66 geschlossen. Dieses unterbricht den Formgebungsluftstrom aus den Luftstutzen 466 und 468 (Fig. 5) an der Düse 36.

Die Formgebungsluftstromregelventilanordnung 66 umfasst ein rundes Drosselventil 478 aus nicht rostendem Stahl. Das Drosselventil 478 ist in dem Formgebungsluftkanal 62 angeordnet und hat den gleichen Durchmesser wie der Formgebungsluftkanal. Das runde Drosselventil 478 wird durch eine Achswelle 480 drehbar gelagert. Mit der Achswelle 480 ist ein manuell betätigbarer Knopf 462 einstückig ausgebildet.

Das Drosselventil 478 ist in einem entlang einer Mittelachse der Achswelle 480 ausgebildeten Schlitz befestigt. Die Mittelachse der Achswelle 480 fällt mit einer diametralen Achse des Drosselventils 478 zusammen.

Wenn die Formgebungsluftabsperrventilanordnung 66 aus dem geöffneten Zustand der Fig. 8 in den geschlossenen Zustand geschaltet werden soll, wird der Knopf 482 um 90º gedreht, um das runde Drosselventil 478 um 90º um die Mittellängsachse der Achswelle 480 zu drehen. Das Drosselventil 478 hat den gleichen Durchmesser wie der zylindrische erste Abschnitt 448 des Formgebungsluftkanals 62. Deshalb erstreckt sich das Drosselventil über den Formgebungsluftkanal 62 und sperrt den Formgebungsluftstrom durch den Kanal, wenn das Drosselventil 478 aus der in Fig. 8 gezeigten Position um 90º gedreht wird.

Wenn die Absperrventilanordnung 66 in dem geschlossenen Zustand ist, sperrt das Drosselventil 478 den Luftstrom durch den Formgebungsluftkanal 62. Es ist jedoch vorgesehen, dass anstelle des vollständigen Sperrens des Luftstromes ein begrenzter Formgebungsluftstrom um das Drosselventil 478 herum auftreten kann, wenn die Absperrventilanordnung 66 in dem geschlossenen Zustand ist. Dieser begrenzte Formgebungsluftstrom ist jedoch unzureichend, um das konische Muster der Sprühwolke des elektrostatisch geladenen flüssigen Beschichtungsmaterials aus der Düse 36 signifikant zu ändern.

Es ist beabsichtigt, dass die in den Fig. 5 und 8 dargestellte Formgebungsluftstromregelanordnung bei vielen unterschiedlichen Arten von Spritzpistolen verwendet werden kann, die zum Sprühen vieler unterschiedlicher Arten von elektrostatisch geladenen Beschichtungsmaterialien verwendet werden.

Um dieses Merkmal einschließlich der Formgebungsluftabsperrventilanordnung 66 ausführlicher zu erklären, wenn das Ventil geschlossen und Stutzenluft von den Luftstutzen 466, 468 nicht vorhanden ist, ist das erzeugte Sprühmuster etwa 15 cm im Durchmesser in 30 cm Entfernung von der Pistole. Wenn die Stutzenluft durch das Öffnen des Ventils 66 angestellt wird, wird das konische Muster flacher, so dass ein breiteres fächerförmiges Muster erzeugt wird. Manchmal wäre es nützlich, wenn das Muster schnell von dem weiten flachen Sprühmuster in das engere konische Sprühmuster geändert werden könnte, zum Beispiel beim Beschichten der Ränder von Aussparungen eines Gegenstandes. Dieses wird durch Anordnung des Formgebungsluftabsperrventils 66 in Reihe mit dem stufenlos einstellbaren Formgebungsluftregelventil 56 möglich gemacht. Der Bediener kann das Ventil 56 nutzen, um die optimale Fächerbreite für den zu beschichtenden Artikel einzustellen und dann, ohne die Einstellung des Ventils 56 zu stören, kann der Bediener das Ventil 66 schnell drehen, um die Formgebungsluft abzuschalten, um zeitweise mit einem engeren Sprühmuster zu streichen, und es dann schnell wieder öffnen, um mit dem voreingestellten breiten Fächermuster zu streichen. Außerdem sind beide Ventile in dem hinteren, geerdeten Griffteil der Pistole angeordnet, so dass der Bediener seine Hand nicht dicht an das geladene Ende der Pistole legen muss, wo seine Hand einen Schlag bekommen oder voll Farbe werden könnte, um eines der Ventile zu bedienen.

Schlussfolgerung

Für die Anwendung beim Auftragen von elektrostatisch geladenem, elektrisch leitendem Beschichtungsmaterial auf ein Objekt wird ein neues und verbessertes System 10 (Fig. 1) vorgesehen. Das System 10 umfasst eine leichte Spritzpistole 12, die mit hohem Wirkungsgrad elektrostatisch beschichtet, während der Bediener vor einem elektrischen Schlag geschützt wird. Ein, starres Strömungsrohr 50, das heißt, ein Strömungsrohr, das eine vorgeformte Form beibehält, ist in dem Griffteil 32 vorgesehen. Das Strömungsrohr 50 leitet einen Strom des elektrostatisch geladenen Beschichtungsmaterials durch das Griffteil 32, während das Beschichtungsmaterial vom Griffteil elektrisch isoliert gehalten wird, um den Bediener vor einem elektrischen Schlag zu schützen. Das Griffteil 32 ist vorteilhafterweise durch eine Innenschicht 284 des elektrisch leitenden Materiales innerhalb einer Luftrohrleitung 26 elektrisch geerdet. Der elektrostatische Wirkungsgrad des Beschichtungssystems kann durch Vorsehen einer potentialfreien Elektrode in der Düse der Spritzpistole erhöht werden.

Die Spritzpistole 12 hat einen Luftkanal 60 zum Leiten eines Luftstromes zum Zerstäuben des Beschichtungsmaterialstromes und einen zweiten Kanal 62 zum Leiten von Luft zur Formgebung des zerstäubten Beschichtungsmaterialstromes in eine gewünschte Konfiguration oder Muster. Daumenradbetätigte Luftstromregelventile 54 und 56 sind an dem Griffteil 32 befestigt, um das leichte Einstellen der Strömungsgeschwindigkeit der Zerstäuberluft und der Strömungsgeschwindigkeit der Formgebungsluft durch den Bediener zu ermöglichen. Außerdem ist in dem Griffteil 32 vorteilhafterweise ein Formgebungsluftstromabsperrventil 66 angeordnet, um zum zeitweisen Vergrößern des Sprühmusters ohne Änderung der Einstellung des Formgebungsluftregelventils 56 das Absperren des Formgebungsluftstromes zu ermöglichen.

Eine Ventilkartusche 222 ist vorgesehen, die leicht eingebaut und leicht ausgetauscht wird. Die Ventilkartusche 222 kann in einer Bohrung 228 in der Spritzpistole 12 zwischen einem Beschichtungsmaterialstromregelventil 218 und dem Auslöser 40 eingebaut sein. Vorzugsweise hat die Ventilkartusche 222 ein konisches vorderes Endteil 229, das mit dem konischen vorderen Endteil der Bohrung 228 verbunden ist, wobei zwischen dem konischen vorderen Endteil der Ventilkartusche und dem konischen vorderen Ende der Bohrung ein O-Ring 232 eingebaut ist, um ihre Entfernung aus der Spritzpistole 12 zur Wartung oder zum Ersatz zu erleichtern.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zur Anwendung beim Auftragen von elektrostatisch geladenem Beschichtungsmaterial auf ein Objekt, wobei die Vorrichtung eine Spritzpistole (12) mit einem elektrisch leitenden Griffteil (32), ein Verlängerungsteil (34), das mit dem elektrisch leitenden Griffteil (32) verbunden ist und sich von diesem nach außen erstreckt und aus einem elektrisch nichtleitenden Material gebildet ist, und eine Düse (36), die mit einem Endabschnitt des Verlängerungsteiles (34) verbunden ist, um einen Strom elektrostatisch geladenen Beschichtungsmateriales zum Objekt zu leiten, eine Beschichtungsmaterialrohrleitung (16), durch die Beschichtungsmaterial zur Spritzpistole geführt wird, und eine Luftrohrleitung (26) umfasst, durch die Luft zur Spritzpistole geführt wird, wobei die Luftrohrleitung (26) einen elektrisch geerdeten, elektrisch leitenden Pfad (284) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrisch leitende Pfad (284) innerhalb der Luftrohrleitung (26) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend eine nichtleitende Beschichtungs- Verbindungsstück-Anordnung (70), die die Beschichtungsmaterialrohrleitung (16) und das elektrisch leitende Griffteil (32) der Spritzpistole verbindet, durch die Beschichtungsmaterial in das elektrisch leitende Griffteil (32) geführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Luftrohrleitung (2) eine aus einem elektrisch leitenden Material gebildete Innenschicht (284) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Luftrohrleitung eine Außenschicht (282) aufweist, die aus einem elektrisch nichtleitenden Material gebildet ist und sich um die Innenschicht herum erstreckt, um die Innenschicht (284) elektrisch zu isolieren.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem umfassend eine erste Luft-Verbindungsstück-Anordnung (268), die die Luftrohrleitung (26) und das elektrisch leitende Griffteil (32) der Spritzpistole verbindet und durch die Luft in das elektrisch leitende Griffteil geführt wird, wobei die erste Luft-Verbindungstück-Anordnung (268) ein Teil (292, 294) umfasst, das aus einem elektrisch leitenden Material gebildet und mit der Innenschicht (284) der Luftrohrleitung (26) und dem elektrisch leitenden Griffteil (32) verbunden ist, um das elektrisch leitende Griffteil durch die erste Luft- Verbindungsstück-Anordnung (268) und die Innenschicht (284) der Luftrohrleitung elektrisch zu erden.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Beschichtungsmaterialrohrleitung (16) der Spritzpistole elektrisch geladene Farbe zuführt.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem umfassend einen ersten Luftkanal (60) zum Leiten von Luft vom Griffteil (32) durch das Verlängerungsteil (34) zur Düse (36), ein erstes Ventilelement (378), das in dem ersten Luftkanal (60) angeordnet und axial entlang dem ersten Luftkanal beweglich ist, um den Luftdurchfluss durch den ersten Luftkanal zu verändern, wobei das erste Ventilelement eine Mittelachse, die sich axial entlang dem Luftkanal erstreckt, und ein erstes manuell drehbares Ventilstellglied (408) besitzt, das mit dem ersten Ventilelement (378) verbunden ist, um das erste Ventilelement axial entlang dem ersten Luftkanal (60) zu bewegen, wobei das erste Ventilstellglied (408) im wesentlichen in einer Öffnung des Griffteiles (32) eingeschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, umfassend einen zweiten Luftkanal (62) zum Leiten von Luft vom Griffteil (32) durch das Verlängerungsteil (34) zur Düse (36), ein zweites Ventilelement (440), das in dem zweiten Luftkanal angeordnet und axial entlang dem zweiten Luftkanal (62) beweglich ist, um den Luftdurchfluss durch den zweiten Luftkanal zu verändern, wobei das zweite Ventilelement eine Mittelachse, die sich entlang dem zweiten Luftkanal erstreckt, und ein zweites manuell drehbares Ventilstellglied (452) besitzt, das mit dem zweiten Ventilelement (440) verbunden und entlang der Mittelachse des zweiten Ventilelementes drehbar ist, um das zweite Ventilelement (440) axial entlang dem zweiten Luftkanal (62) zu bewegen, wobei das zweite Stellglied (452) im wesentlichen in einer Öffnung im Griffteil (32) eingeschlossen ist.

9. Elektrostatisches Beschichtungssystem, umfassend eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Spritzpistole innerhalb der Pistole einen Beschichtungsmaterialkanal (50, 202) besitzt und die Beschichtungsmaterialrohrleitung (16) an eine Quelle (14) geladenen Beschichtungsmateriales und den Beschichtungsmaterialkanal angeschlossen ist, und bei der ein leitendes Element (218) innerhalb der Sprühdüse getragen wird, wobei das leitende Element (218) elektrisch erdfrei ist und durch das geladene Beschichtungsmaterial geladen wird.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der sich innerhalb der Pistole ein Beschichtungsmaterialkanal (50, 202), wobei die Beschichtungsmaterialrohrleitung (16) an eine Quelle (14) geladenen Beschichtungsmateriales und den Kanal angeschlossen ist, und ein Luftkanal (62) in der Pistole befindet, wobei die Luftrohrleitung (26) an eine Druckluftquelle (24) und an den Luftkanal (62) angeschlossen ist, und bei der die Vorrichtung außerdem ein in dem Luftkanal (62) angeordnetes, stellbares Ventil (56) umfasst, um den Durchfluss der Druckluft durch den Kanal zu regeln, und außerdem ein Absperrventil (66) in dem Luftkanal (62) installiert ist, das wirksam ist, um den Durchfluss von Luft durch den Kanal zumindest wesentlich zu begrenzen.







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