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Dokumentenidentifikation DE60106617T2 01.12.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001303356
Titel UNIPOLARE PULVERBESCHICHTUNGSSYSTEME MIT VERBESSERTER REIBUNGSAUFLADUNG UND KORONAPISTOLEN
Anmelder Nordson Corp., Westlake, Ohio, US
Erfinder SANNER, Ross, Michael, Amherst, US;
REHMAN, R., William, Vermilion, US;
LADER, J., Harry, Lakewood, US;
MESSERLY, W., James, Stow, US;
CRUM, W., Gerald, Elyria, US;
KNOBBE, John, Alan, Loveland, US;
GUSKOV, Sergey, Jonesboro, US
Vertreter Eisenführ, Speiser & Partner, 28195 Bremen
DE-Aktenzeichen 60106617
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, IT, LI, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 09.07.2001
EP-Aktenzeichen 019546266
WO-Anmeldetag 09.07.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/US01/21572
WO-Veröffentlichungsnummer 0002004127
WO-Veröffentlichungsdatum 17.01.2002
EP-Offenlegungsdatum 23.04.2003
EP date of grant 20.10.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.12.2005
IPC-Hauptklasse B05B 5/047

Beschreibung[de]
Anwendungsgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft Pulverbeschichtungssysteme, die Korona- und triboelektrisch aufladende Pulverspritzpistolen verwenden, um Pulver zum Auftrag auf einem Substrat elektrostatisch aufzuladen.

Hintergrund der Erfindung

Es gibt zwei Grundarten von Pulverspritzpistolen, die gewöhnlich zum elektrostatischen Pulverspritzbeschichten von Produkten verwendet werden. Die gebräuchlichste Art der Spritzpistole ist der Koronatyp, der eine Hochspannungsladungselektrode besitzt, die eine Korona zum Aufladen des Pulvers erzeugt. Typischerweise sind Koronapistolen so konstruiert, dass sie das Pulver negativ aufladen. Ein Hauptnachteil von Koronapistolen besteht darin, dass sie infolge des durch die Koronaelektrode erzeugten starken elektrostatischen Feldes oder Faraday-Käfig-Effektes die Innenecken der Teile nicht gut beschichten. Ein zweiter Nachteil von Koronapistolen besteht darin, dass infolge der Bildung freier Ionen eine Rückionisierung auftreten kann, die auf dem zu beschichtenden Teil zu Gasporen oder einer Orangenschalen-Oberfläche des zu beschichtenden Teiles führt. Ein weiterer Nachteil dieser Art von Pistolen besteht darin, dass die Systemkomponenten, wie die Düse und der Diffusor, als auch die Pulverzuführungssystemkomponenten, wie die Pumpe, der Vorratsbehälter und andere in Kontakt mit dem Pulverzuführungssystem stehende Teile normalerweise aus Materialien wie Polyethylen oder Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt sind. Während diese Materialien den Vorteil der geringen Aufprallschmelzverbindung haben, besteht der Nachteil des positiven Aufladens des Pulvers, was den negativen Koronaladeprozess beeinträchtigen kann, weil die endgültige oder maximale Aufladung des Pulvers verringert wird. Des Weiteren ist oft eine größere Spannung erforderlich, um der positiven Aufladung des Systems entgegenzuwirken. Außerdem kann diese positive triboelektrische Aufladung den Ausfall der Pulverförderkomponenten verursachen, wie des Schlauches, der die Pumpe mit der Spritzpistole verbindet.

Ein zweiter Pistolentyp, der ebenfalls häufig verwendet wird, ist eine triboelektrisch aufladende Pistole, in der das Pulver durch Reibungskontakt mit den Innenflächen der Pistole aufgeladen wird. Ein Vorteil von triboelektrischen Pistolen besteht darin, dass das Pulver leicht in Ecken von zu beschichtenden Teilen eindringen kann, weil die Pistole kein starkes elektrisches Feld wie eine Koronaentladepistole erzeugt.

Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung

Die Erfindung stellt neue elektrostatische Pulverbeschichtungspistolen und Systemkomponenten zur Verfügung, in denen Pulver vorab auf die selbe Polarität aufgeladen wird wie eine Aufladung durch die Pulverspritzpistole, um die Aufladung und den Übertragungswirkungsgrad zu erhöhen und zu verbessern. Es werden auch neue Pulverbeschichtungsverfahren beschrieben.

Die EP-A 0 627 265 offenbart eine Spritzpistole zum elektrostatischen Farbauftrag unter Anwendung der Reibungsaufladung, umfassend einen Pistolenkörper, der an einem Ende einen Farbeinlass um anderen Ende einen Farbauslass besitzt, sowie einen Aufladungsabschnitt, der mindestens ein nicht leitendes Harzrohr und einen Voraufladungsabschnitt umfasst, der zwischen dem Farbeinlass und dem Aufladungsabschnitt vorgesehen ist, und einen nicht leitfähigen Harzring enthält, wobei der Voraufladungsabschnitt ferner ein Strömungselement aufweist, in dem eine Anzahl von Löchern ausgebildet ist, die sich nach außen und vorne erstrecken, um das durch den Farbeinlass zugeführte Farbpulver in einer verwirbelten und fein verteilten Strömung auf die Innenwandoberfläche des nicht leitenden Ringes zu richten.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung für Pulverspritzbeschichtungsmaterial vorgesehen, die einen Pulverströmungsweg besitzt, wobei der Pulverströmungsweg eine Aufladungsfläche zum triboelektrischen Aufladen des Pulverbeschichtungsmateriales besitzt, das in Kontakt mit der Aufladungsfläche kommt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Luftströmungsweg umfasst, der sich wie die Aufladungsfläche erstreckt und von dieser beabstandet ist, wobei der Luftströmungsweg durch eine Wand begrenzt ist, die einen oder mehrere durch die Wand hindurch ausgebildete Luftkanäle besitzt, wobei die Luftkanäle in Strömungsverbindung mit einer Druckluftquelle stehen.

Die Aufladungsfläche kann ein negativ triboelektrisch aufladendes Material umfassen, das aus Polyamidharzmischungen, faserverstärkten Polyamiden, Aminoplastharzen und Acetalpolymeren ausgewählt ist.

In einer Ausführungsform besitzt der Pulverströmungsweg eine erste Aufladungsfläche zum triboelektrischen Aufladen von mit der ersten Aufladungsfläche in Kontakt kommendem Pulverbeschichtungsmaterial, wobei die erste Aufladungsfläche ein triboelektrisch aufladendes Material umfasst, das eine erste Aufladungspolarität besitzt, wobei die Vorrichtung darüber hinaus eine Komponente umfasst, durch die ebenfalls Pulverbeschichtungsmaterial strömt, wobei die Komponente eine zweite Aufladungsfläche besitzt, die ebenfalls ein triboelektrisch aufladendes Material mit der ersten Aufladungspolarität besitzt.

In einer weiteren Ausführungsform hat die Vorrichtung eine Elektrode zum Aufladen des Pulverbeschichtungsmaterials auf eine erste Aufladungspolarität und die Aufladungsfläche umfasst ein triboelektrisch aufladendes Material, das die erste Aufladungspolarität besitzt.

Die Vorrichtung kann einen Körper umfassen, der eine Innenbohrung, ein in der Innenbohrung angeordnetes Abriebrohr und einen zwischen der Innenbohrung und dem Abriebrohr vorgesehenen offenen Kanal besitzt, wobei durch das Abriebrohr mindestens ein Luftstrahlkanal vorgesehen ist. Der Luftstrahlkanal stellt eine Strömungsverbindung zwischen dem offenen Kanal und dem Inneren des Abriebrohres zur Verfügung. Das Abriebrohr besitzt die Aufladungsfläche zum triboelektrischen Aufladen des in Kontakt mit der Aufladungsfläche kommenden Pulverbeschichtungsmaterials. Der offene Kanal steht in Strömungsverbindung mit einer Druckluftquelle, wobei Druckluft vom offenen Kanal durch den Luftstrahlkanal in das Innere des Abriebrohres strömt, um den Strom des Pulverbeschichtungsmaterials durch das Abriebrohr zu beeinflussen.

Diese und andere Aspekte der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben.

Figurenbeschreibung

1 ist eine Schnittansicht einer triboelektrisch aufladenden Pistole, die die neuen unkonventionellen Materialien der Erfindung enthält;

2 ist eine Schnittansicht einer neuen erfindungsgemäßen, kurzläufigen triboelektrisch aufladenden Pistole;

3A bis 3D zeigen einen Teil des Einsatzes der Pistole aus 2, in dem die Luftdüsen in verschiedenen gegenüberliegenden Konfigurationen angeordnet sind;

4A zeigt eine Schnittansicht des Einsatzes der kurzläufigen triboelektrisch aufladenden Pistole aus 2 von hinten nach vorne gesehen, bei der die Luftdüsen nicht vertikal voneinander versetzt sind;

4B bis 4E zeigen Schnittansichten des Einsatzes der kurzläufigen triboelektrisch auf ladenden Pistole aus 2 von hinten nach vorne gesehen, bei der die Luftdüsen in einem senkrechten Abstand H vertikal voneinander versetzt sind;

5A und 5B zeigen jeweils eine Schnittansicht des Einsatzes der kurzläufigen triboelektrisch aufladenden Pistole aus 2 von hinten nach vorne gesehen, bei der ein erster Satz Luftdüsen, wie in 5A gezeigt, nicht von einem zweiten Satz stromabwärts liegender Luftdüsen, wie in 5B gezeigt, umlaufend versetzt sind;

5E bis 5F zeigen jeweils eine Schnittansicht des Einsatzes der kurzläufigen triboelektrisch aufladenden Pistole aus 2 von hinten nach vorne gesehen, bei der ein erster Satz Luftdüsen, wie in den 5C und 5E gezeigt, abwechselnd von einem zweiten Satz stromabwärts liegender Luftdüsen, wie in den 5D bzw. 5F gezeigt, versetzt ist;

5G und 5H zeigen jeweils eine Schnittansicht des Einsatzes der kurzläufigen triboelektrisch aufladenden Pistole aus 2 von hinten nach vorne gesehen, bei der ein erster Satz Luftdüsen, wie in 5G gezeigt, von einer einzigen stromabwärts liegenden Luftdüse, wie in 5H gezeigt, nicht abwechselnd versetzt ist;

6 zeigt eine Schnittansicht einer Koronapistole, die die neuen unkonventionellen Materialien der Erfindung integriert;

7 zeigt eine Schnittansicht einer flachen Spritzdüse, die die neuen unkonventionellen Materialien und einen oder mehrere Luftdüsen der Erfindung integriert;

8 ist eine Schnittansicht einer Pulverpumpe eines Pulverbeschichtungssystems, das die neuen unkonventionellen Materialien der Erfindung integriert.

9 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht eines Pulverbeschichtungssystems, das eine Korona- und triboelektrisch aufladende Pistole mit Aufladung des Pulvers auf die gleiche Polarität umfasst;

10 ist eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen triboelektrisch aufladenden Pistole, die Luftdüsen enthält;

10A ist eine Schnittansicht der in 10 gezeigten Pistole in Richtung 10A-10A;

11 ist eine Schnittansicht einer noch anderen alternativen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen triboelektrisch aufladenden Pistole, die in einem spiralförmigen Muster angeordnete Luftdüsen enthält;

11A ist eine Schnittansicht der in 11 gezeigten Pistole in Richtung 11A-11A;

12 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer triboelektrisch aufladenden Pistole unter Anwendung von Luftdüsen;

13 ist eine Schnittansicht einer modifizierten Version der Pistole in 12, die einen Abschnitt mit Luftdüsen und einen triboelektrischen Nachaufladungsabschnitt besitzt;

14 ist eine weitere Schnittansicht einer modifizierten Version der Pistole in 12, die einen Voraufladungsabschnitt mit Luftdüsen aufweist, dem ein triboelektrisch aufladender Abschnitt folgt;

15 und 16 sind Schnittansichten von zwei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Inside-Out-Pistole;

17 zeigt eine Ausführungsform einer luftstrahlinduzierten Pistole in einer konventionellen manuellen Spritzpistolenkonfiguration;

18A18D zeigen zusätzliche Ausführungsformen der Pistolenart aus 17 unter Anwendung unterschiedlicher Verlängerungslängen;

19 zeigt eine Inside-Out-Pistole in einer manuellen Pistolenkonfiguration;

20 zeigt eine Spritzpistole, die eine Inside-Out-Konfiguration mit einer Outside-In-Konfiguration enthält;

2124 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung von bevorzugten und alternativen Ausführungsformen

Die nachfolgende ausführliche Beschreibung von bevorzugten und alternativen Ausführungsformen ist in die folgenden Abschnitte eingeteilt. Abschnitt I gibt eine detaillierte Beschreibung einer neuen triboelektrisch aufladenden Pistole, die ein Pulver durch Reibungskontakt mit neuer Verwendung konventioneller Materialien auflädt, wie es nachfolgend ausführlich beschrieben wird. Abschnitt II gibt eine detaillierte Beschreibung einer neuen kurzläufigen, triboelektrisch aufladenden Pistole, die in Abhängigkeit von den für den Reibungskontakt mit den triboelektrisch aufladenden Flächen der Pistole ausgewählten Materialien Pulver auf eine positive oder negative Polarität aufladen kann. Die Abschnitte III und IV betreffen eine Koronapistole bzw. ein Pulverzuführungssystem, wobei die Koronapistole und das System Komponenten umfassen, die das Pulver durch Reibungskontakt des Pulvers mit triboelektrisch aufladenden Flächen, die aus dem gewünschten positiven oder negativen triboelektrisch aufladenden Material gebildet werden, auf die selbe Polarität wie die Koronapistole aufladen. Abschnitt V gibt eine detaillierte Beschreibung eines Pulverbeschichtungssystems, das Korona- und triboelektrisch aufladende Pistolen umfasst, die das Pulver auf die selbe Polarität aufladen, so dass die triboelektrisch aufladende Pistole in Verbindung mit der Koronapistole verwendet werden kann, um das selbe Werkstück zu beschichten. Abschnitt VI gibt schließlich eine detaillierte Beschreibung einer alternativen Ausführungsform der triboelektrisch aufladenden Pistole, die Luftdüsen verwendet.

I. Aus unkonventionellen Materialien aufgebaute, negativ triboelektrisch aufladende Pistole A. Unkonventionelle, negativ aufladende triboelektrische Materialien

Ein Teil dieser Erfindung ist die Entdeckung dessen, was nachfolgend hierin als „unkonventionelle, negativ aufladende triboelektrische Materialien" bezeichnet wird. Diese Materialien sind als Pulverkontaktflächen für negativ aufladendes Pulverbeschichtungsmaterial durch Reibungskontakt mit den Pulverkontaktflächen einer Pulverspritzpistole geeignet. Der Begriff „negativ aufladende triboelektrische Materialien" meint Materialien, die dem Pulver, wie zum Beispiel Pulverfarben, bei Reibungskontakt mit der Fläche der negativ triboelektrisch aufladenden Materialien eine negative Ladung verleiht.

Wie in dieser Anmeldung ausführlicher beschrieben wird, könnten die unkonventionellen, negativ aufladenden triboelektrischen Materialien als Innenflächen von triboelektrisch aufladenden oder Koronapulverspritzpistolen verwendet werden sowie als Spritzpistolenkomponenten und Pulverzuführungssystemkomponenten, wie beispielsweise der Diffusor, das Pulverrohr, der Zuführungsbehälter und die Pumpe, wie es ausführlicher im Abschnitt IV beschrieben ist. Obwohl die unkonventionellen, negativ aufladenden triboelektrischen Materialien grundsätzlich bekannt sind, sind sie bisher für den Einsatz in Spritzpistolen zum triboelektrischen Aufladen von Pulverbeschichtungsmaterialien nicht bekannt.

Die unkonventionellen negativ aufladenden triboelektrischen Materialien werden aus der Gruppe Polyamidmischungen, faserverstärkten Polyamidharzen, Aminoplastharzen, Acetalpolymeren oder einer Mischung daraus ausgewählt und sind unten ausführlicher beschrieben. Diese Materialien laden nicht nur gut negativ auf, sondern unterliegen auch nicht in dem Maße Aufprallschmelzverbindungsproblemen wie negativ triboelektrisch aufladende Materialien, die in der Vergangenheit verwendet wurden, wie beispielsweise Nylon.

1. Die Polyamidmischung

Die Polyamidmischung besteht aus einer Mischung aus einem Polyamidpolymer und einem zweiten Polymer, das aus der Gruppe bestehend aus: Polyethylen, Polypropylen, halogenisierte Kohlenwasserstoffharze und Mischungen daraus ausgewählt ist. Das Polyamidpolymer befindet sich vorzugsweise in einem Verhältnis von 50 bis 96 Gewichts-%, und insbesondere zwischen 70 und 90 Gewichts-% in der Polyamidmischung. Das zweite Polymer ist vorzugsweise von ungefähr 4 bis ungefähr 50 Gewichts-%, bevorzugter ungefähr 10 bis ungefähr 30 Gewichts-%, und am meisten bevorzugt von ungefähr 15 bis ungefähr 25 Gewichts-% in der Polyamidmischung vorhanden.

Das Halogenkohlenwasserstoffharz ist vorzugsweise ein fluoriertes Kohlenwasserstoffharz, wie zum Beispiel Polytetrafluorethylen (auch bekannt als PTFE); ein Copolymer aus Tetrafluorethylen und Hexafluoropropylen (auch bekannt als FEP); und ein Copolymer aus Tetrafluoroethylen und perfluoriniertem Vinylether (auch bekannt als PFA). Geeignete fluorierte Harze sind unter dem Handelsnamen TEFLON® von DuPont kommerziell erhältlich.

Das Polyamidpolymer in der Polyamidmischung ist vorzugsweise ein Nylon. Bevorzugte Sorten von Nylon sind Nylon 6/6, Nylon 6/12, Nylon 4/6 und Nylon 11. Eine geeignete Polyamidmischung besteht zu 20 % aus Polytetrafluorethylen und 80% Nylon 6/6, die unter dem Handelsnamen Lubricon RL 4040 von LNP Engineering Plastics, Division of ICI Advanced Materials, Exton, Pennsylvania, kommerziell erhältlich ist. Eine geeignete Mischung sind ungefähr 5% Polytetrafluorethylen und ungefähr 95% Nylon 6/6, die unter dem Handelsnamen Lubricon RL 4010 von LNP Engineering Plastics, Division of ICI Advanced Materials, Exton, Pennsylvania, kommerziell erhältlich ist.

Beispiel 1

Es wurden einzelne Scheiben aus einer Polyamid / Halogenkohlenwasserstoffharzmischung aus 20% Polytetrafluorethylen und 80% Nylon 6/6 hergestellt. Zum Vergleich wurden Probestücke aus herkömmlichem Material, das heißt Nylon und Teflon, hergestellt.

Durch Spritzen einer Pulverfarbe aus einer Flachsprühdüse mit einem Schlitz von 0,45 Inch mal 0,65 Inch (1,143 cm mal 0,165 cm) mit einer Luftströmungsgeschwindigkeit von 4 cubicfeet per minute (1887,8 cm3/Sekunde) auf eine Scheibe in einem 45°-Winkel wurde der relative Übertragungswirkungsgrad bestimmt. Das Pulver traf auf die Scheibe aus dem triboelektrisch aufladenden Material und wurde von der Scheibe auf ein geerdetes Metallziel abgelenkt. Das aus der Düse austretende Pulver hatte eine gemessene Anfangsladung von Null. Somit beruhte die gesamte Pulveraufladung auf dem Aufprall auf dem triboelektrischen Material. Die Menge des Pulvers, die an dem Zielobjekt haften blieb im Vergleich mit dem gesamten gespritzten Pulver ist als relativer Übertragungswirkungsgrad definiert. Normalerweise waren 50 Gramm des Polyesterepoxydpulvers der Ferro Corporation das für die Versuche verwendete Pulver. Da dieser Versuch zum relativen Übertragungswirkungsgrad durch einen einzelnen Abprall von einem Probestück durchgeführt wurde, werden die Werte wahrscheinlich niedriger sein als bei mehreren Kontakten unter Anwendung einer triboelektrisch aufladenden Pistole.

Das für die Auswertung verwendete Pulver war ein Polyesterepoxydpulver mit der Bezeichnung 153W-121 von der Ferro Corporation. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I gezeigt.

Beispiel 2

Einzelne Scheiben aus einer Polyamidmischung aus 5% PTFE und 95% Nylon 6/6 wurden hergestellt und der Übertragungswirkungsgrad wie in Beispiel 1 ausgewertet. Die Ergebnisse sind nachfolgend in Tabelle I gezeigt.

Der Vorteil der Anwendung der Polyamidmischungen in Pulverspritzpistolen besteht darin, dass sie die Pulveraufladung infolge einer erhöhten Entladung der triboelektrisch aufgeladenen Pistolenflächen erhöhen. Die größere Flächenentladung ist auf die inkompatiblen Polymere zurückzuführen, die eine Kriechstrecke zur Verfügung stellen, die in dem homogenen Polymer nicht vorhanden ist. Ein weiterer Vorteil der Anwendung dieser Polyamidmischungen ist, dass es eine reduzierte Feuchtigkeitsabsorption des Nylon stattfindet, wenn es mit PTFE oder Polyethylen gefüllt ist.

2. Das faserverstärkte Polyamidharz

Das faserverstärkte Polyamidharz besteht aus einem mit Polyaramidfasern gefüllten Polymer. Vorzugsweise beträgt das Polyamidpolymer ungefähr 50% bis 99%, bevorzugter ungefähr 85% bis ungefähr 95%. Vorzugsweise beträgt die Polyaramidfaser im Polyamidpolymer ungefähr 1 % bis ungefähr 50%, und bevorzugter ungefähr 5% bis ungefähr 15%.

Das Polyamidpolymer in dem faserverstärkten Polyamidharz ist vorzugsweise kommerziell erhältliches Polyamidpolymer. Geeignete Polyamide sind zum Beispiel Nylons.

Die Polyaramidfasern sind langkettige synthetische aromatische Polyamide, in denen mindestens 85% der Amidverbindungen direkt mit zwei aromatischen Ringen verbunden sind. Eine geeignete Polyaramidfaser ist ein Poly (P-Phenylen-Terephthalamid), das unter dem Handelsnamen KEVLAR® von DuPont kommerziell erhältlich ist. Die Polyaramidfaser, Poly (m-Phenylen-Terephthalamid), die unter dem Handelsnamen Nomex von DuPont kommerziell erhältlich ist, wird weniger bevorzugt. Beispiele anderer Polyaramidfasern sind ein Polymer mit Polymereinheiten aus P-Aminobenzydrazid und Terephthaloylchlorid; ein geeignetes derartiges Polymer ist unter dem Handelsnamen PABH-T X-500 von Monsanto kommerziell erhältlich.

Ein geeignetes faserverstärktes Polyamidharz besteht zu 10% aus KEVLAR® und zu 90% aus Nylon 6,6, das unter dem Handelsnamen Lubricon RA von LNP Engineering Plastics, Division of ICI Advanced Materials, Exton, Pennsylvania, erhältlich ist.

Beispiel 3

Einzelne Scheiben des faserverstärkten Polyamidharzes wurden hergestellt. Zum Vergleich wurden ebenfalls Probestücke aus herkömmlichem, keine Fasern enthaltenden Nylon und Teflon hergestellt. Der relative Übertragungswirkungsgrad wurde wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I gezeigt.

Tabelle I

Trotz der Tatsache, dass die KEVLAR®-Tow-Faser das Pulver in dem Vergleichsbeispiel positiv auflädt, führt überraschenderweise die Zugabe einer derartigen Faser zu dem negativ aufladenden Nylon zu einem erhöhten relativen Übertragungswirkungsgrad.

3. Die Aminoplastharze

Die Aminoplastharze umfassen polymerisierte Einheiten eines Aminmonomers und eines Aldehydmonomers. Bevorzugte Aminoplastharze sind Anilinformaldehydharze, Harnstoff-Formaldehydharze und Melaminformaldehydharze. Die Aminoplastharze umfassen ferner optional Cellulose, wie beispielsweise Alphacellulose und Pigmente.

Mit Alphacellulose gefüllte Melaminformaldehydharze mit geeigneter Abformqualität sind unter dem Handelsnamen Perstorp 752026 Weißmelamin oder Perstorp 775270 Rotmelamin von Perstorp Compounds, Inc., Florence, Massachusetts, kommerziell erhältlich. Ein weiteres geeignetes Melaminharz ist ein Melaminphenol-Formaldehydcopolymer, das unter dem Handelsnamen Plenco 00732 von Plenco Plastics Engineering Company in Sheboygan, Wisconsin, kommerziell erhältlich ist.

Ein weiteres geeignetes Melaminharz ist ein Melaminformaldehydpolymer, Perstorp 752-046, das von Perstorp Compounds, Inc. in Florence, Massachusetts, erhältlich ist.

Beispiel 4

Es wurden einzelne Scheiben des Weißmelamin-Formaldehyharzes Perstorp 752026, das mit Alphacellulose gefüllt ist, beschafft. Zum Vergleich wurden auch Scheiben aus herkömmlichen Nylon 6/6 hergestellt. Der relative Übertragungswirkungsgrad wurde wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II gezeigt.

Beispiel 5

Es wurden einzelne Scheiben des Rotpfefferkornmelaminformaldehydharzes Perstorp 775270, das mit Alphacellulose gefüllt ist, beschafft. Zum Vergleich wurden auch Scheiben aus herkömmlichen Nylon hergestellt. Der relative Übertragungswirkungsgrad wurde wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II gezeigt.

Beispiel 6

Es wurden einzelne Scheiben des Melaminphenolformaldehydharzes Plenco 00732 beschafft. Zum Vergleich wurden auch Scheiben aus herkömmlichen Nylon hergestellt. Der relative Übertragungswirkungsgrad wurde wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II gezeigt.

Beispiel 7

Es wurden einzelne Scheiben des Weißmelaminformaldehydharzes Perstorp 752-046 beschafft. Zum Vergleich wurden auch Scheiben aus herkömmlichen Nylon hergestellt. Der relative Übertragungswirkungsgrad wurde wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle II gezeigt.

Tabelle II Relativer Übertragungswirkungsgrad von Ferro 153W-121 beim Kontakt mit Aminoharz-Probestücken
Beispiele 8 bis 10

Es wurde eine kurzläufige triboelektrische Pistole, wie sie in Abschnitt II hierin beschrieben und in 2 gezeigt wird, hergestellt, wobei die Innenflächen der Pistole, insbesondere die Innenflächen des Pulverrohreinsatzes und der Flachspritzdüse, aus Rotpfefferkorn-Melaminformaldehyd hergestellt wurden, das als Perstorp 775270 von Perstorp Compounds Inc., Florence, Massachusetts bezeichnet wird. Die in dem Versuch verwendete Pistole hatte zwei Paare Luftdüsen und zwei Elektroden. Die Luftdüsen wurden von der Mittellinie, die senkrecht zur Längsachse ist, um einen Düsendurchmesser versetzt, und der zweite Satz Luftdüsen wurde in Bezug auf den ersten Satz Luftdüsen um 5 Grad um die Längsachse gedreht. Der Winkel der Luftdüsen betrug 90 Grad.

Der relative Übertragungswirkungsgrad wurde durch Spritzen einer festgelegten Pulvermenge auf ein Zielobjekt bestimmt, das sich senkrecht zu der Sprühpistole mit einer Geschwindigkeit von 10 Fuß pro Minute (3,048 m/min) bewegt. Das Pulver in der Sprühpistole war ein als 153W-121 bezeichnetes Epoxydpolyesterpulver von Ferro Corporation. Die Ergebnisse sind nachfolgend dargestellt.

Tabelle III
4. Acetalharze

Das Acetalharz ist ein technisches thermoplastisches Polymer aus Polyoxymethylen. Das Acetalharz ist ein Homopolymer oder ein Copolymer. Das Acetalharz ist optional mit Polytetrafluorethylen, Polytetrafluoroethylenfasern und Polyethylen oder anderen Polymeren oder Zusätzen kombiniert. Geeignete Acetalhomopolymere sind unter der Marke Delrin® von E.I. DuPont de Nemours & Co., in Wilmington, Delaware, kommerziell erhältlich. Ein geeignetes Beispiel ist ein Acetalhomopolymerharz mit 20% Teflon-PTFE-Fasern und ist unter dem Handelsnamen Delrin AF kommerziell erhältlich. Ein Vorteil dieses Materials ist, dass elektrische Schläge an Bedienern, die diese Pistole benutzen, aufgrund einer gespeicherten Kapazität seltener sind als bei anderen getesteten Materialien.

Ein geeignetes modifiziertes Copolymerharz ist ein Acetalcopolymer, das mit einem Polyethylen mit extrem hohem Molekulargewicht (UHMWPE) modifiziert ist, das unter dem Handelsnamen Ultraform® N2380X von BASF Corp., Parsippany, New Jersey, kommerziell erhältlich ist. Ein weiteres geeignetes Acetalcopolymer ist unter dem Handelsnamen Celcon® von Hoechst Celanese Corp. in Chatam, New Jersey, kommerziell erhältlich.

Beispiel 11

Es wurde eine kurzläufige triboelektrisch aufladende Pistole, wie sie nachfolgend in Abschnitt II beschrieben und in 2 gezeigt ist, hergestellt, wobei die Innenflächen der Pistole, insbesondere die Innenflächen des Einsatzes, aus Acetalpolymer Delrin 150 von DuPont hergestellt wurden.

Das Pulver in der Sprühpistole war ein als 153W-121 bezeichnetes Epoxidpolyesterpulver von der Ferro Corporation, oder ein als 153W-281 bezeichnetes Polyester / Urethanpulver von Ferro Corporation. Der Übertragungswirkungsgrad wurde wie in den Beispielen 8 bis 10 bestimmt. Die Ergebnisse sind nachfolgend dargestellt.

Die Übertragungswirkungsgradergebnisse betragen bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,5 g/s ungefähr 62% für beide Pulver, wie es unten in Tabelle IV gezeigt ist.

Tabelle IV

Ein Vorteil dieser Acetalharze ist, dass sie spritzgegossen werden können, was es ermöglicht, eine kostengünstige Pulverspritzpistole herzustellen. Die Ergebnisse des relativen Übertragungswirkungsgrades für das Delrin-Acetalharz waren überraschend und unerwartet, weil das Delrin-Harz keine Stickstoffatome enthält, die normalerweise in negativ ladenden Materialien wie Nylon und Melaminen gefunden werden. Es wurde auch entdeckt, dass die Präsenz von PTFE-Fasern in dem Delrin-Acetalharz, wie beispielsweise dem Delrin-AF-Acetalharz, zu einer Zunahme beim Übertragungswirkungsgrad über dem Delrin-Acetalharz führte.

B. Negativ triboelektrisch aufladende Pistole mit unkonventionellen Materialien

Bezugnehmend auf 1 ist dort eine triboelektrisch aufladende Pulverspritzpistole 10 zur Anwendung in dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Pistole 10 umfasst einen Pistolenkörper 12 mit einer sich dort hindurch erstreckenden mittigen Öffnung. Die Pistole 10 kann von einer geeigneten Pistolenbefestigungsanordnung getragen werden, die den Fachleuten bekannt ist. Die Pistole 10 umfasst einen Pulverzuführungsabschnitt 20, einen triboelektrisch aufladenden Abschnitt 30 und einen Spritzkopfabschnitt 40 an einem Auslassende der Pistole.

Der triboelektrisch aufladende Abschnitt 30 der Pistole umfasst einen inneren Kern 34, der innerhalb eines äußeren Zylinders 32 angeordnet ist, in dem die Flächen 34a, 32a zusammenwirken, um einen ringförmigen Ladeweg für das durch den Ladeweg der Pistole strömende Pulver bereitzustellen. Wie in 1 gezeigt ist, können die Flächen 34a, 32a optional eine wellige oder unebene Fläche aufweisen, so dass der ringförmige Spalt einen gewundenen Weg für das Pulver bereitstellt, wodurch der Pulverkontakt mit den Flächen 34a, 32a verbessert wird, so dass das Pulver aufgeladen wird.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen einige oder alle Pulverkontaktflächen der Pistole aus einem Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die umfasst: eine Polyamidmischung, ein faserverstärktes Polyamidharz, ein Acetalpolymer, ein Acetalpolymerhomopolymer, ein Copolymer, vorzugsweise gefüllt mit PTFE-Fasern (nachfolgend gemeinsam als Acetylpolymer bezeichnet), ein Aminoplastharz oder Mischungen daraus. Dieses sind die unkonventionellen, negativ aufladenden, triboelektrischen Materialien dieser Erfindung, die als gut aufladend ermittelt wurden. Somit kann die Pulverkontaktfläche mit dem vorstehend erwähnten Material beschichtet werden, oder die entsprechende Komponente mit der Pulverkontaktfläche kann insgesamt oder teilweise aus den vorstehend erwähnten Materialien hergestellt werden. Wie in 1 gezeigt ist, können somit die Pulverkontaktflächen des äußeren Zylinders 32, des inneren Kerns 34 und der Düse 40 aus einem Material sein, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die eine Polyamidmischung, ein faserverstärktes Polyamidharz, Acetalpolymer, Aminoplastharz oder Mischungen daraus enthält. Zusätzlich können die Pulverkontaktflächen der inneren Abriebhülse 38, der äußeren Abriebhülse 40, der Einlassabriebhülse 41, des Einlassverteilers 36, des Auslassverteilers 37 und der Auslassabriebhülse 42 mit einem Material beschichtet sein oder vollständig aus dem Material bestehen, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die eine Polyamidmischung, ein faserverstärktes Polyamidharz, Acetalpolymer, Aminoplastharz oder eine Mischung daraus umfasst. Andere, hierin nicht spezifisch bezeichnete Pulverkontaktflächen können die oben genannten Materialien enthalten.

Eine geerdete Elektrode 43, ein Entladungsring oder andere den Fachleuten bekannte Mittel (nicht gezeigt) können zum Abführen der Aufladung der Pulverkontaktflächen des inneren Kerns und des äußeren Zylinders verwendet werden. Die geerdete Elektrode oder der Entladungsring können sich in jeder Position befinden, die den Fachleuten bekannt ist.

Wie in 1 gezeigt ist, wird Pulver und die Förderluft zu dem Pulverzuführungsabschnitt 20 geführt. Pulver tritt aus dem Zuführungsabschnitt 20 in den Aufladungsabschnitt der Pistole ein und wird in den ringförmigen Ladeweg geführt, der zwischen dem inneren Kern 34 und dem äußeren Zylinder 32 angeordnet ist. Wenn das in Luft mitgeführte Pulver die Pulverkontaktflächen 32a, 34a des äußeren Zylinders 32 und des inneren Kerns 34 wiederholt kontaktiert, wird das Pulver triboelektrisch auf eine negative Polarität aufgeladen. Schließlich wird das triboelektrisch aufgeladene Pulver in einen Spritzkopfabschnitt 40 der Pistole ausgetragen. Dadurch, dass unkonventionelle, negativ aufladende, triboelektrische Materialien verwendet werden, wird das Pulver negativ aufgeladen, aber bei der Pistole gibt es keine inakzeptable Aufprallschmelzverbindung des Pulvers an der Aufladungsfläche.

II. Kurzläufige, triboelektrisch aufladende Pulverspritzpistole, die aus neuen, negativ triboelektrisch aufladenden Materialien hergestellt ist

Wie in 2 gezeigt ist, stellt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen kurzläufigen triboelektrisch aufladenden Pistole 200 eine neue Pulverspritzpistole mit relativ einfachem Aufbau und geringer Größe zur Verfügung, die Pulver durch den triboelektrischen Aufladungsprozess auflädt. Die Erfindung hat den Vorteil eines auswechselbaren Einsatzes 220, der für schnelle Farbwechsel des Pulvers einfach ausgetauscht werden kann. Ein wichtiger Vorteil der kurzläufigen triboelektrischen Pistole besteht darin, dass sie nicht die Nachteile von starken elektrischen Feldern oder Rückionisationsprobleme hat, die bei Koronapistolen auftreten. Die unten ausführlicher beschriebene Pistole kann ein Pulver positiv oder negativ aufladen. Die triboelektrische Pulverladungspistole, die generell mit 200 bezeichnet ist, hat vom Pulvereinlass zur Düsenspitze eine Gesamtlänge im Bereich von ungefähr einem bis zehn Inches (2,54 bis 25,4 cm), und bevorzugter im Bereich von einem bis sechs Inches (2,54 bis 15,24 cm), was wesentlich weniger als die Gesamtlänge von bekannten triboelektrisch aufladenden Pistolen ist, die normalerweise in der Länge von 14 – 36 Inches (35,56 – 91,44 cm) reichen.

Die Hauptkomponenten der Pistole sind ein Körper 210, ein Pulverrohreinsatz 220, der im Körper 210 eingebaut, und eine Düse 230, die ebenfalls im Körper 210 eingebaut oder auf andere Weise an diesem befestigt ist. Der Einsatz 220 und die Düse 230 bilden zusammen den Lauf der Pistole. Der Körper 210 kann aus einem beliebigen, konstruktiv geeigneten Material hergestellt sein. Der Körper 210 hat ein Einlassende 212 mit einer Öffnung, die so angepasst ist, dass sie einen Einsatz 220 aufnimmt, und ein Auslassende 214, das so angepasst ist, dass es die Düse 230 aufnimmt oder an diese anschließt. Zum manuellen Gebrauch kann am Körper 210 ein Handgriff oder Pistolengriff (nicht gezeigt) befestigt oder als integraler Bestandteil des Körpers 210 ausgebildet sein.

Der Pulverrohreinsatz 220 ist vorzugsweise ein zylindrisches Rohr mit einem inneren Pulverkanal 222. Der Innendurchmesser des Pulverkanals 222 kann vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0,25 Inches bis ungefähr 1,5 Inches (0,635 bis 3,81 cm) liegen, und beträgt vorzugsweise 0,5" (1,27 cm).

Es wird bevorzugt, dass der Einsatz 220 mittels herkömmlicher Verfahren austauschbar oder lösbar mit dem Körper verbunden ist. Bei einer Pistole mit negativer Polarität wird bevorzugt, dass der Einsatz 220 insgesamt aus den Materialien hergestellt ist oder eine mit den Materialien beschichtete Innenfläche 222 besitzt, die aus der Gruppe der Polyamide, vorzugsweise Nylon 6/6, einer Polyamidmischung, einem faserverstärkten Polyamidharz, Acetalpolymer, Aminoplastharz oder Mischungen ausgewählt werden. Für eine positiv aufladende Pistole kann der Einsatz 220 vollständig aus einem triboelektrisch aufladenden Material sein oder eine mit einem triboelektrisch aufladenden Material beschichtete Innenfläche 222 besitzen, wie zum Beispiel, jedoch nicht begrenzt auf, Fluoropolymere, insbesondere Polytetrafluoroethylen oder Mischungen daraus. Somit werden in Abhängigkeit von der Art des ausgewählten triboelektrisch aufladenden Materiales die Pulverpartikel beim Kontakt mit den inneren Pulverkontaktflächen des Einsatzes 220 negativ oder positiv aufgeladen.

Die Spritzpistole 200 kann ferner eine oder mehrere Luftdüsen 240 aufweisen, die im Innenkanal 222, 234 der Pistole vorgesehen sind. Die Luftdüsen 240 können innerhalb des Einsatzes 220 oder der Düse 230 angeordnet sein und sind zum Erzeugen von Turbulenz wirksam, die zu einer Erhöhung des Reibungskontaktes des Pulvers mit den Wänden 222 des Einsatzes 220 oder der Düse 230 führt. Luft oder andere Fluide (nachfolgend Luft) wird den Luftdüsen 240 über einen im Körper 210 ausgebildeten Luftkanal 250 zugeführt, der zu einer Kammer 252 um den Einsatz 220 oder die Düse herum (nicht gezeigt) führt. Eine oder mehrere Luftdüsen 240 führen von der Kammer 252 zum Pulverkanal 222, 234 im Einsatz 220 oder in der Düse 230 (nicht gezeigt).

Die Luftdüsen 240 können eine beliebige Öffnungsform aufweisen, wie zum Beispiel eine runde, rechteckige, quadratische oder ovale. Jede Luftdüsenquerschnittsfläche kann zwischen ungefähr 0,001 bis 0,03 Squareinches (0,0065 bis 0,194 cm2) liegen, was einer runden Öffnungsgröße von ungefähr 0,03 bis ungefähr 2 Inches (0,076 bis 0,508 cm) im Durchmesser entspricht. Bevorzugter kann jede Luftdüsenquerschnittsfläche im Bereich von ungefähr 0,003 bis ungefähr 0,005 Squareinches (0,0194 bis 0,0323 cm2) liegen (was einem runden Lochdurchmesser von ungefähr 0,06 bis ungefähr 0,08 Inches (0,152 bis 0,203 cm) entspricht). Am bevorzugtesten kann die Luftdüsenquerschnittsfläche ungefähr 0,0038 Squareinches (0,0245 cm2) betragen, was einem runden Öffnungsdurchmesser von ungefähr 0,07 Inches (0,178 cm) entspricht.

Wie in 2 gezeigt ist, definieren die Luftdüsen 240 in Bezug auf die Längsachse oder eine Einsatz- oder Düsenseitenwand des Innenkanals 222 einen Winkel &thgr; im Bereich von ungefähr 0 bis ungefähr 90 Grad, und bevorzugter im Bereich von ungefähr 45 bis ungefähr 90 Grad und am meisten bevorzugt von ungefähr 60 Grad.

Die Luftdüsen können in einer oder mehreren Gruppen von Luftdüsen mit demselben oder unterschiedlichen Durchmessern angeordnet sein. Eine Gruppe kann aus zwei oder mehr Luftdüsen bestehen, die entweder in einer gegenüberliegenden oder nicht gegenüberliegenden Anordnung angeordnet sein können. Die 3A3D zeigen alternative Konfigurationen der Anordnungen oberer und unterer Luftdüsen 240 des Einsatzes 220. 3A zeigt eine obere und untere Luftdüse 240, bei der sich die Luftströmung aus den Düsen auf der Längsachse (oder Mittellinie CL) schneidet. Sowohl die obere als auch die untere Luftdüse bildet mit der Einsatzseitenwand 222 einen Winkel von 45 Grad. 3B ist fast die gleiche Konfiguration wie 3A, außer dass der Mittelpunkt der oberen Luftdüse in Längsrichtung vom Mittelpunkt der unteren Luftdüse versetzt ist, was zu einer Luftströmung aus den Luftdüsen führt, die sich an einem von der Längsachse versetzten Punkt schneidet. 3C stellt dar, dass die Luftdüsen unterschiedliche Luftdüsenwinkel haben können, was zu einer Strömung aus den Luftdüsen führt, die sich an einem von der Längsachse versetzten Punkt schneiden. 3D zeigt, dass die obere und untere Luftdüse in Längsrichtung versetzt sein können und unterschiedliche Winkel haben können, wobei sie trotzdem zu einer Strömung aus den Düsen führen, die sich auf der Längsachse schneidet.

Wenn zwei oder mehr Luftdüsen verwendet werden, kann eine Luftdüse in Bezug auf die andere Luftdüse um einen Abstand H senkrecht zur Längsachse versetzt sein, wie es in den 4B4E gezeigt ist. Somit sind die Luftdüsen in den 4B4E durch Verändern der senkrechten (oder vertikalen) Abstände H in Bezug auf die Längsachse vertikal voneinander versetzt. Der Abstand H kann von 0 (keine Versetzung) wie in 4A gezeigt bis zu einem Durchmesser des Einsatzes wie in 4E gezeigt variieren.

Wie in den 5A bis 5H gezeigt ist, kann, wenn zwei oder mehr Gruppen von Luftdüsen verwendet werden, eine Gruppe der Luftdüsen in Bezug auf die erste Gruppe von Luftdüsen in Uhrzeigerrichtung oder entgegen der Uhrzeigerrichtung im Winkel um die Längsachse rotiert werden. Es wird bevorzugt, dass die stromabwärts liegende Gruppe von Luftdüsen im Winkel im Bereich von ungefähr 0 bis ungefähr 90 Grad in Bezug auf die erste Gruppe entweder in Uhrzeigerrichtung oder entgegen der Uhrzeigerrichtung rotiert wird. Die 5A, 5C, 5E und 5G stellen jeweils eine erste oder stromaufwärts liegende Gruppe von Luftdüsen dar, die im Einsatz 220 der 2 angeordnet sind. Die 5B, 5D, 5F und 5H repräsentieren eine zweite oder stromabwärts liegende Gruppe von Luftdüsen, die in Bezug auf den entsprechenden ersten Satz von Luftdüsen der 5A, 5C, 5E bzw. 5G entgegen der Uhrzeigerrichtung um 0, 45, 90 und 0 Grad rotiert sind. 5H zeigt außerdem, dass die zweite Gruppe von Luftdüsen nur eine Luftdüse umfassen kann.

Die gesamte Luftströmung zu den vier Luftdüsenöffnungen 240 in 2 kann von ungefähr 0,3 cubicfoot per minute (CFM) (141,5 cm3/Sekunde) bis ungefähr 6,5 cubicfoot/minute (3067,7 cm3/Sekunde) reichen. Wenn zwei Luftdüsenpaare verwendet werden, beträgt die Gesamtluftströmungsgeschwindigkeit zu den Luftdüsen vorzugsweise 4,2 CFM (1982,2 cm3/Sekunde). Die Luftdüsenöffnungen 240 haben typischerweise eine Luftgeschwindigkeit im Bereich von ungefähr 100 bis ungefähr 1000 feet/second (0,51 bis 5,08 m/s), und am bevorzugtesten im Bereich von ungefähr 400 bis ungefähr 800 feet/second (2,03 bis 4,06 m/s) und am bevorzugtesten ungefähr 655 feet/second (3,33 m/s). Diese Variablen können für Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern geeignet bemessen werden.

Die intern aufladende Pistole 200 ist ferner mit einer oder mehreren Elektroden 260 oder anderen, den Fachleuten auf dem Gebiet bekannten Mitteln versehen, die zum Entladen der triboelektrisch aufladenden Flächen 222, 234 aufgrund der Aufladung infolge des Reibungskontaktes mit dem Pulver dienen. Zum Beispiel kann die Elektrode ein leitender Stift, ein gepresster, fester Metallring, ein luftgereinigter poröser Ring oder ein Metallstreifen sein, der innerhalb des Aufladungsrohres an der Längsachse entlang angeordnet ist. Die eine oder mehreren Elektroden sind vorzugsweise elektrisch geerdet. Die Elektrode 260 kann jedoch auch entweder auf ein positives oder auf ein negatives elektrisches Potential aufgeladen werden, wie es in 2 gezeigt ist, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 0 bis ungefähr 10 Kilovolt (KV). Die Elektrode 260 kann im Inneren des Einsatzes 220 oder der Düse 230 angeordnet sein, es wird jedoch bevorzugt, dass die Elektrode stromaufwärts von den Luftdüsen angeordnet ist. Die eine oder mehreren Elektroden 260 können luftgereinigt sein, d. h. von der Kammer 250 durch die Kanäle 262 und 264 wird ein Luftstrom vorgesehen, um Pulver von der Elektrode 260 wegzublasen.

In 2 ist im Zusammenhang mit der Erfindung eine flache Spritzdüse 230 gezeigt, obwohl andere bekannte Düsen auch für die Erfindung funktionieren würden. Die Düse 230 hat einen Schlitz 232, der ein im Wesentlichen flaches Sprühmuster erzeugt, und einen Innenkanal 234, der mit dem Innenkanal 222 des Einsatzes 220 in Strömungsverbindung steht. Es wird bevorzugt, dass die Düse 230 durch beliebige konventionelle Verfahren entfernbar oder lösbar mit dem Pistolenkörper 210 verbunden ist. Weil die Düse ein Bereich mit größerem Pulverkontakt ist, wird für eine negativ triboelektrisch aufladende Pistole außerdem bevorzugt, dass die Düse 230 vollständig aus einem triboelektrisch aufladenden Material, wie Polyamid, insbesondere Nylon 6/6, eine Polyamidmischung, faserverstärktes Polyamidharz, Acetalpolymer, Aminoplastharz oder Mischungen daraus, hergestellt ist oder eine mit einem solchen Material beschichtete Innenfläche 234 besitzt. Für eine positiv triboelektrisch aufladendende Pistole wird es auch bevorzugt, dass die Düse 230 insgesamt aus einem triboelektrisch aufladenden Material wie Fluoropolymere, insbesondere PTFE, hergestellt ist oder eine mit diesem Material beschichtete Innenfläche 234 besitzt. Somit hängt es von der Art des ausgewählten triboelektrisch aufladenden Materiales ab, ob beim Kontakt mit der Innenfläche 234 der Düse 230 eine negative oder positive Ladung auf die Pulverpartikel übertragen wird. Somit arbeitet die Düse 230 mit dem Einlass 220 zusammen, um die Pulverpartikel triboelektrisch auf die gewünschte Polarität aufzuladen, wenn sie die Innenfläche der Pistole 200 berühren.

Obwohl dies nicht gezeigt ist, können der Einsatz 220 und die Düse 230 als eine integrale einstückige Einheit ausgebildet sein, die lösbar am Körper 210 befestigt ist (nicht gezeigt). Alternativ können der Einsatz 220 und die Düse 230 lösbar miteinander verbunden und dann lösbar am Körper befestigt sein. Somit besteht ein besonderer Vorteil der kurzen, intern aufladenden Pistole 200 der Erfindung in dem einfachen Aufbau des Einsatzes 220 und der Düse 230, so dass diese Komponenten aus irgendeinem der beschriebenen triboelektrisch aufladenden Materialien hergestellt sein oder mit diesen beschichtet sein können und auf einfache Weise mit dem Pistolenkörper 210 ausgetauscht werden können. Zur Anwendung mit einem einzigen Pistolenkörper kann eine Reihe von Einsätzen 220 und Düsen 230 vorgesehen werden, die aus unterschiedlichen triboelektrisch aufladenden Materialien hergestellt oder mit diesen beschichtet sind. Ein geeigneter Einsatz und eine Düse können dann entsprechend der Art des zu spritzenden Pulvers und in Übereinstimmung mit der Art der Polarität, auf die das Pulver aufgeladen werden soll, ausgewählt werden. Da sich Pulver in Abhängigkeit von ihrer Chemie unterschiedlich aufladen, kann ein materialspezifischer Einsatz für eine bestimmte Pulverchemie verwendet werden. Beispielsweise tendieren Epoxydharze dazu, sich positiv aufzuladen, so dass ein PTFE-Einsatz für dieses Pulver ideal wäre. Polyester tendieren hingegen dazu, sich negativ aufzuladen, und daher wäre es besser, sie unter Verwendung eines Nyloneinsatzes aufzuladen.

Die nachfolgenden Beispiele zeigen mehrere Pistolenkonfigurationen mit variierender Anordnung von Luftdüsen, Art und Position von Elektroden und Verwendung von triboelektrisch aufladenden Materialien. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt, da viele andere Kombinationen und Konfigurationen möglich sind.

Beispiel 12

In einem Beispiel der Erfindung wurde eine triboelektrisch aufladende Pistole 200 mit einem Einsatz 220 aus Nylon 6/6-Material hergestellt. Der Einsatz hatte zwei Paare von ausgerichteten, gegenüberliegenden Luftdüsen, wobei jede Luftdüse in der Einsatzseitenwand in einem Winkel &thgr; von 60 Grad abgewinkelt ist und eine Geschwindigkeit von ungefähr 655 Feet/Second (3,33 m/s) und eine Gesamtluftströmungsgeschwindigkeit von 4,2 cubikfoot/minute (1982,2 cm3/s) aufweist. Die Mittellinie des ersten Paares von Luftdüsen ist von der Mittellinie des zweiten Paares von Luftdüsen in Längsrichtung um 0,625" (1,588 cm) beabstandet. Eine geerdete Elektrode wurde bündig an der Innenfläche des Pulverströmungskanals befestigt und wurde von den Luftdüsen um einen Winkel von 60 Grad versetzt. Die Pistole war 5,75 Inches (14,61 cm) lang, gemessen vom Pulvereinlass zur Spitze einer Flachspritzdüse. Die Pulverströmungsmenge betrug 20 Ibs/hr (9,07 kg/h) bei Verwendung von Ferro 153W-108 Polyesterurethanpulver. Der Übertragungswirkungsgrad für diese Konfiguration betrug 78,0%.

Beispiel 13

In einem weiteren Beispiel der Erfindung, für das dieselbe Pistolenkonfiguration wie die in dem Beispiel 12 beschriebene verwendet wurde, wurde die Elektrode auf –8 KV aufgeladen. Der Übertragungswirkungsgrad wurde mit 84% gemessen.

Beispiel 14

In einem weiteren Beispiel der Erfindung wurde die kurzläufige triboelektrisch aufladende Pistole aus Delrin 100 AF-Material hergestellt. Die kombinierte Gesamtlänge des Einsatzes und der Düse betrug 3,375 Inches (8,573 cm). Eine 4 mm große Delrin-100AF-Flachsprühdüse wurde verwendet. Wie in 2 gezeigt ist, betrug der Einsatzeinlassdurchmesser 0,375 Inches (0,953 cm) bei einer Länge von 1,25 Inches (3,175 cm), dem eine 45-Grad-Stufe folgte, die den Einsatzdurchmesser für die restliche Rohrlänge von 2,125 Inches (5,40 cm) auf 0,5 Inches (1,27 cm) öffnet. Zwei Paare gegenüberliegender Luftdüsen wurden verwendet, wobei jede Luftdüse einen Durchmesser von 0,07 Inches (0,178 cm) und einen Winkel &thgr; von 60 Grad aufwies. Der stromabwärts liegende Satz von Luftdüsen wurde in Bezug auf das erste Paar von Luftdüsen um 5 Grad um die Längsachse rotiert. Alle Luftdüsen wurden in einem senkrechten Abstand von der Längsachse um 0,035 Inches (0,089 cm) versetzt. Jede Luftdüse hatte eine Luftdurchflussrate von ungefähr einem standard cubic feet per minute (471,95 m3/s) und eine Geschwindigkeit von 655 ft/Sek (3,33 m/s). Eine einzelne geerdete Elektrode mit scharfer Spitze wurde stromaufwärts von den Luftdüsen angeordnet, wie es in 2 gezeigt ist. Die Elektrode wurde in Bezug auf den ersten Satz von Luftdüsen im Winkel von 60 Grad um die Längsachse rotiert. Der Übertragungswirkungsgrad für diese Konfiguration betrug 70% unter Verwendung von Ferro 153W-121 bei 20 Ibs/Stunde (9,07 kg/h).

Zusammengefasst stellt die vorstehend beschriebene kurzläufige, triboelektrisch aufladende Pistole eine neue leichte Spritzpistole bereit, die aufgrund der kürzeren Länge und des kleineren Durchmessers der Pistole in engen Zwischenräumen leicht manövriert werden kann. Herkömmliche triboelektrisch aufladende Pistolen sind normalerweise 14–36 Inches (35,56 – 91,44 cm) lang, während die kurze triboelektrisch aufladende Pistole eine Pistole mit einer Länge von ungefähr 6 Inches (15,24 cm) bereitstellt. Die Pistole eignet sich als manuelle Pistole oder zur Verwendung als preiswerte automatische Pistole. Der gerade Pulverströmungsweg erlaubt sowohl eine einfache Reinigung als auch einen austauschbaren Einsatz, der für schnelle Farbwechsel leicht durch einen preiswerten Einsatz ersetzt werden kann. Die neuen Materialien, die zur Herstellung der Pistole verwendet werden, sind spritzgießbar, weshalb die Herstellungskosten erheblich reduziert werden. Somit stellt die Erfindung eine triboelektrisch aufladende Pistole mit kurzem Lauf bereit, die eine Pulverdurchflussrate von bis zu ungefähr 30 Ibs/Stunde (13,61 kg/h) und einen akzeptablen Übertragungswirkungsgrad bereitstellen kann.

Die Erfindung stellt ferner eine kurzläufige, triboelektrisch negativ aufladende Pistole bereit, die alleine oder in Verbindung mit einer negativen Koronapistole verwendet werden kann, wie es nachstehend detailliert beschrieben ist. Während sie alle vorstehend beschriebenen Vorteile bietet, hat die triboelektrisch negativ aufladende Pistole mit kurzem Lauf ferner den Vorteil, Polyesterpulver, wie beispielsweise TGIC-Polyester, Epoxy/ Polyesterhybridpulver und Polyesterurethane sowie thermoplastische Pulver wie PVC und PTFE-Pulver, hervorragend aufzutragen und aufzuladen.

III. Unipolare Koronapistole mit triboelektrisch aufladenden Komponenten

Bezugnehmend auf 6 ist eine unipolare Koronaspritzpistole 300 zum Spritzen von verflüssigtem Pulver vorgesehen, das entweder auf eine positive oder negative Polarität aufgeladen wurde. Der Ausdruck „unipolar" bezieht sich auf eine Pulverspritzpistole oder ein Pulverzuführungssystem, bei dem die Komponenten so ausgewählt werden, dass sie das Pulverbeschichtungsmaterial auf eine einzige Polarität aufladen. Ein Beispiel wäre eine Koronapistole mit einer Elektroenergieversorgung negativer Polarität, die triboelektrisch aufladende Komponenten umfasst, wie zum Beispiel die Spritzdüse, die das Pulver ebenfalls negativ auflädt. Die Pistole 300 umfasst einen hinteren Lauf 328, der an einem Befestigungsblock befestigt werden kann. Der hintere Lauf 328 hat eine Innenbohrung 332 und eine winklige Bohrung 333 zum Anschluss an ein Pulverzuführungsrohr 334. Das Pulverzuführungsrohr 334 dient zum Einführen von verflüssigtem Pulver durch die winklige Bohrung 333 in die Durchgangsbohrung 332 des hinteren Laufelementes 328. Das vordere Ende des hinteren Laufelements 328 ist mit einem vorderen Laufelement 338 verbunden, das außerdem eine Durchgangsbohrung 346 aufweist, die mit der Bohrung 332 axial ausgerichtet ist, um einen Pulverströmungsweg 350 zum Transportieren des Pulvers vom Pulverzuführungsrohr 334 zum vorderen Ende der Pistole 300 zu bilden. Am vorderen Ende des vorderen Laufelements 380 ist eine Flachspritzdüse 394 angeordnet.

In dem Pulverweg 350 erstreckt sich axial ein Laufeinsatz 352, der innerhalb des Endes des hinteren Laufelementes 328 befestigt ist. Der Laufeinsatz 352 nimmt eine elektrostatische Hochspannungs-Kabelanordnung 358 auf und hält diese. Am vorderen Ende der Kabelanordnung 352 ist eine Elektrode 362 befestigt und erstreckt sich durch eine Bohrung 396 der Düsenspitze 390 und erstreckt sich von der Spritzdüse 394 zwischen dem rechteckigen Schlitz 398 nach vorne. Die Elektrode 362, die sich von der Spritzdüse 380 nach vorne erstreckt, erzeugt ein starkes elektrostatisches Feld zwischen ihr und dem zu beschichtenden Objekt. Die Elektrode kann in Abhängigkeit von der gewünschten Pistolenpolarität positiv oder negativ aufgeladen sein. Es wird bevorzugt, dass die Elektrode im Bereich von ungefähr 60 bis ungefähr 100 KV auf die gewünschte Polarität aufgeladen wird.

Die Pulverkontaktflächen der Koronapistole 300 sind der Laufeinsatz 352, der Pulverweg 350, das Pulverzuführungsrohr 334 und der Durchgang 372 durch die Düse 380. Für eine Koronapistole mit positiver Polarität, die das Pulver positiv auflädt, bestehen eine oder mehrere Pulverkontaktflächen 334, 350, 352 oder 372 zum Beispiel aus Materialien, die das Pulver positiv triboelektrisch aufladen. Diese Materialien werden aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus: Polyethylen, Fluoropolymer oder Mischungen daraus. Es wird bevorzugt, dass Fluoropolymer Polytetrafluoroethylen enthält. Für eine Koronapistole mit negativer Polarität, die das Pulver negativ auflädt, werden eine oder mehrere der Pulverkontaktflächen 334, 350, 352 oder 372 zum Beispiel, der Koronapistole 300 so ausgewählt, dass sie aus einem Material sind, dass das Pulver triboelektrisch negativ auflädt. Diese Flächen bestehen aus einem Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: ein Polyamid, eine Polyamidmischung, ein faserverstärktes Polyamidharz, ein Acetalpolymer, ein Aminoplastharz oder Mischungen daraus, wie es in Abschnitt I ausführlich beschrieben ist.

Somit nutzt die unipolare Koronapistole der vorliegenden Erfindung die triboelektrische Aufladung zum Aufladen des Pulvers als auch die Koronaladung. Die stattfindende triboelektrische Aufladung hat die gleiche Polarität wie die Pulveraufladung, die von der Koronaladungselektrode resultiert, und erhöht sie deshalb. Weil die Pulverkontaktflächen zur von der Koronaelektrode erzeugten Aufladung des Pulvers beitragen, wird weniger Elektrodenspannung benötigt, um die selbe Ladungsmenge wie bei bekannten Pistolen zu erzeugen. Somit tritt bei einer Pistole mit negativer Polarität eine reduzierte Rückionisation auf, weil die Spannung niedriger ist. Dies führt zu einem verbesserten Oberflächenfinish. Diese Reduktion der Elektrodenspannung reduziert auch den Faraday-Käfig-Effekt. Außerdem kann ein kleinerer Netzanschluss verwendet werden, um die gleiche Spannung zu erzeugen.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Koronapistole 300 außerdem eine verbesserte triboelektrisch aufladende Düse 400 enthalten, wie es in 7 gezeigt ist. Die triboelektrisch aufladende Düse 400 kann zusammen mit anderen bekannten Korona- oder triboelektrisch aufladenden Pistolen verwendet werden und ist nicht auf die oben beschriebene Koronapistole 300 beschränkt. Die triboelektrisch aufladende Düse 400 stellt einen großen Innenflächenbereich zur Verfügung, der zum triboelektrischen Aufladen des Pulvers genutzt werden kann. Das Pulver kann wunschgemäß positiv oder negativ aufgeladen werden, in Abhängigkeit von dem ausgewählten triboelektrischen Material, wie es unten ausführlich beschrieben wird.

Die allgemein als 400 gezeigte Düse, hat ein Pulvereinlassende 410 und einen inneren Strömungskanal 412, der mit dem Innenkanal einer bekannten Koronapistole oder triboelektrischen Pistole (nicht gezeigt) in Strömungsverbindung steht. Das Einlassende 410 kann mit Gewinde versehen oder auf andere Weise gestaltet sein, so dass es mit dem Körper der vorbekannten Spritzpistole lösbar zu verbinden ist. Der Innenkanal 412 ist vorzugsweise zylinderförmig mit einer Übergangsfläche 414, die zu dem Düsenschlitz 420 führt. Die Düse 400 hat einen Schlitz 420, der so ausgebildet ist, dass er ein im Wesentlichen flaches Sprühmuster erzeugt. Die Tiefe und Breite des Düsenschlitzes 420 kann nach Bedarf der speziellen Anwendung dimensioniert werden.

Weil die Düsenflächen 412, 414 in Kontakt mit dem Pulver sind, wird es bevorzugt, dass die Düse 400 vollständig mit einem triboelektrisch aufladenden Material hergestellt ist oder eine mit diesem beschichtete Innenfläche besitzt. Für eine Koronapistole mit positiver Polarität wird bevorzugt, dass die Düse aus einem Material hergestellt ist oder mit diesem beschichtete innere Pulverkontaktflächen besitzt, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus: Fluoropolymere, insbesondere PTFE. Für die Anwendung bei einer Pistole mit negativer Polarität wird es mehr bevorzugt, dass die Düse 400 insgesamt aus Materialien hergestellt ist oder mit diesem beschichtete Innenflächen 412, 414 besitzt, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus: einem Polyamid, insbesondere Nylon 6/6, einer Polyamidmischung, einem faserverstärkten Polyamidharz, einem Acetalpolymer, einem Aminoplastharz oder Mischungen daraus. Somit werden die Pulverpartikel beim Kontakt mit den Innenflächen 412, 414 der Düse 400 in Abhängigkeit von der ausgewählten Art des triboelektrisch aufladenden Materiales negativ oder positiv aufgeladen. Somit kann die Düse 400 zusammen mit der Koronaladungselektrode der vorbekannten Spritzpistolen arbeiten, um das Pulver mit der selben Polarität wie die Koronaelektrode aufzuladen.

Die Düse 400 kann vorzugsweise eine oder mehrere Luftdüsenöffnungen 430 umfassen, die zur Strömungsverbindung mit dem Innenkanal 412 der Düse angeordnet sind. Luft oder ein anderes Fluid wird den Luftdüsenöffnungen 430 zum Beispiel durch eine Kammer 440 zur Verfügung gestellt, die über eine Öffnung 450 an eine externe Fluidquelle angeschlossen ist (nicht gezeigt). Es wird bevorzugt, dass die Luftdüsenöffnungen 430 so dimensioniert und konfiguriert sind, dass eine Luftgeschwindigkeit im Bereich von 100 bis ungefähr 1000 feet/second (30,48 bis 304,8 m/s), und vorzugsweise im Bereich von ungefähr 400 bis ungefähr 800 feet/second (121,9 bis 243,8 m/s) zur Verfügung gestellt wird. Es wird darüber hinaus bevorzugt, dass die Luftströmungsöffnung(en) 430 in Bezug auf die Längsachse des Innenkanals des Einsatzes einen Winkel im Bereich von ungefähr 0 bis ungefähr 90 Grad aufweist / aufweisen, und vorzugsweise im Bereich von ungefähr 45 bis ungefähr 90 Grad. Es wird bevorzugt, dass der Winkel der Luftdüsenöffnungen 430 derart ist, dass sich die Luftstrahlen kreuzen, so dass Turbulenz vorgesehen wird, die zu einem größeren Reibungskontakt mit der Aufladungsfläche führt. Es wird bevorzugt, dass der Aufprallwinkel &bgr; der Luftstrahlen auf die Übergangsfläche 414 im Bereich von ungefähr 45 bis ungefähr 90 Grad und noch bevorzugter ungefähr 60 Grad sein sollte.

Die Düse 400 kann zusätzlich eine oder mehrere Elektroden 460 oder andere den Fachleuten auf dem Gebiet bekannte Mittel umfassen, um die Aufladung der Innenfläche 412 abzuführen. Die eine oder mehreren Elektroden sind vorzugsweise geerdet. Alternativ kann die eine oder können die mehreren Elektroden eine positive oder negative Ladung im Bereich von ungefähr 0 bis ungefähr 100 KV haben, und noch bevorzugter im Bereich von ungefähr 0 bis ungefähr 10 KV. Die Hochspannungselektrode(n) wird/werden positiv geladen, wenn ein elektronegatives Aufladungsmaterial verwendet wird, und die Elektroden werden negativ geladen, wenn ein elektropositives Aufladungsmaterial an der Innenfläche der Düse verwendet wird. Wie in 7 gezeigt ist, kann die Elektrode in einer Elektrodenhalterung 490 angeordnet sein. Die Elektrodenhalterung 490 hat eine Außenfläche 492, die aus Materialien hergestellt ist, die oben für den Innenkanal 412 der Düse beschrieben wurden. Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass andere Elektrodenkonfigurationen möglich sind, wie beispielsweise ein geerdeter Ring oder ein leitfähiger Stift mit stumpfer oder scharfer Spitze. Wenn ein leitfähiger Stift verwendet wird, kann er in einem rechten Winkel zum Strömungskanal irgendwo in der Düse 400 angeordnet sein. Die Elektroden sind stromaufwärts innerhalb von ungefähr 2 Inches (5,08 cm) der Luftstrahlauftreffstelle an der Wand angeordnet.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Düse 400 ist die Elektrode geerdet und stromaufwärts von zwei Paaren ausgerichteter, gegenüberliegender Luftdüsen angeordnet, die seitlich um einen Durchmesser beabstandet sind. Die Luftdüsen sind um 60 Grad in Bezug auf die Längsachse abgewinkelt.

IV. Triboelektrisch aufladende Komponenten des Pulverzuführungssystems

Die Erfindung stellt des Weiteren triboelektrisch aufladende Pulverkontaktflächen in verschiedenen Komponenten im gesamten Pulverzuführungssystem zur Verfügung, die zum triboelektrischen Aufladen des Pulvers auf die gleiche Polarität wie die Koronapulverzuführung verwendet werden können. Das triboelektrische Aufladen in mehreren Bereichen entlang des Zuführungssystems erhöht die Pulverladung schrittweise, wenn es jeweils den triboelektrisch aufladenden Bereich durchläuft. Das kommt Koronapistolensystemen mit höherem Übertragungswirkungsgrad zugute. Diese Idee kann auch bei triboelektrisch aufladenden Pistolensystemen genutzt werden. Die triboelektrisch aufladenden Bereiche des Pulverzuführungssystems laden das Pulver triboelektrisch auf die gleiche Polarität auf, wie sie in den triboelektrischen Pistolen des Systems verwendet wird.

Wie in 9 gezeigt ist, umfasst ein typisches Pulverspritzsystem 500 eine Spritzpistole 510, die durch einen Pulverzuführungsschlauch 540 über eine an der Oberseite des Behälters befestigte Pulverpumpe 530 mit einem Behälter 520 verbunden ist. Die Spritzpistole 510 ist zum Beispiel eine negativ aufladende Pulverspritzpistole vom Koronatyp, kann alternativ jedoch eine positiv aufladende Koronapistole oder eine negativ oder positiv triboelektrisch aufladende Pulverspritzpistole sein.

Vom Steuersystem 550, das den Luftdruck zur Pumpe 530 und die Spannung der Koronaelektrode in der Pistole 510 einstellt, ist eine elektrische Leitung 544 an die Pistole 510 angeschlossen. Im Pulverbehälter 520 ist eine Zerstäuberplatte 521 so gestaltet, dass sie sich über eine Querschnittsfläche im Behälter erstreckt, und ist aus einem porösen Material gebildet, durch das Luft zum Fluidisieren des Pulvers strömt. Weil die Behälterseitenwände 522 und die Zerstäuberplatte 521 kontaktreiche Bereiche des Pulvers sind, umfasst die Erfindung den Aufbau der Platte 521 und Seitenwände 522 aus den negativen triboelektrisch voraufladenden Materialien, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Polyamiden, insbesondere Nylon 6/6, einer Polyamidmischung, faserverstärktem Polyamidharz, Acetalpolymer, Aminoplastharz oder Mischungen daraus bestehen. Somit wird das Pulver durch den Kontakt des Pulvers mit der Zerstäuberplatte 521 und den Seitenwänden im Behälter 520 zuvor aufgeladen, bevor es zur negativen Koronapistole 510 transportiert wird.

Die im Schnitt in 8 gezeigte Pumpe 530 umfasst einen Körper 531 mit einem Pulvereinlassrohr 532, das zu einem Hohlraum 533 führt, der von einem Ejektor oder einer Venturidüse 534 und einem Venturidüsenhals 535 geschnitten wird. Der Venturidüsenhals 535 wird durch eine Düsenhalshalterung 536 im Pumpenkörper 531 gehalten, die sich aus dem Pumpenkörper erstreckt, um ein Befestigungs-Anschlussstück 537 für einen Schlauch zur Verfügung zu stellen. In dem Befestigungs-Anschlussstück 537 ist eine Abriebhülse 538, auch als Abriebrohr bezeichnet, stromabwärts vom Pumpendüsenhals angeordnet. Die Abriebhülse verhindert die Aufprallschmelzverbindung an der Innenseitenwand der Düsenhalshalterung. Ein Zerstäubungslufteinlass 539 schneidet sich mit der Düsenhalshalterung 536, um einen Luftstrom zur Verfügung zu stellen, der sich mit der Pulver-Luft-Mischung aus dem Venturihals verbindet.

Dieser Bereich im Pulverzuführungssystem ist somit eine geeignete Stelle für die Anwendung eines der beschriebenen vorab aufladenden Materialien. Somit wird gewünscht, dass der Venturihals 535, die Abriebhülse 538, das Pumpsaugrohr 532 und der Pulverschlauch (nicht gezeigt) mit den Materialien beschichtet oder aus diesen hergestellt sind, die aus der Gruppe ausgewählt sind, bestehend aus einem Polyamid, einer Polyamidmischung, faserverstärktem Polyamidharz, Acetalpolymer, Aminoplastharz oder Mischungen daraus, wie es oben ausführlich beschrieben ist, um das Pulver vorab triboelektrisch mit einer negativen Polarität aufzuladen. Es wird außerdem bevorzugt, dass die Länge des Venturihalses 535 und der Düsenhalshalterung 536 um beispielsweise ein bis fünf Inches (2,54 bis 12,7 cm) über den Rand des Pumpenkörpers hinaus verlängert werden. Optimal sorgt diese Verlängerung für eine wesentliche zusätzliche negative triboelektrische Aufladung des Pulvers in diesem Bereich des Pulverzuführungssystems.

Im Pulverzuführungssystem im Behälter und/oder der Pumpe vorab aufgeladenes Pulver, wie in diesem Abschnitt beschrieben, strömt durch den Schlauch, so dass es die Pistole mit einer vorbestimmten negativen Ladung erreicht. Diese Vorabaufladung verbessert die zusätzliche negative, an der Pistole durch die Koronaelektrode aufgebrachte Ladung.

V. Unipolares Pulverbeschichtungssystem einschließlich Korona- und triboelektrisch aufladender Pistolen

Wie in 9 gezeigt ist, wird eine Koronapistole 510 zusammen in Anwendung mit einer erfindungsgemäßen triboelektrisch aufladenden Pulverspritzpistole 10 gezeigt, die oben ausführlich beschrieben wurde. Die Koronapistole 510 und die triboelektrisch aufladende Pistole 10 haben die selbe Polarität. Die einzigartige Kombination erlaubt die Anwendung der triboelektrisch aufladenden Pistole 10 als Ausbesserungspistole, zum Beispiel zum Eindringen in die Ecken oder in schwer zu erreichende Teile, die die Koronapistole 510 nicht wirksam beschichtet hat. Diese beispielhafte Kombination einer negativen Koronapistole 510 und einer negativen triboelektrisch aufladenden Pistole 10 ist vorzugsweise an ein gemeinsames Pulverzuführungssystem 520 angeschlossen, das das Pulver wie vorstehend beschrieben vorab negativ auflädt. Alternativ kann die triboelektrisch aufladende Pistole die kurzläufige Pistole 200 (nicht gezeigt) umfassen, die oben ausführlicher beschrieben ist. Diese neue Kombination von einer oder mehreren negativen Koronapistolen mit einer oder mehreren negativen triboelektrisch aufladenden Pistolen, optimal mit einem vorab negativ aufladenden Pulverzuführungssystem, die zur Beschichtung unterschiedlicher Teile des selben Werkstückes verwendet werden, ist eine wichtige Ausführungsform dieser Erfindung.

VI. Triboelektrisch aufladende Pistole mit Luftdüsen

Wie in 10 gezeigt ist, wird eine neue triboelektrisch aufladende Pistole 600 vorgesehen, die einen Pulverzuführungsabschnitt 610, einen Pulveraufladungsabschnitt 620 und eine Spritzdüse 630 umfasst, die am Auslass der Pistole angeordnet ist. Der Pulveraufladungsabschnitt 620 der triboelektrisch aufladenden Pistole 600 umfasst außerdem einen zylinderförmigen Körper 622, der eine Innenbohrung 623 zum Aufnehmen der internen Komponenten der Pistole besitzt. Ein erstes Ende 616 des Verbindungsstücks 612 ist mit einem Pulverzuführungsrohr (nicht gezeigt) zum Zuführen von fluidisiertem Pulver zum Pulverströmungsweg 626a,b,c der Pistole 600 verbunden. Das zweite Ende 618 des Pulverrohrverbindungsstückes 612 ist mit einem Einlasslufteintritt 640 verbunden. Der Einlasslufteintritt 640 hat einen Innenkanal 626b und einen oder mehrere winklige Öffnungen oder Luftdüsen 642, die mit einem im Körper 622 angeordneten Luftverteiler 628 zum Zuführen von Druckluft zu den Luftdüsen 642 verbunden sind, um die Geschwindigkeit zu erhöhen und Turbulenzen des in die Pistole eintretenden fluidisierten Pulvers zu erzeugen. Mit dem Einlasslufteintritt 640 ist ein äußeres Abriebrohr 650 verbunden, das einen Innenkanal besitzt, der Teil des Pulverströmungsweges 626 der Pistole ist. Das äußere Abriebrohr 650 umfasst außerdem eine oder mehrere Luftdüsen 652. Den Luftdüsen 652 wird über einen Kanal 654, der in Strömungsverbindung mit dem Luftverteiler 628 steht, Druckluft zur Verfügung gestellt. Die Pistole 600 kann außerdem mit einer optionalen inneren Abriebfläche 660 versehen sein, die einen ringförmigen Pulverströmungsweg bildet. Wie in einer Schnittansicht in 10A gezeigt ist, sind mehrere Luftdüsen 652 in gegenüberliegender Anordnung an einer oder mehreren Stellen in Längsrichtung angeordnet. Vorzugsweise weisen die Luftdüsen 652 einen Winkel &ggr; (entgegen dem Uhrzeigersinn von der Längsachse aus gemessen) vorzugsweise im Bereich von ungefähr 90 bis ungefähr 135 Grad auf. Die Luftstrahlgeschwindigkeit ist vorzugsweise groß genug, um eine Turbulenz zu erzeugen und zu bewirken, dass das durch den Kanal strömende Pulver die gegenüber der Luftdüse liegende Wand berührt, um die triboelektrische Aufladung des Pulvers zu erhöhen. Es wird bevorzugt, dass die Luftstrahlgeschwindigkeit im Bereich von ungefähr 100 bis ungefähr 1000 feet/second (30,48 bis 304,8 m/s) liegt, und noch bevorzugter im Bereich von ungefähr 400 bis ungefähr 800 feet/second (121,9 bis 243,8 m/s).

Um die triboelektrische Aufladung des Pulvers vorzusehen, sind die Pulverkontaktflächen der Pistole, wie zum Beispiel die Innenfläche des Pulverströmungskanals 626a – c, die Düse 630 und die Außenfläche des inneren Aufladungsrohres 660 aus einem triboelektrisch aufladenden Material hergestellt oder mit diesem beschichtet. Für eine positive triboelektrisch aufladende Pistole sind die Pulverkontaktflächen vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus: Fluoropolymere, insbesondere PTFE. Für eine negative triboelektrisch aufladende Pistole sind die Pulverkontaktflächen vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus: Nylon, insbesondere Nylon 6/6, einem faserverstärkten Polyamidharz, einem Acetalpolymer, einem Aminoplastharz oder Mischungen daraus.

In noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wie sie in 11 gezeigt ist, ist die triboelektrisch aufladende Pistole die selbe wie die vorstehend beschriebene mit Ausnahme der folgenden Unterschiede. Erstens wird kein inneres Aufladungsrohr 660 verwendet. Zweitens, sind die Luftdüsen 652 der triboelektrisch aufladenden Pistole 600, die in dem äußeren Abriebrohr 650 angeordnet sind, in einem Spiralmuster um die Längsachse herum angeordnet, wie es in den 11 und 11A gezeigt ist. Die an dem oberen Teil des Rohres 650 angeordneten Luftdüsen 652a können optional eine andere Winkelausrichtung als die am unteren Teil des Rohres 650 (nicht gezeigt) angeordneten Luftdüsen 652b haben. Die Luftdüsen 652a, 652b sind in dieser Anordnung so konstruiert, dass das fluidisierte Pulver auf die gegenüberliegende Wand in einer versetzten oder welligen Form auftrifft, um die triboelektrische Aufladung des Pulvers zu erhöhen. Es wird bevorzugt, dass in der Anordnung 3 – 4 Sätze von Öffnungen angeordnet sind, wobei jeder Satz zwei oder mehr Öffnungen umfasst. Diese spiralförmige Anordnung dient zum Erzeugen von Turbulenz und Verwirbeln des fluidisierten Pulvers in einer Spiralform, so dass das relativ schwerere Pulver schnell gedreht oder veranlasst wird, über Zentrifugalkräfte in Kontakt mit der Kanalwand auf die Wand zu treffen.

Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, das mehrfache Auftreffen jedes Pulverpartikels auf die Aufladungsfläche zu bewirken und dadurch die Pulverladung zu erhöhen, statt mechanische Wellen an der Aufladungsfläche zu bilden, wie es für die Pistole der 1 gezeigt ist, bei der die Aufladungsfläche ein gerader Zylinder ist, der einfach herzustellen ist, während die Luftdüsen 652 bewirken, dass die Pulverpartikel einen turbulenten Weg durch den Strömungskanal 626 a,b,c nehmen, wobei sie mehrfach auf die Fläche treffen, um die triboelektrisch erzeugte Aufladung des Pulvers zu erhöhen.

Unter Bezugnahme auf 12 wird eine weitere Ausführungsform der kurzläufigen triboelektrisch aufladenden Pistole 200 der 2 dargestellt. In der Ausführungsform der 12 umfasst die modifizierte Pistole 200' einen Pistolenkörper 210', der einen Pulverrohreinsatz 800 aufnimmt, der sich etwas von dem Einsatz 220 in 2 unterscheidet. Der Einsatz 800 umfasst einen Pulverzuführungseinlass 802 und einen optionalen Zerstäuberlufteinlass 804. Zerstäuberluft kann bei Bedarf verwendet werden, um die Pulvergeschwindigkeit durch die Pistole 200' zu erhöhen. Die erhöhte Geschwindigkeit erhöht den triboelektrischen Aufladungseffekt auf das Pulver und hilft, das Pulver zu versprühen und kann auch zum Beeinflussen des Sprühmusters verwendet werden. Zerstäuberluft ist jedoch nicht in allen Situationen erforderlich und hängt von verschiedenen Faktoren ab, zu denen insbesondere die Geschwindigkeit und der Druck des aus dem Pulverzuführungsschlauch 540 und zugehörigen Pulverzuführungskomponenten (siehe 9 und die darauf bezogene Erläuterung) in die Pistole 200' eintretenden Pulvers zählen, als auch davon, wieviel zusätzliches Versprühen des Pulvers durch die Pistole erforderlich ist, wenn überhaupt. In vielen Fällen, in denen die Luftdüsen in eine triboelektrisch aufladende Pistole integriert sind, kann der durch die Luftströmung durch die Luftdüsen erzeugte Druckabfall ausreichen, um die Anwendung von Zerstäuberluft zu vermeiden. Dieses ist insbesondere der Fall, wenn die Luftdüsen nach vorne abgewinkelt sind, um einen erheblichen Luftstrom in Axialrichtung nach vorn durch die Pistole zu richten, wodurch ein Saugeffekt am Pulvereinlassende der Pistole erzeugt wird. Die Reduzierung des Gesamtluftverbrauchs in einer Spritzpistole ist normalerweise vorteilhaft, weil es die Betriebskosten in Verbindung mit der Betriebsluft, der Aufprallschmelzverbindung und dem Verschleiß reduziert. Das Reduzieren der Aufprallschmelzverbindung hilft, Farbwechsel- und Reinigungsvorgänge zu beschleunigen.

Das innere Ende 800a des Pulverrohreinsatzes 800 nimmt ein erstes Ende eines Aufladungsrohr 806 verschiebbar auf. Das Aufladungsrohr 806 ist vorzugsweise aus irgendeinem der hierin beschriebenen verschiedenen Materialien hergestellt, um das Pulver wunschgemäß für eine bestimmte Anwendung entweder positiv oder negativ aufzuladen. Der Aufladungsrohreinlass 806a kann eine optionale Innendurchmesserverringerung oder Verengung 808 umfassen, die zum Erhöhen der Pulvergeschwindigkeit dient (ohne das Diffusorluftvolumen oder den Druck erhöhen zu müssen) und auch, um das Pulver im mittleren Volumen des Aufladungsrohres 806 wieder zu zentrieren, bevor das Pulver in den Hauptabschnitt des Aufladungsrohres eintritt.

Innerhalb des Aufladungsrohres 806 ist ein massiver oder hohler Schaft 810 longitudinal und vorzugsweise koaxial angeordnet. Dieser Schaft 810 ist vorzugsweise zylinderförmig und umfasst eine optionale Verjüngung zu einem konischen Ende 810a, um das Entladen des Schaftes 810 zu erleichtern. Das Aufladungsrohr 806 umfasst einen metallischen Entladungs- oder Erdungsring 812, der mit einem geerdeten Entladungsstift 814 verbunden ist. Der Stift 814 erlaubt die Selbstentladung des Aufladungsrohres 806 und des Schaftes 810 während eines Spritzvorganges, wenn sich die triboelektrisch aufladenden Flächen aufladen. Zur Aufnahme eines geerdeten Stiftes oder Drahtes (nicht gezeigt), der den Erdungsring 812 kontaktiert, ist eine Bohrung 816 vorgesehen.

Der Körper 210' umfasst eine Lufteinlassöffnung 250' in fast derselben Art und Weise wie die Öffnung 250 in der Ausführungsform der 2. Diese Öffnung 250' öffnet sich in eine Ringkammer 817. Die Ringkammer 817 steht in Strömungsverbindung mit einer anderen Ringkammer 818, die im Allgemeinen durch den Zwischenraum zwischen dem Außenumfang des Schaftes 810 und der Innenfläche des Aufladungsrohres 806 begrenzt ist, und umgibt diese. Die Ringkammer 818 bildet vorzugsweise einen relativ schmalen Spalt zwischen dem Aufladungsrohr 806 und dem Schaft 810. Durch die Wand des Aufladungsrohrs 806 ist eine Reihe von Luftdüsen 240' in ähnlicher Weise wie die Ausführungsform der 2 vorgesehen, und Druckluft strömt von der äußeren Ringkammer 817 zur inneren Ringkammer 818 dort hindurch. Die exakte Lage, Anzahl, Winkel und Ausrichtung der Düsen 240' kann auf der Grundlage verschiedener, vorstehend beschriebener Faktoren bestimmt werden. Gemäß einem Aspekt der Erfindung reduziert die kleinere Ringkammer 818, im Vergleich beispielsweise mit dem Durchmesser des Rohreinsatzes 220 in 2, die Bewegungsstrecke der Pulverpartikel erheblich, die von der Luft aus den Luftdüsen 240' zum Schaft 810 gedrückt werden. Somit wird weniger Luft benötigt, um das Auftreffen des Pulvers auf die triboelektrisch aufladende Fläche des Schaftes 810 mit einer vergleichbaren Geschwindigkeit wie in der Ausführungsform der 2 zu bewirken. Dieses reduziert nicht nur den Luftbedarf, sondern reduziert außerdem Aufprallschmelzverbindungswirkungen. Außerdem erhöht die Anwendung des Schaftes 810 den Gesamtoberflächenbereich des triboelektrisch aufladenden Materiales, dem die Pulverpartikel ausgesetzt werden, erheblich, weil das Pulver sowohl auf dem Oberflächenbereich des Schaftes 810 als auch dem inneren Oberflächenbereich des Aufladungsrohrs 806 auftrifft. Die Luftdüsen 240' können wie in 12 vorwärts und radial angewinkelt sein (in Bezug auf die Längsachse der Pistole 200'), oder sie können versetzt sein, um eine schnell rotierende Luftbewegung um den Schaft 810 herum zu erzeugen, wie es vorstehend beschrieben ist. Die schmalere Ringkammer 818 erlaubt außerdem konventionelle triboelektrisch aufladende Effekte am Pulver, wenn dieses durch die Pistole 200' strömt, in fast analoger Art und Weise wie die Anwendung eines gewundenen oder welligen Weges für das Hindurchströmen des Pulvers bei einer bekannten triboelektrisch aufladenden Pistole. Die Ringkammer 818 kann beispielsweise zwischen ungefähr 0,02 Inches (ungefähr 0,51 mm) bis ungefähr 0,5 Inches (ungefähr 1,27 cm) variieren, obwohl die ausgewählten exakten Dimensionen von den Gesamtleistungskenndaten und Anforderungen jeder Pistolenkonstruktion abhängig sind.

Der Schaft 810 wird in dem Aufladungsrohr 806 durch irgendeine geeignete Vorrichtung positioniert und gehalten, wie zum Beispiel Zentrierstifte (nicht gezeigt). Ferner können in der Ausführungsform der 12 der Einsatz 800, das Aufladungsrohr 806 und die Düse 820 den Pistolenlauf bilden und alle aus den hierin beschriebenen verschiedenen Materialien sein, um wunschgemäß eine positive oder negative Aufladung der Pulverpartikel zu erzeugen, wenn der Schaft 810 aus solchen triboelektrisch aufladenden Materialien hergestellt ist. In der Ausführungsform der 12 wird eine konventionelle flache Spritzdüse 820 mit einem Schlitz 821 verwendet, es kann jedoch jede geeignete Düsenkonstruktion verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf 13 wird eine alternative Ausführungsform der Variante aus 12 dargestellt. Gleiche Teile sind mit den selben Bezugszeichen versehen und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt. In der Ausführungsform der 13 wurden das Aufladungsrohr 822 und der Schaft 824 an ihren vorderen Enden modifiziert, so dass sie mit einer entsprechenden Gestaltung des Düsenkörpers 826 zusammenwirken, um einen triboelektrisch aufladenden Parallelwellenweg 828 zu definieren, der stromabwärts von der Ringkammer 818 liegt. Der Wellenweg 828 ist in Form eines sanduhrartig verringerten Durchmessers im Düsenkörperhohlraum 820 realisiert. Der Schaft 824 ist mit einer entsprechenden geometrischen Gestalt ausgebildet, und das vordere Ende des Aufladungsrohres 822 stößt einfach an das hintere Ende des Düsenkörpers 826 an, so dass ein glattes durchgehendes Profil gebildet wird. Im Hohlraum des Düsenkörpers 826 wird ein Stern von mehreren radialen Beinen 832 zentriert und gehalten. Wenn erforderlich, kann der Stern 830 durch einen Stifteinsatz 834 mit dem Schaft 824 verbunden werden oder zusammengebaut sein, und an seinem vorderen Ende kann der Stern 830 verwendet werden, um eine konventionelle konische Düse 836 zu halten. Der Stern 830 ist vorzugsweise aus einem geeigneten triboelektrisch aufladenden Material hergestellt, wie zum Beispiel jenen, die vorstehend beschrieben sind. In dieser Ausführungsform arbeitet die Pistole 200" dann sowohl mit den Luftdüsen 240', dem Aufladungsrohr 822 und dem Schaft 824, die das Pulver zu Beginn aufladen, als auch einer triboelektrisch nachladenden Funktion, die durch den Parallelwellenweg 828 erzeugt wird. Obwohl in der Ausführungsform der 13 der triboelektrisch aufladende Abschnitt 828 als ein paralleles Wellenmuster dargestellt ist, soll diese Darstellung nur beispielhaft sein und nicht in einem begrenzenden Sinne verstanden werden. Fachleute auf dem Gebiet werden leicht erkennen, dass der triboelektrisch aufladende Abschnitt unter Verwendung einer Vielzahl bekannter triboelektrisch aufladender Anordnungen realisiert werden kann.

14 zeigt eine weitere Modifikation der Pistole 200' in 12. In dieser Ausführung ist der Schaft 810 in einer gering axial vorwärts gelegenen Position im Vergleich mit dem Schaft 810 in 12 eingebaut. Dieses bewirkt das Positionieren der konischen hinteren Spitze 810a des Schaftes 810 näher am Erdungsstifts 814. Dieses erhöht erheblich die Leichtigkeit, mit der der Schaft 810 während eines Spritzvorganges entladen werden kann.

14 umfasst des Weiteren das Konzept, sowohl eine anfängliche, luftdüsenunterstützte oder -induzierte triboelektrisch aufladende Funktion als auch eine zusätzliche triboelektrisch aufladende Funktion in die Pistole 200' zu integrieren. Beachte in 14 im Vergleich mit dem Beispiel der 13, dass die Luftdüsen 240' hinter dem Schaft 810 angeordnet sind. Dies stellt die luftdüseninduzierte triboelektrisch aufladende Funktion an erste Stelle, gefolgt von einer anschließenden triboelektrisch aufladenden Funktion in der Ringkammer 818. Die Luftdüsen übertragen ausreichend Energie auf die Pulverpartikel, um das Auftreffen auf die Aufladungsrohr- und Schaftflächen zum Aufladen des Pulvers zu bewirken. Der durch die Luftdüsen erzeugte Luftstrom ist ausreichend, um über die Ringkammer 818 stromabwärts einen triboelektrisch aufladenden Effekt zuzulassen, ohne einen gewundenen, welligen oder anderen konventionellen triboelektrisch aufladenden Weg zu benötigen, obwohl derartige triboelektrisch aufladende Verfahren und Konfigurationen bei Bedarf verwendet werden können.

Unter Bezugnahme auf 15 wird als nächstes eine andere Pistolenausführungsform dargestellt. Das in dieser Zeichnung dargestellte Grundkonzept wird hierin als eine "Inside-Out"-Pistole bezeichnet, weil im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Strömungsrichtung der Luftdüsen umgekehrt ist. Somit können die vorstehenden Ausführungsformen der Einfachheit halber als "Outside-In"-Pistolenkonfigurationen bezeichnet werden. In der Ausführungsform der 15 umfasst die Pistole 840 dann einen Pistolenkörper 842, der ein hinteres Ende 842a und ein vorderes Ende 842b besitzt. Das hintere Ende 842a umfasst eine Zylindersenkung, die einen Pulverrohreinsatz 844 verschiebbar aufnimmt und festhält. Der Pulvereinsatz 844 trägt einen Pulverrohrverbindungsstutzen 846 und ein Lufteinlassverbindungsstück 848. Der Einsatz 844 nimmt ein erstes Ende eines Aufladungsrohres 850 auf und trägt dieses, das aus einem geeigneten triboelektrisch aufladenden Material hergestellt ist, wie es vorstehend beschrieben ist. Das Aufladungsrohr 850 erstreckt sich durch den Pistolenkörper 842 zu einer Düsenanordnung 852. Die spezielle Konstruktion der Düsenanordnung 852 kann gemäß den Anforderungen an ein bestimmtes Sprühmuster ausgewählt werden. Im Beispiel der 15 umfasst die Düsenanordnung 852 einen Düsenkörper 852a, der einen Stern 852b hält, der an einem Ende eine herkömmliche konische Düse 852c trägt. Der Stern 852b kann radiale Beine 852d oder andere geeignete Elemente, wie Stifte, umfassen, um den Stern 852b im Düsenkörper 852a zu halten.

Der Einsatz 844 nimmt ein erstes oder Einlassende eines Luftrohres 854, das in diesem Beispiel in Form eines hohlen Schaftes realisiert ist, auf und hält dieses. Das Luftrohr 854 umfasst eine oder mehrere Luftdüsen 856, die in geeigneten Winkeln und Ausrichtungen ausgebildet sind, wie es vorstehend in Bezug auf die anderen Ausführungsformen beschrieben ist. Im Beispiel der 15 erzeugen die Luftdüsen 856 einen nach vorn zur Vorderseite der Pistole 840 gerichteten Luftstrom, jedoch radial angewinkelt, um Pulver auf die Innenfläche 858 des Aufladungsrohres 850 zu lenken. Das Einlassende 854a des Luftrohrs 854 steht in Strömungsverbindung mit dem Lufteinlassanschlussstück 848. Deshalb tritt Druckluft, die über einen Luftschlauch (nicht gezeigt) in den Lufteinlass 848 geführt wird, in das Luftrohr 854 ein und tritt durch die verschiedenen Luftdüsen 856 aus. Das Luftrohr 854 erstreckt sich im Wesentlichen koaxial mit dem Aufladungsrohr 850 und ein vorderes Ende 854b des Luftrohres 854 wird von dem Stern 852a verschlossen und gehalten.

Beispielsweise im Vergleich mit den Ausführungsformen der 2, 7, 3A3D, 4A4H und 11 besteht das Konzept der Inside-Out-Pistole darin, dass die Pulverpartikel eine wesentlich kürzere Bewegungsstrecke unter dem Einfluss der Druckluft aus den Luftdüsen 856 haben, bevor die Partikel auf die triboelektrisch aufladende Oberfläche des Aufladungsrohres 850 treffen. Dies reduziert die Luftmenge zum Erreichen einer ausreichenden Aufprallgeschwindigkeit, um eine ausreichende Aufladung des Pulvers zu bewirken, und reduziert außerdem die Menge der von den sich durch die Pistole bewegenden Partikeln verlorenen Energie. Das Luftrohr 854 kann aus einem triboelektrisch aufladenden Material hergestellt sein, um den triboelektrisch aufladenden Effekt der Konstruktion weiter zu erhöhen. Ein weiterer Vorteil dieses Inside-Out-Designs besteht darin, dass die Pistole einfacher herzustellen ist, da sie weniger Teile braucht.

16 zeigt eine Abwandlung der Inside-Out-Pistole der 15. In 16 hat die Pistole 840' einen mittigen Pistolenkörper 860, der auch als Aufladungsrohr fungiert. Der Pulvereinsatz 844' ist an einem Einlassende des Körpers befestigt, und eine Düsenanordnung 852' ist an einem gegenüberliegenden Ende des Pistolenkörpers 860 befestigt. Die Düsenanordnung 852' kann ähnlich der in 15 gezeigten oder eine andere geeignete Konstruktion sein.

Sowohl in 15 als auch 16 erstreckt sich ein Erdungsstift 862 durch den Pistolenkörper 842/860, um die triboelektrisch aufladenden Flächen und Komponenten innerhalb der Pistolen zu entladen. Der Stift 862 ist in 16 gezeigt, wobei der Stift in 15 weggelassen wurde, um die Stiftbohrung 862a zu zeigen.

17 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung mit einer manuell betätigten Pistolenkonfiguration. Vorherige Ausführungsformen hierin sind als automatische Pistolenkonfigurationen dargestellt, die zum Beispiel an Pistolenhaltevorrichtungen und Pistolenbewegungseinrichtungen befestigt sind, obwohl die Hauptelemente jener Ausführungsbeispiele in einen manuellen Pistolengriff integriert werden können, wie es beispielhaft in den 17 und 18 ausgeführt ist.

In 17 umfasst dann die Pistole 870 einen Griffabschnitt 872, der einen Auslöser 874 oder eine andere Steuerungseinrichtung zum Steuern des Pulverstromes durch die Pistole 870 besitzt. Ein Pistolenkörper 876 hält ein Pulverzuführungsschlauchverbindungsstück 878, an das ein Pulverzuführungsschlauch (nicht gezeigt) angeschlossen werden kann. Das Pulver strömt durch ein Pulververlängerungsrohr 880, das aus einem triboelektrisch aufladenden Material hergestellt sein kann. Das Verlängerungsrohr 880 wird in einer Pistolenkörperverlängerung 882 gehalten, die an einem gegenüberliegenden Ende eine Düsenanordnung 883 hält. Das Verlängerungsrohr 880 ist im Wesentlichen konzentrisch im Pistolenkörpers 876 und der Verlängerung 882 gehalten, so dass eine Ringkammer 884 vorgesehen wird. Diese Ringkammer 884 nimmt durch ein Luftrohrverbindungsstück 886, das an eine sich nach oben durch den Griff 872 erstreckende Luftleitung 886a angeschlossen ist, Druckluft auf. Ein Diffusorluftkanal 888 ist durch die Wand des Pulververlängerungsrohres 880 ausgebildet. Der Kanal 888 ist so dimensioniert, dass ein gewünschter Ausgleich zwischen in das Pulververlängerungsrohr 880 eintretender Diffusorluft und der durch die Ringkammer 884 hinunter zum Aufladungsteil 890 der Pistole 870 strömender Luft bewirkt wird.

Der Aufladungsabschnitt 890 hat in diesem Beispiel die Form einer Outside-In-Pistole und umfasst ein Aufladungsrohr 892, das an einem Ende in das vordere Ende des Pulververlängerungsrohres 880 eingesetzt ist. Das vordere Ende des Aufladungsrohres 892 wird an der Düsenanordnung 883 befestigt. Das Aufladungsrohr 892 wird von Rippen oder Beinen 894 gehalten, die die Luft von der Ringkammer 884 enthalten oder erlauben, dass die Luft durch eine Reihe von Luftdüsen 896 strömt. Die in das Aufladungsrohr 892 eintretende Luft führt die Pulverpartikel, so dass sie auf die triboelektrisch aufladende Fläche 892a des Aufladungsrohres 892 prallt, wie es in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben ist. Es wird daran gedacht, dass das Verlängerungsrohr 880 und die Düsenanordnung 882 auch aus geeigneten triboelektrisch aufladenden Materialien hergestellt sein können, um den Aufladungseffekt der Pistole 870 zu verbessern. Die Verwendung des internen Diffusorluftkanals 888 erfordert lediglich eine einzige Luftzuführung zur Pistole 870 sowohl für Diffusorluft als auch für Luft für die Düsen 896, so dass kein Bedarf mehr für eine zweite Luftöffnung an der Seite der Pistole am Abschnitt 890 besteht. Obwohl in 17 nicht gezeigt, kann ein Schaft ähnlich dem Konzept des Schaftes 810 in 15 in der Pistolenkonfiguration der 17 verwendet werden.

Das Ausführungsform der 17 hat einen Erdungsstift 893, der mit der Verlängerung 882 verbunden ist, die elektrisch leitend ist. Die Verlängerung 882 ist wiederum mit einer geerdeten Schraube 885 verbunden, die über einen geerdeten Draht 887 elektrisch geerdet ist. Die Anordnung des Erdungsstiftes 893 an einer Stelle direkt hinter oder stromaufwärts von der Stelle, an der triboelektrisch aufladende Luftunterstützungsdüsen 896 zuerst auf die Aufladungsfläche auftreffen, wird bevorzugt, weil an dieser Stelle die Oberflächenladung, die sich aufgrund der triboelektrischen Aufladung des Pulvers auf der triboelektrisch aufladenden Fläche aufbaut, einfach über den Erdungsstift 893 entladen werden kann, um die triboelektrische Aufladung des Pulvers zu unterstützen. Wenn der Erdungsstift zu weit stromaufwärts von dem Punkt des Luftstrahlaufpralls entfernt angeordnet wird, wird die sich auf der Fläche aufbauende Oberflächenaufladung nicht von dem Erdungsstift abgeführt werden. Wenn der Erdungsstift vor oder stromabwärts von der Stelle angeordnet wird, an der die triboelektrisch aufladenden Luftstrahlen auf der Aufladungsfläche auftreffen, wird das durch Auftreffen auf jene Fläche aufgeladene Pulver durch den Erdungsstift entladen, wenn das Pulver stromabwärts über den Erdungsstift strömt.

In einer typischen triboelektrisch aufladenden Pistole bewirkt das Verlängern der Länge des Pistolenlaufes stromabwärts vom triboelektrisch aufladenden Abschnitt meistens einen Ladungsverlust, bevor das Pulver durch die Düse ausgestoßen wird. In den 18AD zeigen wir eine alternative Anordnung, bei der für unterschiedliche Pistolenlängen der luftstrahlinduzierte triboelektrisch aufladende Abschnitt 890 dichter an der Düse positioniert gehalten wird, sodass der Ladungsverlust minimiert wird. In allen diesen Ausführungsformen wird es bevorzugt, dass der Erdungsstift oder das andere Erdungselement (nicht gezeigt) an einer Stelle direkt hinter der Stelle angeordnet ist, an der die triboelektrisch aufladenden, luftunterstützte Strahlen zuerst auf der Aufladungsfläche auftreffen, wie es in der Ausführungsform der 17 gemacht wird.

Unter Bezugnahme auf 19 wird als nächstes eine Spritzpistole dargestellt, die das Konzept einer Inside-Out-Pistole in einer in der Hand gehaltenen, manuellen Spritzpistolenkonfiguration integriert. Die Pistole 900 umfasst einen Pistolenkörper 902, der einen Griff 904 besitzt. Der Griff 904 kann einen konventionellen Auslösermechanismus 906 zum Steuern des Pulverstromes in die Pistole 900 umfassen. Der Körper 902 hält ein Aufladungsrohr 908 in einer Körperverlängerung 910. Das Aufladungsrohr 908 ist aus einem geeigneten triboelektrisch aufladenden Material, wie es vorstehend beschrieben ist. An einem hinteren Ende des Pistolenkörpers 902 ist eine Pulvereinlasskappenanordnung 912 befestigt, die in ähnlicher Art und Weise wie die Ausführungsformen der 15 und 16 ein Pulverschlauchanschlussstück 914 und ein Luftrohrverbindungsstück 916 umfasst (die Luft- und Pulverzuführungsleitungen sind aus Gründen der Klarheit in 19 weggelassen). Der Lufteinlass 916 steht in Strömungsverbindung mit einem Luftrohr 918, das sich in Längsrichtung von dem Einlasskopf 912 durch die Pistole 900 zu einer Düsenanordnung 920 erstreckt. In dieser Ausführungsform umfasst die Düsenanordnung eine flache Spritzdüse 922, in der ein Stern 924 eingebaut ist, der eine ähnliche Konstruktion wie der Stern 852b der 15 haben kann. Der Stern 924 hält das vordere Ende des Luftrohres 918. Das Luftrohr erstreckt sich im Wesentlichen konzentrisch durch die Pistole 900, so dass zwischen der Außenfläche des Luftrohres 918 und der Innenfläche 908a des Aufladungsrohres 908 eine Ringkammer 926 vorgesehen wird. In einem Abschnitt 928 der Pistole 900 werden durch die Wand des Luftrohrs 918 eine Reihe von Luftdüsen 930 vorgesehen, die zum vorderen Ende der Pistole nahe der Düse gerichtet sind. Die Anzahl, Stelle, Ausrichtung und Winkel der verschiedenen Luftdüsen 930 können für eine bestimmte Pistolenkonstruktion wie zuvor erläutert ausgewählt werden. Die Luftdüsen 930 müssen sich auch nicht alle an dem vorderen Ende der Pistole 900 befinden, sondern können auch mehr zum Pistolengriff hin angeordnet sein.

Pulver tritt durch das Anschlussstück 914 in die Pistole 900 ein und strömt die Ringkammer 926 entlang. Eine geeignete Dimensionierung der Ringkammer 926 kann benutzt werden, um eine triboelektrische Vorabaufladung des Pulver vorzusehen, bevor es den Abschnitt 928 der Pistole 900 erreicht. Druckluft strömt vom Inneren des Luftrohres 918 heraus zur Ringkammer 926, wodurch das Auftreffen der Pulverpartikel auf die triboelektrisch aufladende Fläche des Aufladungsrohres 908 bewirkt wird. Das Luftrohr 918 kann ebenfalls aus triboelektrisch aufladendem Material konstruiert sein, um den Aufladungseffekt auf das Pulver zu erhöhen. Obwohl die Pistole 9O0 so dargestellt ist, dass sie ein in der Pistolenverlängerung 910 angeordnetes Aufladungsrohr 918 besitzt, können diese zwei Elemente, falls notwendig, wie in der Ausführungsform der 16 ein einzelnes Rohr sein.

Wie in den vorherigen Ausführungsformen ist ein Erdungsstift 931 an einer Stelle direkt hinter der Stelle angeordnet, an der triboelektrisch aufladende, luftunterstützte Strahlen 930 zuerst auf die Aufladungsfläche auftreffen. Der Erdungsstift 931 ist mit der Verlängerung 910 verbunden, die elektrisch leitend ist. Die Verlängerung 910 ist durch eine geerdete Schraube 933 an einem geerdeten Draht 935 geerdet.

Ein weiterer Vorteil der hierin dargestellten Inside-Out-Pistolenkonfigurationen besteht darin, dass, wenn eine Aufprallschmelzverbindung an Abschnitten der Aufladungsrohrfläche entlang auftreten sollte, es ein einfacher Vorgang ist, das Luftrohr 918 einfach um einen Winkel zu drehen, der ausreichend ist, um die Luftdüsen 930 zu "sauberen" triboelektrisch aufladenden Oberflächenbereichen neu auszurichten, wo es keine Aufprallschmelzverbindung gibt. Dadurch wird den aufprallenden Pulverpartikeln eine saubere Aufladungsfläche ausgesetzt und verbessert den Aufladungswirkungsgrad bei Benutzung der Pistole. Alternativ könnte die relative axiale Position zwischen den Luftdüsen 930 und den triboelektrisch aufladenden Flächen so eingestellt werden, dass eine saubere Aufladungsfläche dem Pulver ausgesetzt wird, oder sowohl die relative axiale als auch die Drehpositionen könnten verändert werden.

20 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, die die Inside-Out-Konfiguration mit einer Outside-In-Konfiguration in einer einzigen Pistole kombiniert. In dieser Ausführungsform umfasst die Pistole 940 einen Pistolenkörper 942, der an einem Ende eine Pulvereinlasskappenanordnung 944 und an einem gegenüberliegenden Ende eine Düsenanordnung 946 trägt. Die Düsenanordnung 946 ist als konische Düse dargestellt, wobei eine Düse 948 von einem Stern 950 in ähnlicher Art und Weise wie hierin beschriebene andere Ausführungsformen gehalten wird.

Die Einlassanordnung 944 umfasst ein Pulverschlauchanschlussstück 952 und ein Luftanschlussstück 954. Das Luftanschlussstück 954 steht in Strömungsverbindung mit einem Luftrohr 956, das sich durch die Pistole zur Düsenanordnung 946 erstreckt und am vorderen Ende des Sterns 950 gehalten wird. Ein Aufladungsrohr 958 wird ebenfalls innerhalb des Pistolenkörpers 942 gehalten und umgibt das Luftrohr 956 konzentrisch, um eine zweite oder äußere Ringkammer 960 dazwischen auszubilden. Das Luftrohr 956 umfasst mehrere Inside-Out-Luftdüsen 957, die den Durchgang der Luft vom Inneren des Luftrohres in die Ringkammer 960 erlauben. Das Aufladungsrohr 958 ist mit einem Durchmesser dimensioniert, der geringer ist als der Durchmesser des Pistolenkörpers 942, wodurch ein Luftkanal oder eine zweite äußere Ringkammer 962 vorgesehen wird. Das Aufladungsrohr 958 ist außerdem mit einer Anzahl von Luftdüsen 964 versehen, so dass das Aufladungsrohr 958 auch als ein Outside-In-Luftrohr fungiert. Druckluft strömt von der zweiten oder äußeren Ringkammer 962 durch die Aufladungsrohrluftdüsen 964 in die erste oder innere Ringkammer 960. Pulver vom Einlass 952 strömt in die innere Ringkammer 960 und wird dann in dem durch die Luftdüsen 957 und 964 erzeugten Luftstrom mitgerissen. Die zwei Sätze von Luftdüsen, einer Outside-In und der andere Inside-Out, erhöhen die Pulverturbulenz erheblich und bewirken den Aufprall sowohl auf der Aufladungsrohrfläche 958a als auch der Luftrohraußenfläche 956a. Ein Erdungsstift 966 ist wie vorstehend beschrieben vorgesehen.

Druckluft tritt durch das Luftanschlussstück 954 in die Pistole ein und strömt durch das Luftrohr 956. Zusätzlich ist ein Luftkanal 968 vorgesehen, der einen Teil der Luft in die äußere Ringkammer 962 leitet. Auf diese Weise wird nur ein einziger Lufteinlass in die Pistole benötigt. Falls notwendig, kann ein Teil der Luft auch in die innere Ringkammer 960 geleitet werden, um als Diffusorluft zu fungieren, es ist jedoch unwahrscheinlich, dass dies gebraucht wird, da das Volumen der sich bewegenden Luft von allen Luftdüsen in den meisten Fällen das Pulver ausreichend zerstäuben wird. Die Pistole 940 kann auch zusätzliche Pulverströmungslängen vor dem Aufladungsvorgang umfassen, um einen triboelektrischen Voraufladungs- oder Nachaufladungseffekt zu integrieren.

Die 21-24 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. In dieser Ausführungsform trägt eine elektrisch leitende Verlängerung 972 eine Düse 974 mit einem Schlitz 976. Eine Aufladungshülse 978 ist zwischen der Düse 974 und einer Aufladungshülsenhalterung 980 eingebaut. Das Pulverzuführungsrohr 982 wird in die Aufladungshülsenhalterung 980 eingesetzt und ist an einen Pulverzuführungsschlauch 984 angeschlossen. Ein Erdungsstift 986 ist mit der Verlängerung 972 verbunden. Die Verlängerung 972 ist über eine geerdete Schraube 988 mit einem Erdungsdraht 990 verbunden. Die Aufladungshülsenhalterung 980 umfasst Luftdüsen 981, die die triboelektrische Aufladungsfähigkeit der Pistole verbessern. Die Düsen 981 beaufschlagen die Innenfläche 979 der Aufladungshülse 978, die aus einem triboelektrisch aufladenden Material konstruiert ist, wie jenes, das oben beschrieben ist. Der Erdungsstift 986 ist direkt hinter der Stelle positioniert, an der die triboelektrisch aufladenden, luftunterstützten Strahlen 981 auf die Aufladungsfläche 979 auftreffen.

Die 22 und 23 zeigen die Aufladungshülsenhalterung 980 in größerem Detail. Wie in 23 gezeigt ist, werden die Luftdüsen 981 in 90-Grad-Intervallen um den Umfang der Aufladungshülsenhalterung 980 herum angeordnet. Der Durchgang 992 für den Erdungsstift 986 ist in 23 als zwischen zwei der Luftdüsen 981 angeordnet gezeigt.

24 zeigt eine Ansicht der mit der Aufladungshülsenhalterung 980 zusammengebauten Aufladungshülse. In der Halterung 980 ist ein Passstift reibschlüssig aufgenommen. Wenn die Aufladungshülse 978 mit der Halterung 980 zusammengebaut ist, wird der Passstift 996 in einem in der Außenfläche der Hülse 978 ausgebildeten Schlitz 994 aufgenommen. Dadurch kann die Hülse 978 eine bestimmte örtliche Ausrichtung in der Halterung 980 annehmen (nachfolgend als eine erste Ausrichtung bezeichnet). In dieser ersten Ausrichtung wird ein bestimmter Teil der Innenfläche 979 der Hülse 978 von den Luftdüsen 981 beaufschlagt und durch die Reibungsaufladung des Pulvers abgenutzt. Um unterschiedliche Teile der Innenfläche 979 den Luftdüsen 981 aussetzen zu können, ist eine Anzahl solcher Schlitze an der Außenseite der Hülse 978 ausgebildet. Zum Neuausrichten der Hülse in der Halterung 980 in einer anderen örtlichen Ausrichtung würde die Hülse 978 aus der Halterung 980 gezogen und gedreht werden, um einen anderen an der Außenseite der Hülse 978 ausgebildeten Schlitz mit dem Stift 996 auszurichten, und die Hülse 978 würde dann zurück in die Halterung 980 geschoben werden. Auf diese Weise würde ein neuer Teil der Aufladungsfläche 979 von den Luftdüsen 981 beaufschlagt werden, um für das Reibungs- oder triboelektische Aufladen des Pulvers ohne die Notwendigkeit zum Ersetzen der Aufladungshülse 978 verwendet zu werden. Außerdem ist die Hülse 978 symmetrisch, so dass ihre Ausrichtung in der Halterung 90 umgekehrt werden kann, wobei das entgegengesetzte Ende der Hülse 978 in die Halterung 980 eingesetzt wird. Dieses verdoppelt die Anzahl der unterschiedlichen Ausrichtungen, die die Hülse in der Halterung 980 annehmen kann, um einen noch größeren Teil der Fläche für die Anwendung zum triboelektrischen Aufladen zur Verfügung zu stellen, bevor die Hülse 978 ersetzt werden muss.

Folglich ist einer der Vorteile dieser Ausführungsform die Anwendung eines neuen Konzeptes der Konstruktion einer oder mehrerer Komponenten der Pistole in einer triboelektrisch aufladenden Pistole, die als eine tribolelektrisch aufladende Fläche benutzt werden, um in die Pistole in mehr als einer Ausrichtung eingebaut zu werden, so dass mehr von der Oberfläche zum triboelektrischen Aufladen des Pulvers benutzt werden kann, bevor die Komponente durch eine neue Komponente ersetzt wird. Dieses erspart dem Kunden Geld, indem es dem Kunden ermöglicht, die Komponente noch mehr auszunutzen, bevor sie ersetzt wird.

Eine weitere Kostenersparnis wird dem Kunden dadurch bereitgestellt, dass die triboelektrisch aufladende Anordnung in zwei Teilen als eine Aufladungshülse und eine Aufladungshülsenhalterung ausgebildet ist. Durch Konstruieren dieser Komponenten als eine zweistückige Anordnung muss allein die Aufladungshülsenhalterung nicht ersetzt werden, die die Luftdüsen umfasst und komplizierter herzustellen ist. Somit ist die Ladungshülse 978 ein viel einfacher herzustellendes und zu ersetzendes Teil als eine Aufladungshülse, wie die in 17 gezeigte, die sowohl die Luftdüsen als auch die Aufladungsfläche umfasst.

Zu bemerken sei außerdem, dass in der Ausführungsform der 21-24 alle Luftdüsen 981 in einer einzigen vertikalen Ebene liegen. Dieses führt zu einer Anzahl von Vorteilen. Die Aufladungshülse kann kürzer sein als die Aufladungshülsen mit über die Länge der Aufladungshülse vorgesehenen Luftdüsensätzen. Außerdem wird jegliche vom hinteren Teil der Pistole eingeführte Luft allen Luftdüsen gleichmäßig zugeführt, was ein gleichmäßigeres Aufladen des Pulvers zur Folge hat. Des Weiteren befinden sich alle Pulveraufprallbereiche in der Hülse in der Nähe des Erdungsstiftes. Zusätzlich kann ein niedrigerer Druck für Luftdüsen in einer einzigen Ebene verwendet werden, was den Energiebedarf reduziert, weil es keinen Druckabfall zwischen dem ersten Satz von Luftdüsen und dem zweiten Satz von Luftdüsen gibt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung können dann verschiedene Kombinationen von luftstrahlunterstützten triboelektrisch aufladenden und triboelektrisch aufladenden Techniken in eine Spritzpistole integriert werden. Diese umfassen, sind aber nicht notwendigerweise begrenzt auf: luftstrahlunterstütztes triboelektrisches Aufladen gefolgt von triboelektrischem Aufladen; triboelektrisches Aufladen gefolgt von luftstrahlunterstütztem triboelektrischen Aufladen; ein Inside-Out-luftstrahlunterstütztes triboelektrisches Aufladen gefolgt von triboelektrischem Aufladen; triboelektrisches Aufladen gefolgt von einem Inside-Out-luftstrahlunterstützten triboelektrischen Aufladen; Inside-Out-luftstrahlunterstütztes triboelektrisches Aufladen gefolgt von einem Outside-On-luftstrahlunterstütztem triboelektrischen Aufladen; und Inside-Out-luftstrahlunterstütztes triboelektrisches Aufladen kombiniert mit Outside-In-luftstrahlunterstütztem triboelektrischem Aufladen. Es können nach Bedarf auch verschiedene triboelektrisch aufladende Materialkombinationen in einer Pistole verwendet werden, einschließlich positiv und negativ aufladender Materialien. Ein bedeutender Vorteil der luftstrahlunterstützten triboelektrisch aufladenden Pistolen besteht darin, dass ihre kurze Länge sie zum Beschichten der Innenseiten von Rohren und anderen umschlossenen Flächen geeignet macht. Die kurze Pistolenlänge erlaubt es, die Pistole durch ein Rohr zu bewegen, selbst wenn es Krümmungen unterschiedlicher Winkel hat, die für vorbekannte Spritzpistolen mit erheblicher Länge schwierig sind.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, sollte den Fachleuten auf dem Gebiet verständlich sein, dass verschiedene Änderungen gemacht werden können und Äquivalente ihre Elemente ersetzen können. Zusätzlich können viele Modifikationen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder ein Material an die Lehren der Erfindung anzupassen. Daher ist es beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die bestimmte Ausführungsform begrenzt ist, die als beste Möglichkeit zur Ausführung dieser Erfindung offenbart ist, sondern dass die Erfindung alle in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallenden Ausführungsformen umfasst.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung (200, 400, 600, 200', 200", 840, 840', 870, 900, 940, 970) zum Spritzen von Pulverbeschichtungsmaterial, die einen Pulverströmungsweg besitzt, wobei der Pulverströmungsweg eine Aufladungsfläche (412, 414, 858, 892a, 908a, 979) zum triboelektrischen Aufladen des Pulverbeschichtungsmateriales besitzt, das in Kontakt mit der Aufladungsfläche (412, 414, 858, 892a, 908a, 979) kommt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung außerdem einen Luftströmungsweg umfasst, der sich wie die Aufladungsfläche (412, 414, 858, 892a, 908a, 979) erstreckt und von dieser beabstandet ist, wobei der Luftströmungsweg durch eine Wand (222, 650, 806, 822, 854, 892, 918, 956, 958, 980), die einen oder mehrere, durch die Wand (222, 650, 806, 822, 854, 892, 918, 956, 958, 980) hindurch ausgebildete Luftkanäle (240, 430, 652, 240', 856, 896, 930, 957, 964, 981) besitzt, wobei die Luftkanäle (240, 430, 652, 240', 856, 896, 930, 957, 964, 981) in Strömungsverbindung mit einer Druckluftquelle stehen.
  2. Vorrichtung (200, 400, 600, 200', 200", 840, 840', 870, 900, 940, 970) gemäß Anspruch 1, bei der der Luftströmungsweg durch eine rohrförmige Wand (854, 918, 956) begrenzt ist, die konzentrisch in einem größeren Rohr (850, 908, 958) angeordnet ist, das die Aufladungsfläche (412, 414, 858, 892a, 908a, 979) bildet.
  3. Vorrichtung (200, 400, 600, 200', 200", 840, 840', 870, 900, 940,,970) gemäß Anspruch 2, umfassend durch die Aufladungsfläche (412, 414, 858, 892a, 908a, 979) hindurch ausgebildete Außenluftkanäle (964).
  4. Vorrichtung (200, 400, 600, 200', 200", 840, 840', 870, 900, 940, 970) gemäß Anspruch 1, bei der die Luftströmungswegwand (222, 650, 806, 822, 892, 958, 980) eine Außenfläche umfasst, die das auf die Außenfläche auftreffende Pulverbeschichtungsmaterial triboelektrisch auflädt.
  5. Spritzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Aufladungsfläche (412, 414, 858, 892a, 908a, 979) ein negativ triboelektrisch aufladendes Material umfasst, das aus der Gruppe Polyamidharzmischungen, faserverstärkte Polyamide, Aminoplastharze und Acetalpolymere ausgewählt ist.
  6. Spritzvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, außerdem umfassend einen neben der Aufladungsfläche (412, 414, 858, 892a, 908a, 979) vorgesehenen elektrischen Leiter, wobei der elektrische Leiter entweder elektrisch an Erde oder an eine Quelle elektrischen Potentials angeschlossen ist.
  7. Vorrichtung (200, 400, 600, 200', 200", 840, 840', 870, 900, 940, 970) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen Körper (860, 908), der einen Teil einer Spritzpistole bildet, wobei die Aufladungsfläche (412, 414, 858, 892a, 908a, 979) teilweise durch den Pistolenkörper gebildet wird.
Es folgen 20 Blatt Zeichnungen






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