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Dokumentenidentifikation DE69629330T2 17.06.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000745431
Titel Sprühzerstäuber mit Gegenelektrode
Anmelder Nordson Corp., Westlake, Ohio, US
Erfinder Crum, Gerald W., Elyria, Ohio 44035, US;
Knobbe, Alan J., Amherst, Ohio 44001, US;
Haller, Curtis B., Lorain, Ohio 44053, US
Vertreter Eisenführ, Speiser & Partner, 28195 Bremen
DE-Aktenzeichen 69629330
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, LI
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 31.05.1996
EP-Aktenzeichen 963039508
EP-Offenlegungsdatum 04.12.1996
EP date of grant 06.08.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.06.2004
IPC-Hauptklasse B05B 15/06
IPC-Nebenklasse F16M 11/14   B05B 5/03   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft elektrostatische Spritzbeschichtungssysteme, und insbesondere die Baugruppe, durch die Spritzpistolen zum Spritzen von Beschichtungsmaterial auf Teile befestigt sind, und eine Vorrichtung zum Auffangen freier Ionen in einem elektrostatischen Spritzbeschichtungssystem.

In elektrostatischen Spritzbeschichtungssystemen wird das Beschichtungsmaterial von einer Zuführung zu einer oder mehreren Spritzpistolen gepumpt, die das Beschichtungsmaterial auf ein zu beschichtendes Produkt spritzen. Das Beschichtungsmaterial hat entweder die Form trockener Partikel, die in einem fluidisierten Luftstrom transportiert werden, oder die Form einer Flüssigkeit, die durch die Pistole zerstäubt wird. Die Spritzpistolen können die Beschichtungspartikel mit Hilfe einer Hochspannungsladeelektrode aufladen. Wenn die Beschichtungspartikel aus der Frontseite der Pistole gesprüht werden, werden sie elektrostatisch an das zu beschichtende Produkt angezogen, das im Allgemeinen elektrisch geerdet ist und von einem Deckenzubringer in einer Spritzkabine herab hängt. Die Spritzpistolen sind in der Spritzkabine entweder in einer feststehenden Position oder an einer hin- und hergehenden Vorrichtung oder anderen Einrichtung montiert, die die automatische Bewegung der Pistole entlang eines vorgegebenen Weges erlaubt. Sobald diese geladenen Beschichtungspartikel auf dem Produkt aufgetragen sind, haften sie dort durch die elektrostatische Anziehung, bis sie in einen Ofen befördert werden, wo sie ausgehärtet werden, oder im Fall der Pulverbeschichtung geschmolzen werden, so dass sie zusammenfließen, um eine durchgängige Beschichtung auf dem Produkt zu bilden.

Bekannte Pistolenbefestigungen für Spritzpistolen umfassen typischerweise eine Halterung, die an der Pistole befestigt und mit einer in der Spritzkabine installierten Befestigungsstange verbunden ist, wobei ein Drehknopf verwendet wird, um die Halterung an der Stange in der gewünschten Position festzuziehen. Diese Pistolenbefestigungen funktionieren ausreichend, bei der Anwendung dieser Befestigungen haben sich jedoch verschiedene Probleme ergeben.

Der Pistolenschlitz in der Spritzkabine ist manchmal schmal, und wenn der Drehknopf und das Gelenk der Befestigung mit der Wand der Kabine ausgerichtet waren, konnte es manchmal für den Bediener schwer sein, seine Hand in die Kabine zu stecken, den Drehknopf zu greifen und den Drehknopf zu drehen, um ihn zu lösen und die Pistolenposition einzustellen, oder die Pistole von der Befestigungsstange abzubauen. Selbst wenn die Pistole in anderen Positionen war, konnte es manchmal für den Bediener schwierig sein, den Knopf zu drehen, um den Knopf ausreichend festzuziehen, so dass die Pistole sicher gehalten wurde.

Wenn diese Pistolenbefestigungen an hin- und hergehenden Einrichtungen verwendet werden, können sich die Befestigungen lösen, was das Drehen der Spritzpistole und nach unten gerichtetes Sprühen bewirkt. Der Schwerpunkt der Spritzpistole ist vor dem Drehgelenk und dem Drehknopf. Jedes Mal, wenn die Pistole den oberen Punkt des Kolbenhubes erreicht, dreht sich oder schwenkt die Pistole an der Düse nach oben. Wenn dieses auftritt, schwenkt die Pistole entgegen der Uhrzeigerrichtung, was bewirkt, dass das Pistolenbefestigungsdrehgelenk gezwungen wird, ebenfalls entgegen der Uhrzeigerrichtung zu drehen. Dieses wiederum bewirkte, dass der Drehknopf entgegen der Uhrzeigerrichtung drehte, was den Drehknopf löste. Schließlich konnte der Drehknopf so lose werden, dass sich die Pistole frei an der Befestigung drehen würde, und mit dem Schwerpunkt an der Vorderseite der Pistole würde die Pistole in eine Position schwenken, in der sie nach unten sprüht.

Die bekannten Pistolenbefestigungen waren meistens auch schwierig zu reinigen. Pulverspritzpistolen sind einer Umgebung ausgesetzt, in der Pulver alles in der Spritzkabine abdeckt. Die bekannten Pistolenbefestigungen hatten Oberflächen, auf denen Pulver sich leicht ansammeln konnten. Der Drehknopf, der zur leichten Bedienung rauhe Oberflächen erforderte, war insbesondere Gegenstand unerwünschter Pulveransammlungen.

Den bekannten Pistolenbefestigungen fehlte auch die Möglichkeit des Einstellens der horizontalen Pistolenposition, um in Richtung des Teiles zu spritzen, wenn es sich am Zubringer zur Pistole hin bewegt, d. h. Vorlaufspritzen, oder das Teil zu spritzen, wenn es sich am Zubringer von der Pistole weg bewegt, d. h. Nachlaufspritzen. Die Möglichkeit des Vorlauf- und Nachlaufspritzens kann in bestimmten Anwendungen sehr vorteilhaft sein, wie zum Beispiel Beschichten von vertikalen Ecken an der Innenseite von Schubladen oder Behältnissen. Es ist wünschenswert, dass eine Pistolenbefestigung das Einstellen der Pistole in allen möglichen Positionen erlaubt, so dass die Pistole bewegt oder in der besten Position zum Beschichten eines Teiles angeordnet werden kann.

Die Befestigungen wurden im Allgemeinen auch aus Spritzgusskunststoffteilen gebildet. Wenn sich die Pistolen an einer hin- und hergehenden Einrichtung bewegen, wären die Kunststoffteile oft nicht in der Lage, die Pistole in der Position zu halten, um die Pistolenbewegung an der Düse zu minimieren. Die zwei Kunststoffschrauben, die die Befestigungeinrichtung am Vervielfachen befestigten, würden gelegentlich brechen. Außerdem könnten, da die Pistolenbefestigungen aus einem nicht leitenden Kunststoffmaterial hergestellt sind, die Pistolenbefestigungen nicht zum Befestigen einer Anti-Back-Ionisationseinrichtung (ABI) verwendet werden, da die ABI-Einrichtung elektrisch geerdet werden müsste.

Es wurde herausgefunden, dass ABI-Einrichtungen zum Anziehen freier Ionen vorteilhaft sind, die ansonsten vom Teil angezogen würden. Ohne eine ABI-Einrichtung werden die freien Ionen mit dem Beschichtungsmaterial auf das Teil geführt. Dieses bewirkt das Akkumulieren einer Ladung auf der aufgetragenen Beschichtung, bis die lokale elektrische Feldstärke groß genug ist, um die Ionisation aus der Beschichtung zu bewirken. Diese „Rückionisation" kann die aufgetragene Beschichtung stören und zu Kratern und anderen Fehlern in der ausgehärteten Schicht führen. Durch Anwendung einer ABI-Einrichtung kann das Aussehen der fertigen Oberfläche auf dem Teil verbessert werden.

Ein Beispiel für eine ABI-Einrichtung in Form einer an einer Pulverspritzpistole an der Vorderseite der Pistole befestigten Gegenelektrode ist in dem US-Patent Nr. 4,921,172 gezeigt, das für Belmain u. a. erteilt wurde. Ein anderes Beispiel einer ABI-Einrichtung in der Form eines um die Vorderseite der Pistole herum befestigten Gegenelektrodenringes ist in dem europäischen Patent Nr. 0,620,045 gezeigt. Die bestehenden ABI-Einrichtungen werden im Allgemeinen unbeweglich befestigt oder in die Pistole eingebaut und stellen keine einfache Einstellbarkeit oder Entfernbarkeit zur Verfügung.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine kombinierte Pistolenbefestigung und Anti-Back-Ionisationseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die diese und andere Probleme überwindet.

Die vorliegende Erfindung stellt eine elektrostatische Spritzpistolenanordnung zum Spritzen eines Beschichtungsmateriales auf Teile zur Verfügung, umfassend eine Spritzpistole mit einem länglichen Körper mit einer Längsachse, eine mit dem Körper verbundene Zuführung des Beschichtungsmateriales und eine Elektrode zum Aufladen des Beschichtungsmateriales, und eine Anti-Back-Ionisationseinrichtung, die mittels eines an einem hinteren Teil des Pistolenkörpers an einer Befestigungsstelle befestigten Befestigungselementes am Pistolenkörper befestigt ist, wobei die Anti-Back-Ionisationseinrichtung sich außerhalb der Pistole an der Außenseite des Pistolenkörpers entlang erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anti-Back-Ionisationseinrichtung eine Sonde ist, die in Bezug auf das Befestigungselement und somit auch in Bezug auf seine Befestigungsstelle einstellbar ist.

In einer Ausführungsform ist eine Pistolenbefestigung vorgesehen, bei der der mit dem bekannten Stand der Technik verbundene Drehknopf durch eine Einstellhülse ersetzt wurde, die sich über die Befestigungsstange erstreckt. Durch Beseitigen des Drehknopfes der bekannten Pistolenbefestigungen ist die Pistole weniger empfänglich gelöst zu werden, wenn sie an hin- und hergehenden Einrichtungen verwendet wird. Die Beseitigung des Drehknopfes macht es auch einfacher, die Pistole zu reinigen, da es weniger Oberflächen gibt, auf denen sich Pulver ansammeln kann. Die Einstellhülse ist vorzugsweise in einer Position ausgerichtet, die dem Bediener das Greifen erleichtert, selbst wenn die Pistole mit der Kabinenwand ausgerichtet ist. Durch Anordnen der Griffflächen an der Einstellhülse ist es einfach, die Befestigungsanordnung ausreichend festzuziehen, so dass die Position der Pistole sicher gehalten werden kann.

Die Pistolenbefestigung kann außerdem so eingestellt werden, dass die Pistole in fast jeder möglichen Position einschließlich einer Vorlauf- und Rücklaufposition angeordnet werden kann, in der die Pistole in einer horizontalen Lage befestigt ist, um zu dem Teil zu sprühen, wenn es sich am Zubringer zur Pistole hin bewegt, oder das Teil zu spritzen, wenn es sich am Zubringer von der Pistole weg bewegt. Die Pistolenbefestigung stellt somit vollständige Spritzoptionen zur Verfügung und kann zum Erzeugen eines effizienteren Spritzvorganges verwendet werden.

Da die Pistolenbefestigung schmaler ist und weniger Raum zum Positionieren und Einstellen benötigt, kann der Pistolenschlitz in der Spritzkabine enger gemacht werden. Dieses erlaubt, die Gesamtmaße der Spritzkabine zu reduzieren, was wiederum eine Reduzierung der Gebläseanforderungen für die Kabine erlaubt. Wenn die Querschnittfläche des Pistolenschlitzes reduziert wird, kann der durch das Gebläse erzeugte Luftstrom ebenfalls reduziert werden, um die richtige Kabinenluftgeschwindigkeit durch den Pistolenschlitz zu erreichen.

Anders als die Pistolenbefestigungen des Standes der Technik wird die Pistolenbefestigung vorzugsweise aus leitendem Metall gebildet. Die Metallteile sind fester als die vergleichbaren Kunststoffteile der bekannten Pistolenbefestigungen, so dass die Pistolenbewegung der Düse minimiert ist, wenn die Pistolen bewegt werden, zum Beispiel wenn sie an einer hin- und hergehenden Einrichtung befestigt sind. Da die Metallpistolenbefestigungsanordnung leitfähig ist, ist sie außerdem speziell zur Befestigung einer Anti-Back-Ionisationssonde angepasst.

Eine Anti-Back-Ionisationssonde (ABI-Sonde) ist vorzugsweise direkt an der Pistolenbefestigung befestigt und erstreckt sich von der Pistolenbefestigung an der Oberseite oder Seite der Spritzpistole entlang. Die Konstruktion der Sonde erlaubt ihre leichte Einstellung oder Entfernung. Die Position der Sondenspitze kann durch Vorsehen einer einstellbaren Befestigung für die Sonde an der Pistolenbefestigung eingestellt werden. Alternativ kann eine zusammengesetzte Sonde mit Verlängerungsteilen vorgesehen sein, die hinzugefügt oder entfernt werden können, oder durch Vorsehen unterschiedlicher Sonden mit unterschiedlichen Längen.

Die Befestigungsanordnung umfasst vorteilhafterweise außerdem ein Kugelgelenk, das an einem Ende an der Stange und am anderen Ende an der Pistole befestigt ist. Die Hülse ist an dem Kugelgelenk befestigt und so angepasst, dass sie die Pfanne um die Kugel herum festzieht, wenn die Hülse gedreht wird, um die Pistole in einer gewünschten Position in Bezug auf die Stange festzuhalten.

Die Erfindung wird nun mittels der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:

1 eine Seitenansicht einer Spritzpistole mit der erfindungsgemäßen Pistolenbefestigungsanordnung ist.

2 eine detaillierte seitliche Schnittansicht der Pistolenbefestigungsanordnung der 1 ist.

3 eine Schnittansicht von oben der Pistolenbefestigungsanordnung entlang der Linie 3-3 der 2 gesehen ist.

4 eine Schnittansicht von oben eines Teiles der Pistolenbefestigungsanordnung entlang der Linie 4-4 der 2 gesehen ist.

5 eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform der demontierten Anti-Back-Ionisationssonde ist.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen und zu Beginn auf 1 ist dort eine Pistolenbefestigungsanordnung 10 zum Befestigen einer automatischen Pulverspritzpistole 11 an einer Befestigungsstange 12 gezeigt. Die Befestigungsstange 12 ist in den meisten automatischen Spritzanlagen vorhanden und die Pistolenbefestigungsanordnung 10 ist so angepasst, dass sie mit den meisten Stangen funktioniert. Die Pistole 11 ist von der Art, die gewöhnlich zum Spritzen von in einem Luftstrom eingeschlossenen Pulver auf Teile verwendet wird, und die Pistole umfasst einen Körper 13, einen Zuführungsschlauch 14, der an den Körper 13 angeschlossen ist und Pulver zur Auslassdüse 15 zuführt, aus der das Pulver auf die Teile gespritzt wird. An der Düse 15 wird das Pulver durch eine Elektrode 16 elektrisch aufgeladen. Die Elektrode 16 ist an geeignete Stromversorgungskomponenten angeschlossen, die im Körper 13 angeordnet sind, wobei der Pistole durch eine elektrische Versorgungsleitung 17 Elektrizität zugeführt wird.

Wie in den 2 und 3 ausführlicher dargestellt ist, umfasst die Pistolenbefestigungsanordnung 10 einen Flansch 22, der sich auf das Ende der Befestigungsstange 12 schiebt und mit einer oder mehreren Stellschrauben 23 an der Stange festgehalten wird. Eine manuelle Einstellhülse 24 sitzt über dem Flansch 22 und erstreckt sich um die Stange 12 herum zur Rückseite des Flansches. Die Einstellhülse 24 gleitet und dreht sich leicht um die Außenseite der Stange 12 herum, ist jedoch nicht an der Stange befestigt. An der Außenfläche des Flansches 22 ist ein O-Ring 25 vorgesehen, um das Eintreten von Pulver in den Ringspalt zwischen der Außenseite des Flansches 22 und der Innenseite der Hülse 24 in der Nähe der Stellschrauben 23 zu verhindern.

Das vordere Ende des Flansches 22 hat eine scharfe runde Kante 29, die mit einem Kugelgelenk 30 ineinander greift. Das Kugelgelenk 30 umfasst ein Kugelteil 31 und Spindelteil 32. Das Kugelteil 31 ruht in dem vorderen Ende des Flansches 22 auf der scharfen runden Kante 29. Auf das vordere Ende der Hülse 24 ist eine Kappe 33 geschraubt. Die Kappe 33 hat ebenfalls eine scharfe runde Kante 34 und das Kugelteil 31 des Kugelgelenkes 30 ruht auch auf einer scharfen runden Kante 34 in der Kappe 33. Der Flansch 22 und die Kappe 33 bilden somit die Pfanne eines Kugelgelenkes, wobei das Kugelteil 31 des Kugelgelenkes 30 zwischen den zwei parallelen runden Kanten 29 und 34 des Flansches 22 bzw. der Kappe 33 eingeschlossen ist.

Der Flansch 22 und die Kappe 33 sind jeweils aus einem harten Material hergestellt, vorzugsweise rostfreier Stahl, so dass sie nicht zur Deformation und Lösen des Griffes am Kugelteil 31 neigen. Das Kugelgelenk 30 ist aus Aluminium hergestellt, einem weicheren Metall als die Kappe 33 und der Flansch 22. Deshalb verformen die scharfen harten Kanten 34 und 29 an der Kappe 33 und am Flansch 22 das Kugelgelenk 30 etwas und die zwei runden Vertiefungen helfen, das Kugelgelenk festzuhalten und das Bewegen der Pistole 11 zu verhindern. Das Spindelteil 32 und das Kugelteil 31 des Kugelgelenkes 30 können auch anstelle eines einzelnen Teiles als separate Teile hergestellt sein. Das Spindelteil 32 könnte dann aus einem viel härteren und festeren Metall hergestellt sein, wie rostfreier Stahl, und das Spindelteil würde dann fest am Kugelteil 31 befestigt sein, wie zum Beispiel durch eine permanente Presspassung, um das Kugelgelenk 30 zu bilden.

Eine Befestigungsplatte 38 ist zur Befestigung am Oberteil der Spritzpistole 11 unter Anwendung eines Schraubenpaares 40 angepasst. Die Befestigungsplatte 38 hat eine Öffnung 39, die sich in einem Winkel an einem Ende der Befestigungsplatte erstreckt, und das Spindelteil 32 des Kugelgelenkes 30 schiebt sich in diese Öffnung. Vorzugsweise erstreckt sich die Öffnung 39 in einem Winkel von 60° in Bezug auf die Längsachse der Pistole 11, d. h. 30° zur Vertikalen, wenn die Pistole horizontal positioniert ist. Das Spindelteil 32 hat an seiner Seite einen Kerb- oder Bohrpunkt, in den das Ende einer oder mehrerer Stellschrauben 41 (2 und 4) greift, die in Löcher geschraubt sind, die sich von der Seitenfläche der Befestigungsplatte 38 erstrecken, um das Spindelteil 32 herausnehmbar in der Öffnung 39 zu halten und dadurch die Pistole 11 abnehmbar an der Befestigungsstange 12 zu halten. Die Stellschraube 41 wird durch Anwendung eines Sechskantschraubendrehers oder Schraubenziehers festgezogen und gelöst. Alternativ kann ein Handbedienungsknopf am Kopf der Stellschraube befestigt sein und verwendet werden, um die Stellschraube zu drehen, und das Spindelteil 32 des Kugelgelenkes 30 an der Befestigungsplatte 38 zu befestigen. Der Bedienungsknopf würde es ermöglichen, die Stellschraube 41, ohne ein Werkzeug zu benötigen, manuell einstellen zu können, er vergrößert allerdings auch die Gesamtbreite der Befestigungsanordnung, was ein Problem sein kann, wenn der Pistolenschlitz in der Spritzkabine schmal ist. Das Drehen oder Lösen der Stellschraube 41 stellt eine sehr bequeme Art und Weise des Trennens der Pistole 11 von der Befestigungsstange 12 zur Verfügung. Ansonsten muss die Hülse 24 von der Kappe 33 abgeschraubt werden, um die Pistole zu entfernen. Anstelle des Montierens des Spindelteiles 32 in der Öffnung 39, die sich von der Oberseite der Befestigungsplatte 38 erstreckt, kann sich die Öffnung von der hinteren Fläche der Befestigungsplatte erstrecken, so dass sich das Spindelteil 32 von der Rückseite der Pistöle erstreckt. Dieses würde die Höhe der Befestigungsanordnung verringern. Eine andere Bohrung 43 erstreckt sich von der Vorderfläche zur Rückfläche der Befestigungsplatte durch die Befestigungsplatte 38 zum Aufnehmen und Halten einer Anti-Back-Ionisationssonde (ABI-Sonde) 44. Wenn die ABI-Sonde 44 nicht verwendet wird, kann die Bohrung 43 weggelassen werden oder die Bohrung kann mit einem Stopfen oder einer Schraube ausgefüllt werden, um das Ansammeln von Pulver darin zu verhindern.

Die Pistolenbefestigungsanordnung 10 sorgt somit für ein einstellbares und sicheres Halten der Spritzpistole 11 in einer scheinbar grenzenlosen Vielzahl von Positionen in Bezug auf die Befestigungsstange 12. Die Flexibilität der Positionierung der Pistole wird teilweise durch das Kugelgelenk zur Verfügung gestellt, bei dem das Kugelteil 31, das im Wesentlichen eine Kugel ist, in einer zwischen dem Flansch 22 und der Kappe 33 gebildeten Pfanne gehalten wird. Die Kappe 33 besitzt außerdem eine einzelne Nut 45 (3), die sich von der Vorderkante nach hinten erstreckt. Die Nut 45 ist groß genug, so dass das Spindelteil 32 des Kugelgelenkes 30 in diese Nut passt, und die Wände der Nut 45 unterstützen das Halten des Spindelteiles. Die Nut 45 ist im Allgemeinen am Boden der Kappe 33 angeordnet, so dass sich das Spindelteil 32 vom Kugelteil 31 durch die Nut nach unten erstreckt. Da sich das Spindelteil 32 in einer feststehenden Ausrichtung in Bezug auf die Pistole erstreckt, vorzugsweise 60° in Bezug auf die Längsachse der Pistole, dient die Nut 45 infolge der fixierten Befestigung des Spindelteiles an der Befestigungsplatte zum Halten der Pistole 11 in einer Position, in der die Pistole in einem Winkel von 30° in Bezug auf die Horizontale nach unten gerichtet ist, und sie verhindert das Drehen der Vorderseite der Pistole weiter nach unten, sogar wenn der Schwerpunkt der Pistole vor ihrer Befestigung an der Befestigungsplatte 38 liegt. Das Positionieren des Spindelteiles 32 in der Nut 45 kann die Pistole 11 in dieser nach unten zeigenden 30°-Position wirksam halten, selbst wenn das Kugelteil 31 aus dem Eingriff mit dem Flansch 22 und der Kappe 33 kommt, so dass das Positionieren der Pistole selbst dann beibehalten wird, wenn der Bediener die Befestigungsanordnung nicht ausreichend fest zieht.

Alternativ kann sich die Öffnung 39 senkrecht zur Achse der Pistole statt in einem Winkel von 60° in Bezug auf die Achse der Pistole erstrecken. Dieses würde erlauben, die Pistole in einer feststehenden horizontalen Position zu halten, wenn die Befestigungsanordnung sich löst oder nicht ausreichend festgezogen ist.

Die Position der Pistole wird durch den Eingriff der scharfen runden Kanten 29 und 34 des Flansches 22 bzw. der Kappe 33 mit dem Kugelteil 31 fest gestellt. Der Eingriff wird dadurch hergestellt, dass die manuelle Einstellhülse 24 gedreht wird. Die Hülse 24 ist grundsätzlich ein Griff, der an der Kappe 33 festgeschraubt ist, wobei der Flansch 22 dazwischen eingeschlossen ist, so dass das Drehen der Hülse 24 das Gewinde an der Hülse 24 mit dem passenden Gewinde an der Kappe 33 in Eingriff bringt und die Hülse in Längsrichtung entlang der Stange in Bezug auf die Kappe 33 bewegt. Die Hülse 24 hat eine so ausreichende Länge, dass eine Person einen ausreichenden Griff um sie herum beibehalten und sie drehen kann. Wenn die Hülse 24 in eine Richtung gedreht wird, wird die Kappe 33 zur Hülse 24 gezogen und das Kugelgelenk 30 wird zwischen der Kappe 33 und dem Flansch 22 enger anliegend gehalten, was den Flansch und die Kappe in Eingriff mit dem Kugelteil 31 drückt. Wenn die Hülse 24 in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, bewegt sich die Kappe 33 von der Hülse 24 weg, wobei sie das Kugelteil 31 freigibt und die Einstellung der Position der Pistole 11 erlaubt. An der Innenfläche der Hülse 24 zwischen der Hülse und der Stange 12 ist ein O-Ring 47 vorgesehen, um das Heruntergleiten der Hülse von der Stange zu verhindern, wenn die Hülse aus dem Eingriff mit der Kappe 33 ist. Der O-Ring 47 sorgt auch für Widerstand beim Drehen der Hülse 24, um das „Gefühl" für die Hülse zu verbessern, wenn sie von dem Bediener benutzt wird.

Die Einstellhülse 24 ist vorzugsweise aus Kunststoff, um den Pulveraufbau auf ihrer Oberfläche zu minimieren, die Hülse 24 kann jedoch aus Metall oder einem anderen geeigneten Material sein. Wie in den Zeichnungen gezeigt ist, ist die Hülse 24 zylindrisch mit einer relativ glatten Außenfläche; die Hülse 24 könnte jedoch rechteckig oder sechseckig sein oder könnte Abflachungen haben, die in die Außenfläche gefräst sind, um eine griffige Fläche vorzusehen. Abflachungen auf der Außenfläche oder eine gerändelte Außenfläche würde die Hülse 24 leichter greifbar und drehbar machen, insbesondere, wenn die Außenfläche vom darauf abgelagerten Pulver schlüpfrig ist. Solche Oberflächen würden die Hülse allerdings auch schwieriger zu reinigen machen.

Die ABI-Sonde 44 wird durch die leitfähige Pistolenbefestigungsanordnung 10 und die Befestigungsstange 12 geerdet, die gewöhnlich in einer Spritzkabine geerdet ist. Insbesondere wird von der ABI-Sonde 44 durch die Befestigungsplatte 38, in der die Sonde angeordnet ist, durch das Kugelgelenk 30, das durch die Stellschraube 41 an der Befestigungsplatte befestigt ist, und durch den Flansch 22 und die Kappe 33, die mit dem Kugelgelenk ineinander greifen, zur Befestigungsstange 12, die durch die Stellschraube 23 am Flansch befestigt ist, ein Stromleitpfad vorgesehen. Der Zweck der ABI-Sonde 44 besteht darin, an der Ladeelektrode 16 der Spritzpistole 11 erzeugte Ionen aufzufangen. Die Sonde 44 erzeugt auch ein elektrisches Feld, das nach hinten auf die Sonde konzentriert ist, zusätzlich zu dem elektrischen Feld, das durch die Pistolenelektrode 16 erzeugt wird und das nach vorne auf das Teil konzentriert ist. Um die meisten der Ionen aus der Ladeelektrode der Pistole zu sammeln, sollte der Abstand zwischen der Spitze der Sonde und der Spitze der Ladeelektrode kleiner sein als der Abstand zwischen der Spitze der Ladeelektrode und dem zu spritzenden Teil. Wenn die Abstandsbeziehung beibehalten wird, ist das elektrische Feld zwischen der Ladeelektrode und der Sonde 44 stärker als das elektrische Feld zwischen der Ladeelektrode und dem Teil.

Durch Sammeln der Ionen mit der Sonde 44 statt ihr Auflagern auf dem Teil zuzulassen, kann das Aussehen der fertigen Oberfläche am Teil verbessert werden. Ohne die Anwendung der ABI-Sonde würde sich die Ladung auf der aufgetragenen Pulverschicht akkumulieren, wenn das Teil gespritzt wird, bis die lokale elektrische Feldstärke groß genug ist, um die Ionisation aus der Pulverschicht zu bewirken. Diese „Rück-Ionisation" könnte das aufgetragene Pulver stören und zu Kratern und anderen Fehlern in der ausgehärteten Schicht auf dem Teil führen. Durch Anwendung einer ABI-Sonde werden diese Krater und Fehler vermieden und eine glattere Beschichtung wird erzeugt. Da die ABI-Sonde die Ionen sammelt, statt das Sammeln auf dem Teil zuzulassen, können auf den Teilen dickere Beschichtungen erzeugt werden, weil ankommendes Pulver nicht so schnell durch das aufgetragene, aufgeladene Pulver abgestoßen wird. Die Anwendung der ABI-Sonde macht es auch leichter, eine zweite Schicht auf Teile aufzubringen, die zuvor beschichtet wurden, weil, wie zuvor dargestellt wurde, es einen verringerten Ladungsaufbau auf dem Teil gibt.

Da das elektrische Feld, das von der Ladeelektrode der Pistole zum Teil verläuft, aufgrund der ABI-Sonde stärker ist, sollte die Pistole eine gleichmäßiger dicke Beschichtung auf das Teil ohne eine dicke Schicht an den am dichtesten an der Pistole liegenden Rändern auftragen. Ohne die Sonde würden sich die elektrischen Feldlinien normalerweise an den am nächsten an der Pistole liegenden Rändern entlang konzentrieren und in diesen Bereichen könnte eine dicke Beschichtung resultieren. Das stärkere Feld, das aus der Anwendung der ABI-Sonde resultiert, sollte auch zu einer besseren Beschichtung der Faradayschen Käfigbereiche auf den Teilen resultieren, ohne durch ein starkes elektrisches Feld zu den dichtesten Rändern abgelenkt zu werden. Eine Pistole mit Koronaladung mit einer ABI-Sonde sollte ähnliche Spritzeigenschaften wie eine Pistole mit Reibungsladung haben, da eine Pistole mit Reibungsladung keine Hochspannungsladeelektrode besitzt, nicht so viele Ionen erzeugt und nicht so ein starkes elektrisches Feld zwischen der Pistole und dem Teil erzeugt.

Es können verschiedene Ausführungsformen der ABI-Sonde verwendet werden. Vorzugsweise ist die Sonde 44 ein einzelner Stab aus leitendem Material, der durch eine Stellschraube 49 in der Öffnung 43 gehalten wird, die sich durch die Befestigungsplatte 38 erstreckt. Beide Enden der Sonde 44 sind in einer Halbkugelform abgerundet. Da sich die Öffnung 43 vollständig durch die Befestigungsplatte 38 erstreckt, kann die Sonde 44 in jeder gewünschten Position gehalten werden, wobei sich eine unbenutzte Länge der Sonde von der Rückseite der Befestigungsplatte erstreckt. Die Sonde 44 kann zum Beispiel 25,4 cm (10 inches) lang gemacht werden, so dass sich die Sonde, wenn 2,54 cm (1 inch) der Sonde in der Öffnung 43 in der Befestigungsplatte 38 angeordnet sind, 22,9 cm (9 inches) von der Befestigungsplatte erstreckt, oder so, dass sich, wenn sich 6,35 cm (2,5 inches) der Sonde durch die Öffnung 43 erstrecken, bis zu 7,62 cm (3 inches) der Sonde von der Rückseite der Befestigungsplatte erstrecken, sich die Sonde nicht weiter als 11,43 cm (4,5 inches) von der Befestigungsplatte erstrecken kann. Die Länge der Sonde kann auch durch Vorsehen eines Satzes unterschiedlich langer Sonden verändert werden, so dass der Abstand durch Entfernen einer Sonde mit einer Länge und Ersetzen durch eine andere Sonde mit einer unterschiedlichen Länge eingestellt werden könnte.

Wie in 5 gezeigt ist, könnte alternativ eine Sonde 44' vorgesehen sein, die einen oder mehrere gerade Abschnitte 51 und 52 und einen abgerundeten Spitzenabschnitt 53 umfasst. Einer der geraden Längenabschnitte 51 kann relativ lang sein, wie zum Beispiel 15,88 cm (6¼ inches), um die Nennlänge der ABI-Sonde 44' zu bilden. Der andere der geraden Längenabschnitte 52 kann eine Verlängerung sein, die verwendet wird, wenn eine längere Sonde notwendig ist. Jeder Verlängerungsabschnitt 52 kann ungefähr 2,54 cm (1 Inch) lang sein, und eine oder mehrere dieser Verlängerungen 52 kann mit dem Basisabschnitt 51 angewandt werden. Der Spitzenabschnitt 53 ist an dem Ende des Basisabschnittes 51 oder des letzten Verlängerungsabschnittes 52 befestigt, um eine abgerundete Spitze vorzusehen. Die Abschnitte 51 und 52 haben jeweils mit Gewinde versehene Verbindungsteile an jedem Ende, mit einem Außengewindeteil an einem Ende und einem Innengewindeteil an dem anderen Ende. Der Abschnitt 53 hat ein Außengewindeverbindungsteil an einem Ende und eine Spitze am anderen Ende. Eine Öffnung an der Vorderfläche der Befestigungsplatte 38 kann eine Innengewindeverbindung für ein Ende des Basisabschnittes 51 zur Verfügung stellen. Die Abschnitte 51, 52 und 53 können somit zusammengeschraubt werden, um eine Sonde 44' zu erzeugen, die die gewünschte Länge besitzt, um die gewünschte Wirkung zu erzeugen, und die Sonde wird so befestigt, dass sie sich von der Befestigungsplatte 38 erstreckt. Die Sondenabschnitte 51, 52 und 53 sind aus einem festen und hochleitfähigen Material, wie zum Beispiel Messing oder Aluminium.

Andere Sondenkonstruktionen sind ebenfalls möglich. Zum Beispiel könnte die ABI-Sonde in einer Teleskopkonstruktion hergestellt sein, ähnlich solchen, die für einziehbare Antennen verwendet werden. Als eine weitere Alternative könnte die Sonde anstelle der Anwendung der Stellschraube 49 zum Halten der Sonde 44 in der Öffnung 43 ein Außengewinde über ihre Länge besitzen, das mit dem Innengewinde in der Bohrung ineinander greift, so dass der Anwender die wirksame Länge der Sonde einfach durch Drehen der Sonde in Uhrzeigerrichtung oder entgegen der Uhrzeigerrichtung einstellen könnte. Die Sonde kann außerdem in gleichmäßigen Abständen über ihre Länge Kennzeichnungen besitzen, zum Beispiel in Stufen von 1,27 cm (½ inch) oder 2,54 cm (1 inch), so dass, wenn die wirksame Länge der Sonde eingestellt ist, der Anwenden die Länge der Sonde leicht ermitteln würde und in der Lage wäre, die Sonde wiederholt in dieser Position anzuordnen.

Obwohl die ABI-Sonde 44 vorzugsweise an der Befestigungsplatte 38 befestigt ist, wie es in 1 gezeigt ist, kann die Sonde alternativ direkt am Pistolenkörper an einer anderen Stelle als die, an der die Pistolenbefestigungsanordnung 10 an der Pistole befestigt ist, befestigt werden. Für manuell betätigte Spritzpistolen kann die Sonde zum Beispiel an einer Halterung befestigt sein, die an der Seite oder am Oberteil der Pistole befestigt ist. Es können verschiedene Befestigungsstellen für die ABI-Sonde verwendet werden. Es ist jedoch wichtig, dass die Sonde ausreichend geerdet ist, um den Anti-Back-Ionisationseffekt zu erreichen.


Anspruch[de]
  1. Elektrostatische Spritzpistolenanordnung zum Spritzen eines Beschichtungsmateriales auf Teile, umfassend eine Spritzpistole (11) mit einem länglichen Körper (13) mit einer Längsachse, eine mit dem Körper (13) verbundene Zuführung (14) des Beschichtungsmateriales und eine Elektrode (16) zum Aufladen des Beschichtungsmateriales, und eine Anti-Back-Ionisationseinrichtung (44, 44'), die mittels eines am hinteren Teil des Pistolenkörpers (13) an einer Befestigungsstelle befestigten Befestigungselementes (38) am Pistolenkörper (13) befestigt ist, wobei die Anti-Back-Ionisationseinrichtung (44, 44') sich außerhalb der Pistole an der Außenseite des Pistolenkörpers entlang erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Anti-Back-Ionisationseinrichtung eine Sonde (44, 44') ist, die in Bezug auf das Befestigungselement (38) und somit auch in Bezug auf seine Befestigungsstelle einstellbar ist.
  2. Elektrostatische Spritzpistolenanordnung gemäß Anspruch 1, bei der die Anti-Back-Ionisationssonde (44, 44') auf einem anderen Potential als die Aufladungselektrode (16) gehalten wird, und bei der die Position der distalen Spitze der Anti-Back-Ionisationssonde in Bezug auf die Befestigungsstelle einstellbar ist.
  3. Elektrostatische Spritzpistolenanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Sonde (44, 44') eine einstellbare Länge besitzt.
  4. Elektrostatische Spritzpistolenanordnung gemäß Anspruch 3, bei der die Sonde ein länglicher Stab (44) ist und an verschiedenen Stellen entlang der Länge des Stabes an der Befestigungsstelle befestigt werden kann, um die Position der Anti-Back-Ionisationssonde in Bezug auf die Aufladungselektrode (16) einzustellen.
  5. Elektrostatische Spritzpistolenanordnung gemäß Anspruch 3, bei der die Sonde (44') aus Abschnitten (51, 52, 53) gebildet wird, die zusammen- und auseinander gebaut werden können, um die Länge der Sonde zu verändern.
  6. Elektrostatische Spritzpistolenanordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die außerdem eine an der Pistole (11) befestigte und die Pistole an einer Befestigungsstange (12) befestigende Pistolenbefestigungsanordnung (10) umfasst.
  7. Elektrostatische Spritzpistolenanordnung gemäß Anspruch 6, bei der die Sonde (44, 44') dadurch am Pistolenkörper (13) befestigt ist, dass sie direkt an der Befestigungsanordnung (10) befestigt ist.
  8. Elektrostatische Spritzpistolenanordnung gemäß Anspruch 6 oder 7, bei der die Pistolenbefestigungsanordnung ein Kugelgelenk (22, 31, 33) umfasst, dass an einem Ende an der Stange (12) befestigt ist und am anderen Ende an der Pistole (11) befestigt ist, und bei der sich eine Einstellhülse (24) an der Außenseite der Stange (12) entlang erstreckt, wobei die Hülse (24) am Kugelgelenk befestigt und so angepasst ist, dass sie die Pfanne (22, 33) um die Kugel (31) herum festzieht, wenn die Hülse (24) gedreht wird, um die Pistole (11) in einer gewünschten Position in Bezug auf die Stange (12) festzuhalten.
  9. Elektrostatische Spritzpistolenanordnung gemäß Anspruch 8, bei der die Einstellhülse (24) die Stange (12) über einen Teil der Stangenlänge vollständig umgibt.
  10. Elektrostatische Spritzpistolenanordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, die außerdem eine Befestigungsplatte (38) umfasst, die das andere Ende des Kugelgelenks an der Pistole befestigt.
  11. Elektrostatische Spritzpistolenanordnung gemäß Anspruch 10, bei der das Befestigungselement, an dem die Anti-Back-Ionisationssonde (44, 44') befestigt ist, die Befestigungsplatte (38) umfasst.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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