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Dokumentenidentifikation DE69332517T2 04.09.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0592137
Titel Triboelektrische Pulverspritzpistole
Anmelder Nordson Corp., Westlake, Ohio, US
Erfinder Haller, Curtis B., Lorain, Ohio 44053, US;
Knobbe, Alan J., Amherst, Ohio 44001, US;
Crum, Gerald W., Elyria, Ohio 44035, US
Vertreter Eisenführ, Speiser & Partner, 28195 Bremen
DE-Aktenzeichen 69332517
Vertragsstaaten CH, DE, DK, ES, FR, GB, IT, LI, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 28.09.1993
EP-Aktenzeichen 933076614
EP-Offenlegungsdatum 13.04.1994
EP date of grant 27.11.2002
Veröffentlichungstag der Übersetzung europäischer Ansprüche 12.03.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.09.2003
IPC-Hauptklasse B05B 5/047

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf elektrostatisches Pulver-Anstreichen, insbesondere auf triboelektrische Pulversprühpistolen.

Beim elektrostatischen Pulver-Anstreichen werden trockene Farbpartikel in einem Pulverbehälter fluidisiert und durch einen Schlauch zu einer Sprühpistole gepumpt, die das Pulver auf ein zu beschichtendes Produkt sprüht. Die Sprühpistole lädt typischerweise das Pulver in einem von zwei Wegen auf. Entweder weist die Pistole eine Hochspannungs-Aufladungselektrode auf oder die Pistole weist Mittel zum Aufladen des Pulvers durch Reibung, d. h. triboelektrisch auf. Die Erfindung bezieht sich auf triboelektrische Pulversprühpistolen.

Generell ist bei triboelektrischen Pulverpistolen das Pulver auf Epoxidbasis, und die in der Pistole vorgesehenen Oberflächen sind typischerweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) konstruiert, auf welche die Pulverpartikel mehrfach auftreffen, um die Partikel durch Reibung aufzuladen. Wenn die Pulverpartikel von der Vorderseite der Pistole versprüht werden, werden sie elektrostatisch zu dem anzustreichenden Produkt gezogen, welches im Allgemeinen elektrisch geerdet ist und von einer Überkopf-Fördereinrichtung herunterhängt. Sobald die elektrostatisch aufgeladenen Pulverpartikel aufgetragen sind, haften sie dort an durch elektrostatische Anziehung bis sie in einen Ofen befördert werden, so sie geschmolzen werden, um zusammenzufließen, um eine kontinuierliche Beschichtung auf dem Produkt zu bilden. Eine Pulverbeschichtung stellt generell eine harte und dauerhafte Oberfläche (Finish) bereit, und kann in vielen Anwendungen gefunden werden wie bei Gartenmöbeln, Rasenmähern oder anderen Produkten.

Eine kommerziell erhältliche triboelektrische Pulversprühpistole ist in dem US- Patent mit der Nummer 4,399,945 dargestellt. Diese Pistole ist als Tribomatik Pistole bei Nordson Corporation, Amherst, Ohio, erhältlich. Bei dieser Pistole wird das Pulver in einem Bündel aus gekrümmten PTFE-Rohren aufgeladen, die um einen Kern gewickelt sind. Wenn das Pulver die Rohre passiert, trifft es mehrfach auf die Innenwände der Rohre auf und nimmt bei jedem Kontakt Ladung auf. Die äußere Schicht des Rohrbündels ist durch ein leitendes Material abgedeckt, um die Aufladung während des Betriebs der Pistole zur Erdung abzuleiten. Die Erdung der Aufladungsrohre verbessert die Aufladung des Pulvers und ist der Sicherheit förderlich, indem verhindert wird, dass die Pistole eine kapazitive Ladung speichert, was einem Betreiber einen Schlag versetzen oder einen Funken produzieren könnte, der Feuer oder eine Explosion verursacht.

Einer der wichtigen Faktoren für die Größe der auf das Pulver aufgebrachten Ladung ist die Geschwindigkeit des Pulvers durch die Pistole; je größer die Geschwindigkeit des Pulvers, desto größer ist die Aufladung des Pulvers. Deshalb wird das Pulver dazu gebracht, mit einer hohen Geschwindigkeit durch die Pistole zu strömen, um die Aufladung des Pulvers zu erhöhen. Die Geschwindigkeit des Pulvers hat aber auch einen nachteiligen Effekt auf die Standzeit der Teile der Pulverpistole. Der Verschleiss der Teile ist ebenfalls eine Funktion der Geschwindigkeit; je höher die Geschwindigkeit, desto höher der Verschleiss. Das Pulver reibt an den Wänden der Aufladerohre in dem Aufladeabschnitt der Pistole mit dem Ergebnis, dass die gesamte Pistole periodisch zum Erneuern zu dem Hersteller zurückgebracht werden muss, während es dann durch eine komplett neue oder eine erneuerte Pistole ersetzt wird.

Ein weiteres wichtiges Element für die Leistungsfähigkeit der triboelektrischen Pulversprühpistolen ist die elektrostatische Erdung der Pistole. Die Erdung einer bekannten, in dem U.S.-Patent 4,399,945 gezeigten Pistole beinhaltet einen sehr zeitaufwendigen und komplizierten Herstellungsprozess. Die Aufladerohre werden durch Erwärmung in speziellen Formen in gefaltete Formen vorgeformt. Die Rohre werden dann um einen Aluminiumkern angeordnet und mit einer leitenden Beschichtung aus einem schwarzen Graphit besprüht. Eine leitende Umhüllung wird dann um das gesamte Rohrbündel aufgebracht. Ein Erdungsleiter verläuft von dem Kern zu der Steuertafel für die Einheit.

Die internationale Patentanmeldung WO 88/08332 offenbart einen Pulverbeschichtungssprüher mit einem ringförmigen Reibungs-Aufladungskanal, der zwischen einem inneren Kern und einem äußeren Zylinder angeordnet ist. Der äußere Zylinder erstreckt sich nach hinten von dem inneren Kern und formt in sich selbst das Pistolengehäuse.

EP-A-0 314 049 beschreibt, dass ein ringförmiger Aufladekanal einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist, dessen mittlerer Durchmesser sich jedoch periodisch ändert, so dass der Kanal zickzackförmig ist. In diesem Fall ist der äußere Zylinder direkt an einem Pistolengehäuse befestigt.

EP-A-0 199 054 beschreibt eine Pistole, bei der der ringförmige Aufladungskanal einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt hat. Der Kanal ist zwischen einem inneren Kern, der durch Gewinde mit dem Pistolengehäuse verbunden ist und einem äußeren Zylinder ausgebildet, welcher durch eine rohrförmige Erweiterung an das Pistolengehäuse geklemmt ist, welcher durch Gewinde mit dem Pistolengehäuse verbunden ist.

Gemäß der Erfindung ist eine Pulversprühpistole vorgesehen, enthaltend ein Gehäuse, Mittel zum Mischen eines Pulvers mit einem Fördergas, einem Aufladeabschnitt, der lösbar an dem Gehäuse stromabwärts von dem Mischmittel befestigt ist zum elektrischen Aufladen des Pulvers, wenn es dort hindurchströmt, sowie einen Sprühkopf, der stromabwärts des Aufladeabschnitts zum Abgeben des aufgeladenen Pulvers vorgesehen ist, wobei der Aufladeabschnitt einen innenliegenden Kern aufweist, der innerhalb eines außenliegenden, hohlen Zylinders positioniert ist und so relativ zu dem äußeren Zylinder positioniert ist, dass ein ringförmiger Zwischenraum dazwischen ausgebildet ist, wobei der ringförmige Zwischenraum einen Reibungs- Aufladeströmungsweg für das Pulver bildet, wodurch das durch den ringförmigen Zwischenraum strömende Pulver durch wiederholten Kontakt mit dem innenliegenden Kern und/oder dem außenliegenden Zylinder elektrostatisch aufgeladen wird, wobei die Pistole eine rohrförmige Erweiterung aufweist, die lösbar an dem Gehäuse befestigt ist und über den äußeren Zylinder passt und den äußeren Zylinder lösbar an dem Gehäuse befestigt, wobei weiterhin der innere Kern relativ zu dem äußeren Zylinder durch mindestens einen Ring positioniert ist, der dazwischen angeordnet ist, und die rohrförmige Erweiterung auch den inneren Kern an dem Gehäuse lösbar befestigt.

Die äußere Oberfläche des innenliegenden Kerns und die innere Oberfläche des außenliegenden Zylinders können aus elektrisch isolierendem Material hergestellt sein und einen Außen- bzw. einen Innendurchmesser aufweisen, die jeweils mehrere Zu- und Abnahmen besitzen, um einen gewellten, ringförmigen Zwischenraum zwischen diesen Bauteilen zu bilden, wobei der Außendurchmesser des innenliegenden Kerns im wesentlichen an der gleichen Längsposition wie der Innendurchmesser des außenliegenden Zylinders zunimmt und umgekehrt.

Der innere Kern kann an seiner äußeren Oberfläche eine Kontaktschicht aufweisen, die eine innere Aufladeoberfläche bildet, und der außenliegende Zylinder kann an seiner inneren Oberfläche eine Kontaktschicht besitzen, die eine äußere Aufladeoberfläche bildet. Die innere und die äußere Aufladeoberfläche definieren den ringförmigen Zwischenraum zwischen sich aus, wodurch ein durch den ringförmigen Zwischenraum strömendes Pulver durch wiederholten Kontakt mit der inneren und/oder äußeren Aufladefläche elektrostatisch durch Reibung aufgeladen wird.

Das Innere des Zylinders und das Äußere des Kerns können mit unebenen oder wellenförmigen Oberflächen ausgebildet sein, so dass ein ringförmiger, welliger Strömungsweg für das Pulver innerhalb der Pistole bereitgestellt ist. Sowohl die Außenseite des Kerns und die Innenseite des Zylinders können mit Aufladeoberflächen aus PTFE versehen sein. Die wellenförmigen Oberflächen des Kerns und des Zylinders bringen das Pulver dazu, die Richtung zu ändern und die PTFE-Aufladeoberflächen mehrfach zu kontakten, während es den Aufladeabschnitt der Pistole passiert, wobei die Pulverpartikel bei jedem Kontakt Ladung aufnehmen. Die Außenseite des Kerns und die Innenseite des Zylinders werden in einer engen Toleranz gehalten, so dass der Pulverströmungsweg sehr schmal ist, wodurch die Anzahl der Male, die jedes Pulverpartikel auf eine Aufladeoberfläche trifft, erhöht wird.

Vorzugsweise ist ein Erdungsring an dem Anfang, aber außerhalb des Pulverströmungsweges vorgesehen. Dies stellt eine verbesserte elektrostatische Erdung der Pistole bereit, aber mit einem vereinfachten Erdungspfad, der einen zeitaufwendigen und komplizierten Herstellungsprozess vermeidet, wie er für vorbekannte Pistolen erforderlich war, wie er in dem US-Patent Nr. 4,399,945 beschrieben ist.

Das "wellige" Aufladungs-Design mit Kern und Zylinder kann in Kombination mit einem externen Erdungsring benutzt werden. Durch Anordnung des Erdungsringes außerhalb des Strömungsweges wird der Erdungsring sauber gehalten. Zusätzlich ist der Erdungsring dadurch, dass er an dem Einlass des Aufladungsabschnittes der Pistole platziert ist, dort angeordnet, wo die grösste Menge der Aufladung auftritt, und dieser Ort ist ideal zum Ableiten der Ladung.

Die Kontaktoberflächen in dem Aufladungsabschnitt der Pistole sind aus einem elektrisch isolierenden Material wie PTFE hergestellt, welches gute triboelektrische Aufladungseigenschaften bereitstellt. Während dieses Material elektrisch isolierend ist, wird die Erdung erzielt durch Verwendung einer Oberflächenentladung oder Oberflächenleitung von den Kontaktoberflächen zu dem Erdungsring. Da der Aufladeabschnitt separate Elemente aufweist, ist ein Zwischenraum zwischen diesen Elementen gebildet. Die Oberflächen dieses Zwischenraumes werden benutzt als Teil des Oberflächenleitungspfades, und der Zwischenraum ist benachbart zu der Position des Erdungsringes angeordnet.

Der Kern mit einer wellenförmigen äußeren Oberfläche kann in den Zylinder mit einer welligen inneren Oberfläche eingeführt bzw. aus diesem entnommen werden. Diese Entnehmbarkeit wird erreicht durch eine Dimensionierung der Durchmesser der Berge oder Wülste des inneren Kerns derart, dass sie geringer sind oder allenfalls gleich groß sind wie der Durchmesser der Berge oder Wülste des äußeren Zylinders. Diese Konstruktion stellt einen wichtigen Vorteil gegenüber den zum Stand der Technik gehörenden Konstruktionen dar, weil, wenn eine der Aufladungsoberflächen verschlissen ist, ein neuer Kern und/oder Zylinder einfach am Einsatzort ausgetauscht werden kann, ohne dass es notwendig wäre, die gesamte Pistole zurück zum Hersteller zur Erneuerung zu senden. Dies führt zu Einsparungen von Zeit und Kosten.

Der innere Kern und der äußere Zylinder weisen jeweils Verschleisshülsen auf, die so gestaltet sind, dass sie einfach entnehmbar und austauschbar sind. Jede der Verschleisshülsen ist aus einem versteifenden Element aus einem elektrisch isolierenden, formbeständigen Material, wie dem Material NEMA Grad G-10, und weist eine Kontaktschicht aus einem elektrisch isolierenden Kontaktmaterial wie PTFE auf.

Ferner sind die Verschleisshülsen an den inneren Kern und dem äußeren Zylinder in Längsrichtung symmetrisch, so dass die Pistole einfach zusammengebaut werden kann, wobei die Enden der Verschleisshülsen zuerst eingeführt werden. Dies vereinfacht den Zusammenbau der Pistole und verhindert einen inkorrekten Zusammenbau durch versehentliches Montieren einer der Verschleisshülsen in verkehrter Anordnung.

Ein Diffusor kann an der Hinterseite der Pistole angeordnet sein, um die Ladung auf dem Pulver zu regeln durch Fahren des Pulvers durch den Aufladeabschnitt mit einer gewünschten Geschwindigkeit. Vorbekannte Pistolen mit einem ringförmigen Zwischenraum zum Aufladen von Pulver verwendeten eine Luftdüse an der Hinterseite des Aufladeabschnittes, die nur zu dem Zweck vorgesehen war, die Elektrode sauber zu halten.

Die Erfindung wird nun beispielhaft und mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Sprühpistole gemäss der Erfindung, wobei ein Abschnitt des Sprühpistolengehäuses entfernt ist, um den Stift des Sprühpistolengehäuses im Querschnitt zu zeigen, wie er sich in den Schlitz in der Rohrerweiterung erstreckt, wodurch der bajonettartige Verriegelungsmechanismus gebildet ist;

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung der Sprühpistole aus Fig. 1 entlang Linie 2-2 aus Fig. 6;

Fig. 3 eine detaillierte Querschnittsdarstellung eines Abschnittes aus Fig. 2 in einem größeren Maßstab;

Fig. 4 eine detaillierte Querschnittsdarstellung eines anderen Abschnittes aus Fig. 2 in einem vergrößerten Maßstab;

Fig. 5 eine detaillierte Querschnittsdarstellung eines weiteren Abschnittes aus Fig. 2 in einem größeren Maßstab;

Fig. 6 eine Querschnittsendansicht der Sprühspistole entlang Linie 6-6 aus Fig. 1;

Fig. 7 eine Querschnittsdarstellung entlang Linie 7-7 aus Fig. 3;

Fig. 8 eine Querschnittsdarstellung entlang Linie 8-8 aus Fig. 7;

Fig. 9 eine Querschnittsdarstellung entlang Linie 9-9 aus Fig. 4; und

Fig. 10 eine Querschnittsdarstellung entlang Linie 10-10 aus Fig. 9.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist eine triboelektrische Pulversprühpistole 10 gemäss der Erfindung dargestellt. Die Pistole 10 enthält ein Pistolengehäuse 11 mit einer sich durch diese hindurcherstreckenden zentralen Öffnung. Eine Pistolenbefestigungsanordnung 12 ist an dem Pistolengehäuse 11 mittels Befestigungselementen 13 und 14 befestigt. Die Pistole 10 weist an dem Einlass einen Diffusorabschnitt 15, in der Mitte einen Aufladeabschnitt 16 und an dem Auslass einen Sprühkopfabschnitt 17 auf.

Der Diffusorabschnitt 15 der Pistole weist einen Diffusorkörper 21 mit einem zentralen axialen Kanal 22 auf. Der Diffusorkörper 21 ist in das Einlassende der zentralen Öffnung in dem Pistolengehäuse 11 eingepasst, und O-Ringe 23 und 24 sind in um die äußere Oberfläche des Diffusorkörpers 21 verlaufenden Nuten vorgesehen zwischen dem Diffusorkörper und der inneren Oberfläche des Einlassendes der zentralen Öffnung in dem Pistolengehäuse 11.

Druckluft erreicht den Diffusorabschnitt 15 aus einem Pistolensteuerungsmodul (nicht dargestellt) durch ein Verbindungsstück 27. Das Verbindungsstück 27 ist mit einer Diffusordüse 28 verbunden, die in das vordere Ende des Kanals 22 eingesetzt ist. Pulver aus einem Behälter wird zu dem Diffusorabschnitt 15 gefördert durch einen Luftstrom aus einer Pumpe wie der in dem US-Patent Nr. 4,615,649 gezeigten. Das Pulver und die Förderluft aus der Pumpe erreichen die Pistole durch einen Zuführschlauch, der mit der Pistole an einem Einlassverbindungsstück 29 verbunden ist, welches sich radial in das Diffusorgehäuse 21 in Richtung auf den Kanal 22 erstreckt. Wenn das Pulver den Diffusorabschnitt 15 von dem Verbindungsstück 29 erreicht, wird das Pulver mit der Diffusorluft aus der Diffusordüse 28 vermischt. Durch das Pulvereinlassverbindungsstück 29 strömende Diffusorluft erzeugt einen negativen Druck an dem Pulvereinlass, der die Pumpe dabei unterstützt, Pulver aus dem Pulverzuführschlauch in den Diffusor zu saugen. Das Loch in der Düse 28 in dem Diffusor ist bemessen, um einen hohen Luftvolumenstrom bei geringem Druck bereitzustellen.

Ein geringer Druck in dem Diffusor resultiert in einem niedrigen Gegendruck an der Pumpe, was wiederum zu einem höheren Pulverausgangsstrom aus der Pumpe führt. Der hohe Volumenstrom von Diffusorluft führt dazu, dass das Pulver durch den Aufladeabschnitt 16 mit hoher Geschwindigkeit gefördert wird und führt ferner zu einer starken Aufladung des Pulvers. Da die Größe der auf das Pulver aufgebrachten Ladung in direkter Beziehung zu der Geschwindigkeit des Pulvers durch die Pistole steht, ist der Volumenstrom der Diffusorluft maßgeblich für die Einstellung der Aufladung des Pulvers: Eine größere Menge an Diffusorluft erzeugt eine höhere Aufladung des Pulvers, und eine geringere Diffusorluftmenge erzeugt eine geringere Aufladung. Die vorliegende Erfindung stellt einen Diffusor an der Hinterseite der Pistole bereit, um die Aufladung des Pulvers zu steuern durch Hindurchbringen des Pulvers durch den Aufladeabschnitt 16 bei einer gewünschten Geschwindigkeit.

Der Aufladeabschnitt 16 der Pistole ist innerhalb eines äußeren Verlängerungs- oder Erweiterungsrohres 31 angeordnet, welches lösbar an dem Pistolengehäuse 11 befestigt ist und sich ausgehend von dem vorderen Ende des Gehäuses erstreckt. Der Aufladeabschnitt 16 weist eine innere Kernanordnung 32 auf, die innerhalb einer äußeren Zylinder-Anordnung 33 befestigt ist.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist die innere Kernanordnung 32 eine zentrale, mit einem Gewinde versehene Stange 35 auf, die mit einem im wesentlichen konischen Einlass-Verteiler 36, der auf ein Ende geschraubt ist, und mit einem im wesentlichen kegelstumpfförmigen Auslass-Verteiler 37, der auf das andere Ende geschraubt ist, versehen ist. Eine im wesentlichen zylindrische innere Verschleißhülse 38 zwischen dem Einlass-Verteiler 36 und dem Auslass- Verteiler 37 eingebracht.

Die äußere Zylinder-Anordnung 33 ist innerhalb des Erweiterungsrohres 31 befestigt und weist eine äußere Verschleißhülse 40 auf, die zwischen einer Einlass-Verschleißhülse 41 und einer Auslass-Verschleißhülse 42 eingebracht ist. Die Einlass-Verschleißhülse 41 liegt an einer Schulter 38 an dem Auslassende der zentralen Öffnung in dem Pistolengehäuse 11 an. Die Auslass- Verschleißhülse 42 hat eine um die Außenseite verlaufende Schulter 43, und das Auslassende des Erweiterungsrohres 31 weist einen Flansch 44 auf, der sich radial nach innen erstreckt, um mit der Schulter 43 mittels einer komprimierbaren Dichtung 45 zusammenzuwirken und die äußere Verschleißhülse in Position zu halten.

Folglich ist die Einlass-Verschleißhülse 41 um den Einlass-Verteiler 36 positioniert, und die äußere Verschleißhülse 40 ist um die innere Verschleißhülse 38 positioniert, und die Auslass-Verschleißhülse 42 ist um den Auslass- Verteiler 37 positioniert.

Ein ringförmiger Zwischenraum 46 ist zwischen der inneren und äußeren Verschleißhülse 30 und 40 ausgebildet. Die äußere Oberfläche der inneren Verschleißhülse 38 und die innere Oberfläche der äußeren Verschleißhülse 40 verlaufen wellig, so dass der ringförmige Zwischenraum 46 einen mehrfach gekrümmten Weg für das sich durch den Aufladeabschnitt 16 hindurch bewegende Pulver bereitstellt. Genauer gesagt, erweitert sich der äußere Durchmesser der inneren Verschleißhülse 38 im wesentlichen an derselben longitudinalen Position, an der der innere Durchmesser der äußeren Verschleißhülse 40 sich verkleinert, und der äußere Durchmesser der inneren Verschleißhülse 38 verkleinert sich im wesentlichen an derselben longitudinalen Position, an der der innere Durchmesser der äußeren Verschleißhülse 40 sich erhöht, so dass ein schmaler "welliger" Strömungsweg für das Pulver durch den ringförmigen Zwischenraum 46 zwischen den Hülsen 38 und 40 erzeugt ist. Die Breite des ringförmigen Zwischenraumes 46 bleibt im wesentlichen konstant entlang der Länge der inneren und äußeren Verschleißhülsen 38 und 40, obwohl der Durchmesser des ringförmigen Zwischenraumes 46 variiert.

Pulver gelangt in den Aufladeabschnitt 16 der Pistole aus dem Diffusorabschnitt 15 und wird in den ringförmigen Zwischenraum 46 zwischen der inneren und äußeren Verschleißhülse 38 und 40 geführt durch konvergierende Oberflächen der Einlass-Verschleißhülse 41 und dem Einlass-Verteiler 36. Die Einlass-Verschleißhülse 41, die innerhalb des Pistolengehäuses 11 angeordnet ist, erstreckt sich von der äußeren Verschleißhülse 40 zu dem Diffusorkörper 21 und definiert einen Kanal für das den Diffusorabschnitt der Pistole verlassende Pulver.

Das Pulver strömt dann durch den schmalen, "welligen" ringförmigen Spalt 46 und anschließend durch einen sich erweiternden ringförmigen Zwischenraum, der durch die divergierenden Oberflächen des Auslass-Verteiler 37 und die Auslass-Verschleißhülse 42 definiert ist, von welcher das Pulver in den Sprühkopfabschnitt 17 abgegeben wird.

Um den Pulver-Strömungsweg zu dichten sind eine Mehrzahl von O-Ringen zwischen verschiedenen Komponenten der Pistole vorgesehen. Die Einlass- Verschleißhülse 41 ist gegenüber dem Pistolengehäuse 11 durch einen O- Ring 48 (Fig. 3) abgedichtet, der zwischen dem Pistolengehäuse und der Einlass-Verschleißhülse an dem Anfang des Aufladeabschnittes 16 vorgesehen ist. Ein weiterer O-Ring 49 ist um das Äußere der Einlass-Verschleißhülse 41 herum angeordnet. O-Ringe 50 und 51 sind um die Außenseite der äußeren Verschleißhülse 40 herum angeordnet, wobei der O-Ring 50 nahe dem Einlassende der äußeren Verschleißhülse 40 (Fig. 3) angeordnet ist, und der O- Ring 51 zwischen der äußeren Verschleißhülse 40 und dem Erweiterungsrohr 31 an dem Auslassende der Verschleißhülse (Fig. 4) angeordnet ist.

Das Erweiterungsrohr 31 ist lösbar an dem Pistolengehäuse 11 mittels eines bajonettartigen Verriegelungsmechanismus befestigt, der einen Stift 52 aufweist, der sich von dem Pistolengehäuse 11 in einen Schlitz 53 erstreckt, welcher in dem Erweiterungsrohr 31 ausgebildet ist, so dass der Aufladeabschnitt 16 während der Benutzung sicher an dem Pistolengehäuse gehalten ist und einfach entfernt werden kann, wenn es erwünscht ist, die Pistole zu reinigen oder eine der Verschleißhülsen zu ersetzen. Wenn das Erweiterungsrohr 31 sicher an dem Pistolengehäuse 11 mittels des Bajonettmechanismus befestigt ist, wird die äußere Verschleißhülse 40 nach hinten gedrückt in die zentrale Öffnung in dem Gehäuse 11 mittels der Schaum-Neopren-Dichtung 45 (Fig. 2 und 4), die zwischen dem äußeren Flansch 44 des Erweiterungsrohres 31 und der Schulter 43 der Auslass-Verschleißhülse 42 angeordnet ist. Die Dichtung 45 ist kompressibel und elastisch, und sie bildet eine Feder, die eine Kraft auf die äußere Verschleißhülse 40 in Richtung auf das Pistolengehäuse 11 ausübt. Der von dem Ende der äußeren Verschleißhülse 40 getragene O-Ring 50 ist in Eingriff mit einem Erdungsring 81 (später beschrieben), wenn die äußere Verschleißhülse von der Dichtung 45 in das Pistolengehäuse 11 gedrückt wird.

Wie im Detail in Fig. 5 gezeigt ist, weist die innere Verschleißhülse 38 eine innere PTFE-Kontaktschicht 54 auf, die auf den äußeren Durchmesser eines inneren Versteifungselementes oder Hülse 55 ausgebildet ist. Die äußere Verschleißhülse 40 weist auf ähnliche Weise eine äußere PTFE- Kontaktschicht 56 auf, die auf dem äußeren Durchmesser eines äußeren Versteifungselementes oder Hülse 57 ausgebildet sind. Die Versteifungshülsen 55 und 57 sind aus einem elektrisch isolierenden, in seinen Ausmaßen stabilen Material und vorzugsweise hergestellt aus einem NEMA Grad G-10 (aus einer kontinuierlichen Faser gewebtes Glas-Erzeugnis, welches mit Epoxidharz imprägniert ist) Material oder einem ähnlichen Material hergestellt. Die Kontaktschichten 54 und 56 stellen eine Schicht aus einem elektrisch isolierenden Material entlang dem Pulverströmungsweg bereit, aber stellen auch eine Oberflächenleitfähigkeit für eine Erdung bereit. Die Versteifungshülsen 55 und 57 stellen eine Verstärkung für die Hülsen bereit und unterstützen die "welligen" PTFE-Hülsen dabei, ihre Form radial und longitudinal beizubehalten während der Bearbeitung und über die gesamte Zeit, um eine Maßgenauigkeit entlang dem ringförmigen Zwischenraum 46 aufrechtzuerhalten.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird die Position der inneren Kernanordnung 32 in Bezug zu der äußeren Zylinder-Anordnung 33 aufrechterhalten durch einen Positionierring 60 und einen Abstandsring 61. Der Positionierring 60 wird verwendet, um die innere Verschleißhülse 38 radial zu dem Einlass-Verteiler 36 an dem Einlass des Aufladeabschnittes 16 auszurichten und um die innere Verschleißhülse 38 und die Verteiler 36 und 37 axial zu der äußeren Verschleißhülse 40 und den Verschleißhülsen 41 und 42 auszurichten. Der Abstandsring 61 wird nur verwendet, um die innere Verschleißhülse 38 und den Auslass-Verteiler 37 radial zu der Verschleißhülse 40 und der Auslass- Verschleißhülse 42 an dem Auslass des Aufladeabschnittes 16 auszurichten. Der Positionierring 60 und der Abstandsring 61 bestehen aus einem elektrisch isolierenden Material, welches eine Oberflächenleitfähigkeit aufweist, wie beispielsweise Delrin.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist der Positionierring 60 zwischen der Einlass- Verschleißhülse 41 und der äußeren Verschleißhülse 40 und zwischen dem Einlass-Verteiler 36 und der inneren Verschleißhülse 38 angeordnet. Eine kleine Ausnehmung 63 ist um die innere Oberfläche der Einlass- Verschleißhülse 41 benachbart zu der äußeren Verschleißhülse 40 ausgebildet, um den Positionierring 60 aufnehmen zu können. Auf ähnliche Weise ist eine Ausnehmung 64 um die innere Oberfläche der äußeren Verschleißhülse 40 benachbart zu der Einlass-Verschleißhülse 41 ausgebildet, um den Positionierring 60 aufnehmen zu können. Entsprechende Ausnehmungen 65 und 66 sind in den äußeren Oberflächen des Einlass-Verteilers 36 und der inneren Verschleißhülse 38 ausgebildet, um den Positionierring 60 aufnehmen zu können. Auf diese Weise ist der Positionierring 60, wie am besten in Fig. 7 gezeigt ist, in den Ausnehmungen 63, 64, 65 und 66 aufgenommen.

Die Struktur des Positionierringes 60 ist detaillierter in Fig. 7 gezeigt. Der Positionierring 60 weist einen äußeren Ringabschnitt 69, der in den Ausnehmungen 63 und 64 zwischen der Einlass-Verschleißhülse 41 und der äußeren Verschleißhülse 40 aufgenommen ist, und einen inneren Ringabschnitt 70 auf, der in den Ausnehmungen 65 und 66 zwischen dem Einlass-Verteiler 36 und der inneren Verschleißhülse 38 aufgenommen ist. Der innere Ringabschnitt 70 und der äußere Ringabschnitt 69 sind mittels vier Stegabschnitten 71 verbunden, welche um 905 beabstandet zueinander angeordnet sind. Die Stegabschnitte 71 erstrecken sich durch den Weg des Pulvers, und, wie insbesondere in Fig. 8 gezeigt ist, weisen die Stegabschnitte sich verjüngende oder stromlinienförmige Querschnitte auf, um eine Ansammlung von Pulver an den Stegabschnitten zu reduzieren, die allenfalls durch Stoßverschmelzung des Pulvers verursacht werden würde.

Die Ausnehmung 64 in der äußeren Verschleißhülse 40 erstreckt sich vollständig durch die äußere PTFE-Kontaktschicht 56 und in die äußere Versteifungshülse 57. Auf ähnliche Weise erstreckt sich die Ausnehmung 66 in der inneren Verschleißhülse 38 vollständig durch die innere PTFE-Kontaktschicht 54 und in die innere Versteifungshülse 55. Das Material der Versteifungshülsen 55 und 57 ist starrer als das weichere PTFE-Material der Kontaktschichten 54 und 56, und die Tiefe der Ausnehmungen in den Versteifungshülsen gewährleistet eine Maß- oder Formstabilität der Position des Ringes 60. Die Ausnehmungen 63, 64, 65 und 66 gewährleisten somit eine genaue axiale Platzierung des Positionierringes 60 in Bezug auf die äußere Zylinder- Anordnung 33 um die innere Kernanordnung 32.

Der Abstandsring 61 ist zwischen der äußeren Verschleißhülse 40 und der Auslass-Verschleißhülse 42 angeordnet. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist eine Ausnehmung 73 in der äußeren Verschleißhülse 40 an einem Auslassrand ausgebildet, und eine entsprechende Ausnehmung 74 ist in der Auslass- Verschleißhülse 42 ausgebildet. Der Abstandsring 61 passt in die Nut, die durch die Ausnehmungen 73 und 74 gebildet ist. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, weist der Abstandsring 61 einen äußeren Ringabschnitt 75 auf, der in die Nut passt, die durch die Ausnehmungen 73 und 74 gebildet ist, und weist vier vorstehende Abstandsabschnitte 76 auf, die sich radial einwärts von dem äußeren Ringabschnitt 75 erstrecken. Die Abstandsabschnitte 76 sind um 90 zueinander beabstandet. Die Spitzen der Abstandsabschnitte 76 sind in Eingriff mit der äußeren Wand des Auslass-Verteilers 37, um die äußere Zylinder- Anordnung 33 in Bezug auf die innere Kernanordnung 32 radial zu positionieren. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, weisen die Abstandsabschnitte 76 einen sich verjüngenden oder stromlinienförmigen Querschnitt auf ähnlich wie die Stegabschnitte 71 des Positionierringes 60, um eine Anhäufung von Pulver aufgrund von Stoßverschmelzung zu vermeiden.

Eine Ausnehmung 78 (Fig. 4) ist ebenfalls an dem anderen Ende der inneren Verschleißhülse 38 gegenüber der Ausnehmung 66 vorgesehen. Diese Ausnehmung 78 wird nicht gebraucht für die Positionierung des Abstandsringes 61, da der Abstandsring nicht in die innere Kernanordnung montiert ist. Die Ausnehmung 78 ist jedoch vorgesehen, so dass die innere Verschleißhülse 38 in Längsrichtung symmetrisch, das heißt reversibel ist. Die Ausnehmung 78 ist somit symmetrisch in Bezug auf die Ausnehmung 66 an dem anderen Ende der inneren Verschleißhülse 38 angeordnet. Da die Ausnehmung 78, wie in Fig. 4 gezeigt ist, nicht für den Abstandsring 61 benötigt wird, ist der Auslass- Verteiler 37 mit einem kleinen Flansch 79 ausgebildet, der in die Ausnehmung 78 passt.

Entsprechend herkömmlicher Gestaltung von triboelektrischen Pulversprühpistolen ist der Aufladeabschnitt 16 geerdet, um die Aufladung des Pulvers zu verbessern und die Sicherheit zu erhöhen, indem verhindert wird, dass die Pistole eine kapazitive Ladung speichert, die einem Benutzer einen Stromschlag vermitteln oder einen Funken erzeugen könnte, der Feuer oder eine Explosion verursacht. Die Sprühpistole gemäss der vorliegenden Erfindung verwendet jedoch eine verbesserte Erdungskonfiguration. Eine Erdungselektrode (siehe Fig. 3) ist in Form eines Erdungsringes 81 vorgesehen, der in dem Pistolengehäuse 11 angeordnet ist und das Äußere der Einlass- Verschleißhülse 41 und der äußeren Verschleißhülse 40 nahe dem Einlass des Aufladeabschnittes 16 umgibt, wo der größte Ladungstransfer auf das ., Pulver auftritt. Der Erdungsring 81 ist weg von dem Pulverströmungsweg angeordnet, so dass er sauber gehalten wird, was zu einer guten und beständigen elektrischen Erdung führt. Der O-Ring 49 ist zwischen dem Erdungsring 81 und der Einlass-Verschleißhülse 41 angeordnet, und der O-Ring 50 ist zwischen dem Erdungsring 81 und der äußeren Verschleißhülse 40 angeordnet.

Die äußere Verschleißhülse 40 ist ein von der Einlass-Verschleißhülse 41 separates Element, um zu ermöglichen, dass dazwischen ein Zwischenraum 82 ausgebildet ist. Der Zwischenraum 82 mag nicht signifikant dimensioniert sein, und die Elemente 40 und 41, die den Zwischenraum bilden, können sich tatsächlich berühren oder aneinander angrenzen. Selbst wenn die Elemente 40 und 41 mit Kontakt aneinander angrenzen, besteht ein Zwischenraum 82 zwischen diesen Elementen, der ausreichend ist für einen Ladungstransfer zu dem Erdungsring 81. Der Zwischenraum 82 ist ringförmig und ist dargestellt, um zu zeigen, dass äußere Oberflächen zwischen der äußeren Verschleißhülse 40 und der Einlass-Verschleißhülse 41 vorgesehen sind, so dass Oberflächenleitung entlang dieser Oberflächen als ein Teil des Erdungspfades auftreten kann.

Die elektrische Erdung der Elemente des Aufladeabschnittes 16 der Pistole wird erreicht durch Oberflächenleitung entlang der äußeren Oberflächen der inneren Verschleißhülse 38, der äußeren Verschleißhülse 40, der Einlass- Verschleißhülse 41, dem Einlass-Verteiler 36, dem Auslass-Verteiler 37 und der Auslass-Verschleißhülse 42. Wie zuvor beschrieben ist, sind mindestens die Oberflächen dieser Teile, die einen Teil des Pulverströmungsweges bilden, aus einem elektrisch isolierenden Material mit guten Aufladungseigenschaffen, wie beispielsweise PTFE, ausgebildet. Das PTFE-Material ermöglicht auch eine Oberflächenentladung, die einen Leitungspfad für die Erdung bereitstellt. Die Ladung auf den Oberflächen der Einlass-Verschleißhülse 41, der äußeren Verschleißhülse 40 und der Auslass-Verschleißhülse 42 strömt entlang dieser Oberflächen zu dem Erdungsring 81 durch den Zwischenraum 82 hindurch, der zwischen der Einlass-Verschleißhülse 41 und der äußeren Verschleißhülse 40 vorgesehen ist. Die Ladung der Oberflächen des Einlass- Verteilers 36, der inneren Verschleißhülse 38 und des Auslass-Verteilers 37 strömt entlang dieser Oberflächen über die Oberfläche des Positionierringes 60 zu dem Erdungsring 81 durch den Zwischenraum 82. Ein Teil der Ladung von diesen Oberflächen strömt höchstwahrscheinlich auch über den Abstandsring 61 zu der äußeren Verschleißhülse 40, bevor sie den Zwischenraum 82 passiert. Weil die Ringe 60 und 61 auch aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt sind, welches eine ausreichende Oberflächenleitfähigkeit bereitstellt, wie beispielsweise Delrin, ermöglichen sie einen ausreichenden Entladungsstromtransfer von den inneren Kernelementen 36, 37 und 38 zu dem Erdungsring 81.

Von dem Erdungsring 81 strömt der Strom durch einen Erdungsstift 84 zu einem Erdungskabel (nicht gezeigt), welches an den Erdungsstift 84 mittels eines Knopfes 85 gehalten wird und welches zu dem Pistolensteuerungsmodul zurückführt, wo der Strom mittels eines Strommessers angezeigt und dann zur Erde strömt. Die Oberflächenleitfähigkeit des PTFE, die Länge des Pfades zu dem Erdungsring 81 und das elektrische Potential der Ladung auf den Pulverkontaktoberflächen werden alle als Variable im Hinblick auf die Gestaltung der Pistole betrachtet, um eine gute Erdung und optimale Aufladungseigenschaften zu erreichen.

Das Auslassende des Aufladeabschnittes 16 der Pistole ist gestaltet, um die Aufnahme verschiedener herkömmlicher Sprühköpfe zu ermöglichen. Wie gezeigt ist, weist der Sprühkopfabschnitt 17 einen herkömmlichen Sprühkopf 88 auf, der gezeigt ist, um die Befestigung des Sprühkopfes an dem Auslassende des Aufladeabschnittes 16 darzustellen. Der Sprühkopf 88 ist auf die Auslass-Verschleißhülse 42 montiert benachbart zu dem Flansch 44 auf dem Auslassende des Erweiterungsrohres 31. Die O-Ringe 89 und 90 (Fig. 4) sind in Nuten auf der Außenseite der Auslass-Verschleißhülse 42 zwischen dem Sprühkopf 88 und der Auslass-Verschleißhülse angeordnet.

Die Menge der in dem Aufladeabschnitt 16 auf das Pulver aufgebrachten Ladung ist eine Funktion von (1) der Geschwindigkeit des Pulvers, (2) dem Material, aus dem die Strömungswegwände bestehen, (3) der Geometrie oder der Gestaltung des Pulverströmungsweges durch den Aufladeabschnitt, (4) der elektrischen Erdung der Aufladeoberflächen und (5) der Zusammensetzung des Pulverbeschichtungsmaterials. Sprühpistolen gemäss der vorliegenden Erfindung sind gestaltet, um die auf das Pulver aufgebrachte Ladung durch Berücksichtigung jedes der oben aufgeführten fünf Faktoren zu maximieren.

Einer der wichtigen Faktoren für die Menge der auf das Pulver aufgebrachten Ladung ist die Geschwindigkeit des Pulvers durch den Aufladeabschnitt 16 der Pistole; je höher die Geschwindigkeit des Pulvers, desto höher ist die Aufladung des Pulvers. Die Geschwindigkeit des Pulvers hat jedoch auch einen nachteiligen Effekt auf die Verschleißzeiten der Pulverpistolenteile. Der Verschleiß der Teile ist ebenfalls eine Funktion der Geschwindigkeit; je höher die Geschwindigkeit, desto höher der Verschleiß. Folglich ist es nicht wünschenswert, das Pulver mit einer höheren Geschwindigkeit strömen zu lassen als für eine angemessene Aufladung erforderlich ist.

Bei den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung bestehen alle Teile, die das Pulver in dem Aufladeabschnitt 16 der Pistole kontaktieren kann, namentlich die innere Verschleißhülse 38, die äußere Verschleißhülse 40, die Einlass-Verschleißhülse 41, der Einlass-Verteiler 36, der Auslass-Verteiler 37 und die Auslass-Verschleißhülse 42 aus einem Fluorpolymer-Material, vorzugsweise Polytetrafluorethylen (PTFE). Dieses Material ist sehr wirksam für die triboelektrische Aufladung von pulverförmigen Farben auf verschiedene Teile. Das Pulver nimmt Ladung auf bei jedem Kontakt mit einer PTFE- Oberfläche. Demgemäss maximiert die Maximierung der PTFE-Oberfläche, dem das Pulver ausgesetzt ist, die Möglichkeit der Aufladung des Pulvers. PTFE ist ein elektrisch isolierendes Material, hat aber eine Oberflächenleitfähigkeit, um eine Erdung der auf das Pulver aufgebrachten Ladung bereitzustellen.

Die einzigartige Gestaltung der inneren und äußeren Verschleißhülsen 38 und 40, insbesondere deren "wellige" Oberflächen, dienen ebenfalls einer Erhöhung der Menge der auf das Pulver aufgebrachten Ladung. Die gekrümmten Oberflächen der inneren und äußeren Verschleißhülsen 38 und 40 veranlassen das Pulver, in einem gekrümmten Pfad durch den ringförmigen Zwischenraum 46 zu strömen und dadurch wird das Pulver gezwungen, gegen die Berge und Täler oder Vertiefungen jeder der Hülsen zu kommen. Jede Änderung des Durchmessers der Hülsen 38 und 40 zwingen das Pulver, die Richtung zu ändern und bewirken, dass die PTFE-Oberflächen der Hülsen die Ladung auf das Pulver erhöhen.

Die Menge der auf das Pulver aufgebrachten Ladung wird ferner vergrößert durch die relativ geringe Breite des ringförmigen Zwischenraumes 46. Der ringförmige Zwischenraum zwischen den zwei Verschleißhülsen 38 und 40 ist gering im Bereich von 0,82 mm (0,032 inch). Das Pulver wird deshalb mit hoher Wahrscheinlichkeit die Oberflächen der Verschleißhülsen 38 und 40 viele Male berühren anstatt gerade durch den Aufladeabschnitt mit relativ wenigen Berührungen hindurch zu strömen. Wie zuvor beschrieben ist, wird die geringe Breite des ringförmigen Zwischenraumes 46 zwischen der Einlass- Verschleißhülse 41, der Auslass-Verschleißhülse 42 der inneren Verschleißhülse 38 und dem Einlass-Verteiler 36, Auslass-Verteiler 37 und der äußeren Verschleißhülse 40 durch den Positionierring 60 und den Abstandsring 61 aufrechterhalten.

Da die auf das Pulver aufgebrachte Ladung erhöht wird durch Erhöhung der Geschwindigkeit des Pulvers durch den Aufladeabschnitt 16 der Pistole, und da die Erhöhung der Geschwindigkeit des Pulvers den Verschleiß der Pulverpistolenteile erhöht, ist es vorteilhaft, für eine einfache Austauschbarkeit von verschlissenen Teilen zu sorgen. Die vorliegende Erfindung erleichtert die Austauschbarkeit der zwei Verschleißhülsen 38 und 40. Die zwei Verschleißhülsen 38 und 40 sind so dimensioniert, dass die innere Verschleißhülse 38 von der äußeren Verschleißhülse 40 entfernt werden kann durch Herausdrücken oder Herausziehen der inneren Verschleißhülse durch beide Enden der äußeren Verschleißhülse. Diese Austauschbarkeit wird erzielt durch eine Dimensionierung der Durchmesser der Berge oder Täler der inneren Verschleißhülse 38 derart, dass er geringer als oder ungefähr gleich ist wie der Durchmesser der Wellen und Täler der äußeren Verschleißhülse 40. Wenn eine der Hülsen 38 oder 40 verschlissen ist, kann eine neue Hülse vor Ort eingebracht werden ohne die Notwendigkeit einer Versendung der gesamten Pistole zurück zu dem Hersteller, um erneuert zu werden, was zu Zeit- und Kosteneinsparungen führt.

Um die Pistole 10 zu montieren, wird als erster der Positionierring 60 in die Ausnehmung 66 an einem Ende der inneren Verschleißhülse 38 platziert. Es ist ersichtlich, dass die innere Verschleißhülse 38 in Längsrichtung symmetrisch ist, so dass eine Montage beginnen kann durch Platzierung des Positionierringes 60 an einem Ende der inneren Verschleißhülse. Der Einlass- Verteiler 36 wird dann an demselben Ende der inneren Verschleißhülse positioniert, wobei der Positionierring in der Ausnehmung 65 ist. Die mit einem Gewinde versehene Stange 35 wird dann in die korrespondierende mit einem- Gewinde versehene Öffnung in dem Einlass-Verteiler 36 eingeführt. Der Auslass-Verteiler 37 wird dann auf das andere Ende der Stange 35 geschraubt, und die Montage der inneren Kernanordnung 32 ist abgeschlossen.

Das Gehäuse 11 wird vormontiert mit dem Diffusorkörper 21, der Pistolenbefestigungsanordnung 12, dem Erdungsring 81, dem Erdungsstift 84 und dem Knopf 85. Die O-Ringe 48 und 49 werden um die Außenseite der Einlass- Verschleißhülse 41 in den für die O-Ringe vorgesehenen Nuten positioniert, und die Einlass-Verschleißhülse wird in das Auslassende der zentralen Öffnung in dem Pistolengehäuse 11 eingeführt. Die zuvor montierte innere Kernanordnung 32 wird dann eingeführt, wobei der Einlass-Verteiler 36 in die Einlass-Verschleißhülse 41 und der Positionierring 60 in die Ausnehmung 63 in der Einlass-Verschleißhülse passt. Als nächstes wird der O-Ring 50 in der an der Außenseite der äußeren Verschleißhülse 40 vorgesehenen Nut positioniert. Dann wird die äußere Verschleißhülse 40 in die zentrale Öffnung des Gehäuses 11 eingeführt, bis der Positionierring 60 in der Ausnehmung 64 an dem Ende der äußeren Verschleißhülse sitzt. Es ist ersichtlich, dass die äußere Verschleißhülse 40 in Längsrichtung symmetrisch ist, so dass beide Enden der äußeren Verschleißhülse in das Pistolengehäuse 11 während der Montage eingeführt werden können.

Der Abstandsring 61 wird dann um den Auslass-Verteiler 37 platziert und auf den sich nach außen erstreckenden Ende der äußeren Verschleißhülse 40 in der Ausnehmung 73 platziert. Die O-Ringe 89 und 90 werden an der Auslass- Verschleißhülse 42 in den an der Außenseite der Auslass-Verschleißhülse vorgesehenen Nuten vormontiert, und die Auslass-Verschleißhülse 42 wird dann an dem sich nach außen erstreckenden Ende der äußeren Verschleißhülse 40 positioniert, wobei der Abstandsring 61 in der Ausnehmung 74 der Auslass-Verschleißhülse 42 aufgenommen wird. Die Neopren-Dichtung 45 wird gegen die Schulter 43 der Auslass-Verschleißhülse 42 angelegt, und das Erweiterungsrohr 31 wird über die sich nach außen erstreckende Anordnung platziert. Wenn das Erweiterungsrohr 31 rotiert wird, wird der Stift 52 in den Schlitz 53 gebracht, und das Erweiterungsrohr wird in die zentrale Öffnung des Gehäuses 11 um die äußere Verschleißhülse 40 herum eingeschoben, wobei der Flansch 44 in Eingriff mit der Neopren-Dichtung 45 kommt und diese komprimiert. Dies drückt die Auslass-Verschleißhülse 42, die äußere Verschleißhülse 40, den Positionierring 60 und Einlass-Verschleißhülse 41 in Richtung auf das Gehäuse 11, so dass die Einlass-Verschleißhülse 41 gegen die Schulter 39 des Pistolengehäuses 11 gedrückt wird. Dieses positioniert ferner die innere Kernanordnung 32 axial, die innerhalb der äußeren Verschleißhülse 40 durch den Positionierring 60 und den Abstandsring 61 positioniert ist. Das Erweiterungsrohr 31 wird an dem Gehäuse 11 verriegelt durch Drehung jenes um eine 1/8 Umdrehung, um den Stift 52 an den Anschlag an dem Ende des Schlitzes 53 zu bringen. Der gewünschte Sprühkopf 88 kann dann an das Ende der Auslass-Verschleißhülse 42 montiert werden.

Die Pistole kann ebenfalls einfach demontiert werden zum Reinigen oder zum Austausch der Verschleißhülsen 38 und 40. Die Verschleißhülsen 38 und 40 werden von der Pistole entfernt durch Entfernung des Sprühkopfes 88 von der Auslass-Verschleißhülse 42. Das Erweiterungsrohr 31 wird dann außer Eingriff von dem Pistolengehäuse 11 gebracht durch Drehen des Erweiterungsrohres und außer Eingriff bringen des Bajonettmechanismus. Danach können die Auslass-Verschleißhülse 42 und der Auslass-Verteiler 37 entfernt werden, und die innere Verschleißhülse 38 kann von der äußeren Verschleißhülse 40 entfernt werden, oder die Auslass-Verschleißhülse 42 und die äußere Verschleißhülse 40 können von der inneren Verschleißhülse 38 entfernt werden.

Die anschließende Montage der Verschleißhülsen und der Austausch einer verschlissenen Hülse durch eine neue Verschleißhülse wird ferner erleichtert durch die Gestaltung der Verschleißhülse 38 und 40. Die Verschleißhülsen 38 und 40 sind jeweils symmetrisch, so dass sie in der Pistole entweder mit einem der jeweiligen Enden montiert werden können. Dies verhindert eine unrichtige Einführung einer der Verschleißhülse 38 oder 40 in die äußere Verschleißhülse am Einsatzort und verhindert eine nachteilige Fehlausrichtung der Verschleißhülsen und einer dazu führenden fehlerhaften Bemaßung des ringförmigen Zwischenraumes 46.

Ein weiterer wichtiger Faktor für die Menge der auf das Pulver aufgebrachten Ladung ist eine richtige elektrische Erdung der Pistole. Der Erdungsring 81 ist weg von dem Pulverströmungsweg nahe dem Einlass des Aufladeabschnittes 16 angeordnet. Der Erdungsring 81 ist in dem Bereich der Pistole angeordnet, wo die größte Aufladung erfolgt, und dieser Ort ist der bevorzugte Ort, um die Ladung abzuleiten. Durch Anordnung des Erdungsringes 81 außerhalb des Pulverströmungsweges wird der Erdungsring rein gehalten von sich ansammelndem Pulver, was zu einer guten und gleichmäßigen elektrischen Erdung führt.

Verschiedene Modifikationen und Verbesserungen können bezüglich der gezeigten und beschriebenen Erfindung vorgenommen werden. Zum Beispiel kann die Größe und Geometrie der Wellen, die durch die äußeren Oberflächen der Hülsen 38 und 40 gebildet werden, modifiziert werden. Auf ähnliche Weise können mehr oder weniger Wellen bereitgestellt werden.

Die äußere Oberfläche der Hülsen 38 und 40 können aus Materialien hergestellt werden, die länger verschleißen und die triboelektrisch Pulver aufladen wie PTFE dies tut, wie beispielsweise Perfluoralkoxy (PFA) oder Tefzel oder modifiziertes Ethyltetrafluorethylen-Fluorpolymer.

Die innere und äußere Verschleißhülsen 38 und 40 können auch durch Spritzgießen hergestellt werden, um die Herstellung zu erleichtern und Herstellungskosten zu reduzieren. Um die Hülsen durch einen Gießspritzprozess herstellen zu können, würde ein spritzgießfähiges Material wie PFA, FEP oder Tefzel anstelle von PTFE verwendet werden, welches nur extrudierbar und druckgießbar ist. Wenn die Versteifungshülsen 55 und 57 aus dem Material NEMA Grad G-10 (aus einer kontinuierlichen Faser gewebtes Glas-Erzeugnis, welches mit Epoxidharz imprägniert ist) oder einem ähnlichen Material hergestellt werden, kann das PFA-Material in ein G-10-Rohr durch Spritzgießen eingebracht werden, falls dies erforderlich ist, und die Welle kann fertiggestellt werden durch maschinelle Bearbeitung des PFA-Abschnittes der Anordnung.

Zusätzlich können anstelle einer Verklebung der inneren Kontaktschicht 54 mit der inneren Versteifungshülse 55 und der äußeren Kontaktschicht 56 mit der äußeren Versteifungshülse 57 diese Materialien durch Reibung aneinander befestigt werden. Um dieses zu erreichen, könnte die innere PTFE- Kontaktschicht 54 erwärmt werden, um sie zu expandieren, und die innere Kontaktschicht könnte über die innere Versteifungshülse 55 geschoben werden und dann gekühlt werden, um sie auf die Hülse 55 aufzuschrumpfen. Auf ähnliche Weise kann die äußere Kontaktschicht 56 unterkühlt werden, beispielsweise in flüssigem Stickstoff, um sie zu schrumpfen, und in die äußere Versteifungshülse 57 eingeführt werden. Die äußere Kontaktschicht 56 kann dann wieder auf Raumtemperatur erwärmt werden, um sie zu expandieren in eine Presspassung mit der Hülse 57.

Der ringförmige Zwischenraum 46, durch den das Pulver strömt, kann auch in seiner Breite variiert werden als eine Funktion des Radius ausgehend von der Pistolenmittellinie, so dass die Breite des ringförmigen Zwischenraumes geringer ist als ein größerer Radius. Dieses würde man tun, um annähernd eine konstante Querschnittsfläche des Pulverströmungsweges anzunähern, um das Pulver auf einer relativ konstanten Geschwindigkeit zu halten, während es den Aufladeabschnitt 16 passiert.


Anspruch[de]

1. Pulversprühpistole (10), enthaltend ein Gehäuse (11), Mittel (15) zum Mischen eines Pulvers mit einem Fördergas, einem Aufladeabschnitt (16), zum elektrischen Aufladen des Pulvers, der lösbar an dem Gehäuse (11) stromabwärts von dem Mischmittel (15) befestigt ist, wenn es dort hindurchströmt, sowie einen Sprühkopf (17), der stromabwärts des Aufladeabschnitts (16) zum Abgeben des aufgeladenen Pulvers vorgesehen ist, wobei der Aufladeabschnitt (16) einen innenliegenden Kern (32) aufweist, der innerhalb eines außenliegenden, hohlen Zylinders (33) positioniert ist und so relativ zu dem äußeren Zylinder (33) positioniert ist, dass ein ringförmiger Zwischenraum (46) dazwischen ausgebildet ist, wobei der ringförmige Zwischenraum (46) einen Reibungs-Aufladeströmungsweg für das Pulver bildet, wodurch das durch den ringförmigen Zwischenraum (46) strömende Pulver durch wiederholten Kontakt mit dem innenliegenden Kern (32) und/oder dem außen- liegenden Zylinder (33) elektrostatisch aufgeladen wird, wobei die Pistole (10) eine rohrförmige Erweiterung (31) aufweist, die lösbar an dem Gehäuse (11) befestigt ist und über den äußeren Zylinder (33) passt und den äußeren Zylinder (33) lösbar an dem Gehäuse (11) befestigt, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Kern (32) relativ zu dem äußeren Zylinder (33) durch mindestens einen Ring (60, 61) positioniert ist, der dazwischen angeordnet ist, und dass die rohrförmige Erweiterung (31) auch den inneren Kern (32) an dem Gehäuse (11) lösbar befestigt.

2. Pulversprühpistole nach Anspruch 1, bei der der innenliegende Kern (32) relativ zu dem äußeren Zylinder (33) durch zwei Ringe (60, 61) positioniert ist, wobei jeweils einer in Richtung jedes Ende des äußeren Zylinders (33) angeordnet ist und die Ringe (60, 61) auch dazu dienen, den inneren Kern (32) und äußeren Zylinder (33) zusammenzuhalten.

3. Pulversprühpistole nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Aufladeabschnitt (31) einen im Wesentlichen konischen Einlass- Verteiler (36) und einen im Wesentlichen konischen Auslass-Verteiler (37) aufweist, die an dem Einlass bzw. dem Auslass des Reibungs- Aufladeströmungsweges angeordnet sind, welcher durch den ringförmigen Zwischenraum gebildet ist.

4. Pulversprühpistole nach Anspruch 3, bei dem die Einlass- und Auslass-Verteiler (36, 37) innerhalb einer Einlasshülse (41) bzw. einer Auslasshülse (42) angeordnet sind, wobei die Hülsen (41, 42) einen konischen Innenraum aufweisen und mit den Verteilern (36, 37) einen ringförmigen divergierenden Strömungskanal an dem Einlass des Strömungsweges und einen ringförmigen konvergierenden Strömungskanal an dem Auslass des Strömungsweges bilden.

5. Pulversprühpistole nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Sprühkopf (17) der von der rohrförmigen Erweiterung (31) getragen wird.

6. Pulversprühpistole nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem des maximale äußere Durchmesser des inneren Kerns (32) geringer ist als oder gleich ist wie der minimale innere Durchmesser des äußeren Zylinders (33), so dass der innere Kern (32) von dem äußeren Zylinder (33) abnehmbar ist.

7. Pulversprühpistole nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der innere Kern (32) einen hohlen Zylinder (38) aufweist, dessen äußere Oberfläche einen Teil des Reibungs-Aufladungsströmungsweges bildet, wobei der hohle Zylinder (38) an dessen Enden durch zwei im Wesentlichen konische Elemente (36, 37) verschlossen ist.

8. Pulversprühpistole nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der äußere Zylinder (33) in Längsrichtung symmetrisch ist.

9. Pulversprühpistole nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der innere Kern (32) einen in Längsrichtung symmetrischen hohlen Zylinder (38) aufweist, dessen äußere Oberfläche einen Teil des Reibungs- Aufladungsströmungsweges bildet.

10. Pulversprühpistole nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der innere Kern (32) und/oder der äußere Zylinder (33) elektrisch mit der Erde verbunden ist durch eine Erdungselektrode (81), die außerhalb des Pulverströmungsweges angeordnet ist.

11. Pulversprühpistole nach Anspruch 10, bei dem die Erdungselektrode (81) an dem Pulvereinlass des Aufladeabschnitts (16) angeordnet ist.

12. Pulversprühpistole nach Anspruch 10 oder 11, bei dem die Erdungselektrode einen Erdungsring (81) aufweist, der um das Äußere des äußeren Zylinders (33) angeordnet ist.

13. Pulversprühpistole nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der ein Zwischenraum (82) zwischen benachbarten Elementen vorhanden ist, die einen Teil des Pulverströmungsweges bilden, wobei der Zwischenraum benachbart zu der Erdungselektrode (81) angeordnet ist.

14. Pulversprühpistole nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die äußere Oberfläche des inneren Kerns (32) und die innere Oberfläche des äußeren Zylinders (38) aus einem elektrisch isolierendem Material bestehen und einen äußeren bzw. einen inneren Durchmesser aufweisen, wobei die äußeren und inneren Durchmesser jeweils eine Mehrzahl von Erhöhungen oder Erniedrigungen aufweisen, um so einen mehrfach gekrümmten ringförmigen Zwischenraum (46) dazwischen zu bilden, wobei der äußere Durchmesser des inneren Kerns (32) sich im Wesentlichen an derselben longitudinalen Position erhöht, an der der innere Durchmesser des äußeren Zylinders (33) sich erhöht und umgekehrt.

15. Pulversprühpistole nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der innere Kern (32) auf seiner äußeren Oberfläche eine Kontaktschicht (54) aufweist, die eine innere Aufladeoberfläche bildet, wobei der äußere Zylinder an seiner inneren Oberfläche eine Kontaktschicht (56) aufweist, die eine äußere Aufladeoberfläche bildet, wobei die inneren und äußeren Aufladeoberflächen einen ringförmigen Zwischenraum (46) dazwischen bilden, wodurch durch den ringförmigen Zwischenraum (46) hindurchströmendes Pulver elektrostatisch aufgeladen wird durch wiederholten Kontakt mit der inneren und/oder äußeren Aufladeoberfläche.

16. Pulversprühpistole nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Mischmittel einen Diffusorabschnitt (15) an dem Einlassende der Pistole aufweisen, wobei der Diffusorabschnitt (15) einen ersten Einlass (29) für in einem Gas schwebendes Pulver und einen zweiten Einlass (28) für das Fördergas aufweist.

17. Pulversprühpistole nach Anspruch 16, bei dem der äußere Zylinder (33) und innere Kern (32) eine gemeinsame Achse aufweisen und Fördergas in den Diffusorabschnitt (15) entlang der gemeinsamen Achse geleitet wird.

18. Pulversprühpistole nach Anspruch 16 oder 17, bei dem der Diffusorabschnitt (15) die auf das Pulver aufgebrachte Ladung kontrolliert durch hindurchbringendes Pulver durch den Aufladeabschnitt (16) bei einer ausgewählten Geschwindigkeit.

19. Pulversprühpistole nach einem der Ansprüche 16 bis 18, enthaltend Regel zum Regeln der Geschwindigkeit des Fördergases, wodurch die Ladung des Pulvers geregelt wird.

20. Pulversprühpistole nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der innere Kern (32) und/oder der äußere Zylinder (33) ein steifes Element (55, 57) aufweist, welches eine Kontaktschicht (54, 56) aus einem elektrisch isolierendem Material aufweist, welches an diesem befestigt ist, um eine Reibungs-Aufladungsoberfläche zu bilden, die mindestens einen Teil des Pulverströmungsweges definiert.







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