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Spritzpistole zur Verwendung in einem elektrostatischen
Sprühüberzugsystem
Es ist schon vorgeschlagen worden, Gegenstände unter Verwendung einer Spritzpistole, die die Farbe auf mechanischem Wege, etwa durch Druckluft, zerstäubt, mit einem Farbüberzug zu versehen, wobei die Pistole an der Stelle des austretenden Sprühstrahles oder in seiner Nähe mit einer den Sprühstrahl la- dendenElektrode versehen ist, zwischen der und den zu überziehenden Gegenständen ein elektrostatisches, einen beträchtlichen Potentialgradienten besitzendes Feld aufrecht erhalten wird. Für gewöhnlich werden die zu überziehenden Gegenstände geerdet und die Ladeelektrode wird auf einem Potential beträchtlicher Höhe gehalten.
Bei manchen Ausführungsformen wurde die Pistole mit einem geerdeten, leitenden Element versehen, das im Falle einer in der Hand zu haltenden Pistole deren Griff war.
Damit man in Verbindung mit solchen Pistolen einen hohen Niederschlagswirkungsgrad erreicht, muss die den Sprühstrahl aufladende Elektrode nahe dem austretenden Sprühstrahl angeordnet sein und es ergibt sich der höchste Wirkungsgrad gewöhnlich dann, wenn sich die Ladeelektrode durch die Farbaustrittsöffnung der Pistole erstreckt. Aus Gründen der Sicherheit gegen die Gefahr der Funkenbildung und der Berührungsicherheit für die Bedienungsperson hat man in der Pistole einen Widerstand hohen Widerstandswertes nahe der Ladeelektrode angeordnet. Aus ähnlichen Überlegungen hat es sich als wünschenswert erwiesen, die tatsächliche elektrische Kapazität der Ladeelektrode oder anderer über den Widerstand mit hohem Potential beaufschlagter elektrisch leitender Elemente so niedrig wie möglich zu halten.
Im Falle einer von Hand aus zu haltenden Pistole sind ausserdem geringes Gewicht, leichte Handhabungsfähigkeit, zweckmässige und wirksame Regelung des Farbauftrages, der Luft und der Spannung besonders erwünscht. Überlegungen dieser und anderer Art ergeben eine Anzahl von Problemen, die den Entwurf einer zufriedenstellenden Spritzpistole der eingangs angeführten Art erschweren. Gegenstand der Erfindung ist es, diese Probleme zu lösen.
Zu diesem Zwecke wird ausgegangen von einer Spritzpistole zur Verwendung in einem elektrostati- schen Sprühüberzugssystem, mit einem langgestreckten Körper aus Isoliermaterial sowie mit einem Griff, mit Einrichtungen zur Bildung eines Sprühstrahles sowie einer vom Vorderende der Pistole vorragenden Elektrode und enthaltend einen Widerstand, der mit einem Ende mit der Elektrode und mit dem andern an einem Zuführungsleiter angeschlossen ist.
Bei dieser Bauweise kennzeichnet sich der Grundgedanke der Er-
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dadurch, dass die Pistolebildenden Düsenkopf im Abstand vom Griff trägt, wobei der langgestreckte Körper und der Griff durch das Gehäuse verbunden und an diesem befestigt sind und wobei das Gehäuse mit einem ersten Teil in den langgestreckten Körper ragt, und mit einem zweiten Teil den Griff mitbildet und eine geschlossene Hülse zur Aufnahme des Widerstandes besitzt und einen Teil des Zuführungsleiters einschliesst. Vorteilhaft ist es, wenn das Gehäuse einen einheitlichen, im wesentlichen L-förmigen Körper vorstellt, mit je einem rohrförmigen vorderen und hinteren Schenkel, wobei die Hohlräume derselben ineinander übergehen und der Widerstand in dem vorderen und der Zuführungsleiter in dem hinteren Schenkel untergebracht sind.
Weitere Gegenstände und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden, mehr in Einzelheiten gehenden Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen Fig. 1 die perspektivische Ansicht einer vollständigen elektrostatischen Farbspritzanlage ; Fig. 2 die Seitenansicht einer Spritzpistole ; Fig. 3 einen vergrösserten vertikalen Mittelschnitt durch die Pistole der Fig. 2 ; Fig. 4 eine Draufsicht auf die Pistole,
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teilweise in einem Mittelschnitt ; Fig. 5 die Teilschnittansicht nach Linie 5-5 der Fig. 2 in vergrössertem Massstab ; Fig. 6 eine Vorderansicht des vorderen Schenkels des Widerstandsgehäuses, eine Möglichkeit darstellend, um den Widerstand mit der Elektrode zu verbinden ; Fig. 7 einen im wesentlichen vertikalen Schnitt durch den Pistolengriff nach Linie 7-7 der Fig. 2 ;
Fig. 8 einen Schnitt nach Linie 8-8 der Fig. 2 ; Fig. 9 einen Teilschnitt nach Linie 9-9 der Fig. 7 und schliesslich Fig. 10 einen Schnitt nach Linie 10-10 der Fig. 9.
Die in Fig. 1 dargestellte Farbspritzanlage umfasst eine Spritzpistole 20, die so angeordnet ist, dass sie eine Reihe von Gegenständen 21 besprüht, die mittels einer Transporteinrichtung 22 durch eine Sprühzone geführt werden. Die Pistole 20 ist, wie noch deutlicher dargelegt werden wird, dazu eingerichtet, händisch bedient zu werden, um die durch die Sprühzone bewegten Erzeugnisse zu besprühen. Farbe wird der Pistole durch einen Schlauch 23 zugeführt, der zu einem Farbbehälter 24 führt, der, wie bekannt, unter Druck gehalten wird, um Farbe zu liefern. Die dargestellte Pistole verwendet zur Zerstäubung der Farbe verdichtete Luft, die durch eine Schlauchleitung 25 aus einer Quelle 26 unter einem geeigneten Druck zugeführt wird.
Um den aus der Pistole austretenden Sprühstrahl elektrisch zu laden, dient ein elek- trisches Kabel 27, das an die eine Klemme einer Hochspannungsquelle 28 angeschlossen ist, deren andere Klemme bei 29 geerdet ist. Die zu lackierenden Gegenstände 21 werden auf einem den Sprühnebel an- ziehenden Potential gehalten, insbesondere dadurch, dass sie elektrisch mit der Fördereinrichtung 22 ver- bunden sind, die, wie mit 30 angedeutet, geerdet ist. Die von der Energiequelle 28 gelieferte Spannung kann je nach den Umständen beträchtlich schwanken, doch liegt bei Verwendung von Pistolen der hier beschriebenen Art diese Spannung um 65 000 V.
Eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Pistole, wie sie in dem in Fig. 1 dargestellten System verwendet werden kann, ist aus denFig. 2-10 ersichtlich. Eine solche Pistole besitzt, wie aus Fig. 3 deut- licher zu entnehmen ist, ein im wesentlichen L-förmiges Gehäuse, das insgesamt mit 34 bezeichnet ist und aus Isoliermaterial besteht und einen einzigen Formkörper bildet und das aus einem vorderen und einem hinteren Schenkel 35 und 36 besteht, deren Innenräume an der Verbindungsstelle der Schenkel mit- einander in Verbindung stehen. Das Gehäuse 34 ist in einem Stück mit Flanschen versehen, die über den
Vorderschenkel 35 im Abstand verteilt sind, u. zw. ein hinterer Flansch 37, ein Zwischenflansch 38 und ein vorderer Flansch 39, von denen die beiden letztgenannten Kreisform besitzen.
Aus einem Stück mit dem Gehäuse 34 ist ausserdem ein Ansatz 40 verbunden der im Scheitel zwischen den beiden Schenkeln 35 und 36 vorgesehen ist. Der Flansch 39 und teilweise auch der Flansch 38 werden von dem hinteren Ende der Hülse 42 aufgenommen, die die Form eines zylindrischen Rohres besitzt und aus Kunststoff besteht.
Diese Hülse bildet den äusseren Teil, den man als Lauf der Pistole bezeichnen könnte. Das vordere Ende des Gehäuseschenkels 35 ist mit einem weiteren Flansch versehen, der das Vorderende der Hülse abschliesst und der für die dargestellte Pistole einen gesonderten, die Form eines Stopfens 43 aufweisenden Teil bildet. DieserStopfen besteht aus Isoliermaterial und weist o-ineduichbrechung 44 auf, die mit ihrem hinteren Ende das Vorderende des Gehäuseschenkels 35 aufnimmt, mit dem er vorzugsweise verkittet ist. Das Vorderende des Stopfens 43 trägt gleichachsig mit dem Gehäuseschenkel 35 eine Farbkappe 45, die von einer Luftkappe 46 umgeben ist, die ebenfalls von dem Stopfen 43 getragen wird. Der Stopfen 43, die Farbkappe 45 und die Luftkappe 46 werden im folgenden noch eingehender beschrieben werden.
Der Pistolengriff, der mit den Flanschen 37 und 38 verbunden ist, umfasst eine Hülse, die aus zwei sich ergänzenden Hälften 50 und 51 besteht (Fig. 7), die am besten als aus Leichtmetall bestehende Blech- stanz-oder alsspritzgussteile hergestellt sind. Zusammen ergeben die beidenGriffhälften 50 und 51 einen Griffteil und einen Ansatz- oder Kragenteil, von denen der erstgenannte den Gehäuseschenkel 36 und der letztere den Flansch 37 und den Ansatz 40 sowie jenen Teil des Flansches 38 einschliesst, der nach rückwärts über das Ende der Hülse 42 vorsteht. Zwischen den beiden Hälften des Griffgehäuses ist ein Ventilgehäuse 53 eingeschlossen, das passend innerhalb der Hülse am Ende des Laufes gesichert ist und einen Haken 54 bildet, mit dem man die Pistole aufhängen kann, wenn sie nicht in Verwendung steht.
Innerhalb der Griffhülse ist ausserdem ein metallischer Anschlussblock 55 am äusseren, unteren Ende des Griffteiles angeordnet. Zwischen dem Lauf und derr. Griffteil, u. zw. im Scheitel dieser Teile ist ein Abzugshebel 56 angeordnet, der die in dem Gehäuse 53 befindlichen Ventile steuert.
Die beiden Hälften der Griffhülse werden vorteilhaft direkt miteinander vermittels eines Bolzens 59 verbunden (Fig. 2), der im hinteren Teil des Gehäuseschenkels 36 angeordnet ist, wogegen das Ventilgehäuse 53 an dem Gehäuse mittels Schrauben 60 gesichert ist, die die Wände der Hülse durchsetzen. Wenn das Ventilgehäuse ein Kunststofformkörper ist, ist es wünschenswert, ihn mit Metalleinsätzen 61 (Fig. 3) zu versehen, die die Schrauben 60 aufzunehmen haben. Der Anschlussblock 55 wird durch eineschraube 62 an Ort gehalten, die sich durch ihn und eine Wand des Griffteiles erstreckt.
Die Griffhülse ist mit dem
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Lauf der Pistole durch dasGehäuse 34 verbunden, u. zw. etwa durch Schrauben 63 und 64 (Fig. 2), die sich durch die Gehäusewandung erstrecken und in den Flansch 37 bzw. den Ansatz 40 reichen. Flansch und Ansatz können mit Metalleinsätzen 61 versehen sein, um diese Schrauben aufzunehmen. Die Schrauben 64 sind vorteilhafterweise abgesetzt, damit sie für den Abzug 56 eine drehbare Lagerung ergeben.
Im folgenden werden nun die Einzelheiten der am Vorderende des Laufes befindlichen Teile erläutert ; sie sind am besten aus Fig. 3 ersichtlich. DieFarbkappe 45 ist in den Stopfen 43 eingeschraubt, u. zw. am Vorderende der Durchbrechung 44 und steht von derem Ende nach vorne weg ; sie ist am Vorderende des Kanales 44 mittels der inneren kegelstumpfförmigen Wandung der Luftkappe 45 abgedichtet, welch letztere vermit- tels einer einen Innenflansch besitzenden Überfangmutter 65 gehalten wird, wozu diese auf das vorstehende Ende des Stopfens 43 aufgeschraubt wird. Die Spitze der Farbkapperagt in eine Mittelausnehmung 66, die in der Stirnseite der Luftkappe vorgesehen ist, und es hat diese Öffnung einen grösseren Durchmesser als die Spitze der Farbkappe, um einen dem Durchtritt der Zerstäubungsluft dienenden Ringspalt zu bilden.
Falls gewünscht, kann die Luftkappe zusätzliche Öffnungen haben, um den Austritten Hilfszerstäubungsluft zu erlauben.
Die Farbe wird der Farbkappe durch den Mittelkanal 44 zugeführt, der über einen Durchlass 67 mit einem aussermittigen Kanal 68 in Verbindung steht, der in dem Stopfen 43 vorgesehen ist und in seine hintere Stirnseite öffnet. Ein zweiter aussermittiger Kanal 71 des Stopfens 43 liefert Zerstäubungsluft an
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durchlass 73, der in derWand derFarbkappe vorgesehen ist und in einen Ringraum 74 führt, der die Spitze der Farbkappe umgibt und mit der Öffnung 66 in Verbindung steht.
In der dargestelltenAusführungsform einerSpritzpistole ist die Luftkappe 46 mit der Luftzufuhr dienen- den Hörnern 76 versehen, die nach vorne und einwärts gerichtete Austrittsöffnungen für die den Sprühstrahl formende Luft aufweisen. Diese den Strahl formende Luft erreicht das Innere der Lufthörner über einen dritten, aussermittigen Durchlass 77 (Fig. 3), der in dem Stopfen 43 ausgebildet ist und durch einen Ringraum 78, der zwischen der Luftkappe und diesem Stopfen besteht.
Farbe, Zerstäubungsluft und die den Sprühstrahl formende Zusatzluft werden den Kanälen 68, 71 und 77 des Stopfens 43 unter der Kontrolle von Ventilen zugeführt, die in dem Gehäuse 53 vorgesehen sind. Aus einem noch zu beschreibenden Grunde ist es vorteilhaft, das Innere der Hülse 42 als einen Durchlass
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Ende der Leitung 79 ist mit einem Zerstäubungsluftauslass 80 verbunden, der in die Stirnseite des Ventilgehäuses 53 öffnet. Die Kanäle 68 und 77 des Stopfens 43 stehen mit den Rohren 81 bzw. 82 in Verbindung, deren hintere Enden mit dem Auslass 83 für die Farbe bzw. dem Auslass für den Sprühstrahl formende Luft 84, die in der Stirnseite des Ventilgehäuses vorgesehen sind, in Verbindung stehen.
Wie aus der Fig. 7 klarer ersichtlich ist, werden Luft und Farbe gesondert dem Ventilgehäuse 53 mittels Kanälen zugeführt, die sich durch den Block 53 erstrecken und an ihren inneren Enden mit Rohren 87 bzw. 88 in Verbindung stehen, die sich bis zu den Einlassöffnungen 89 und 90 (Fig. 3 und 10) des Ventilgehäuses erstrecken. Die äusseren Enden der Durchlässe des Blockes 55 sind dazu eingerichtet, die Verbindung mit der Farbleitung 23 und der Luftleitung 25 herzustellen, was mittels eines Gewindes erfolgt, in das passende Anschlussnippel 91,92 eingeschraubt werden können.
Das Ventilgehäuse 53 umfasst ein Paar von im gegenseitigen Abstand verlaufenden Schenkeln 95 und 96, die sich nach vorne und unten geneigt von dem Ventilgehäusekörper an gegenüberliegenden Seiten des Gehäuseschenkels 36 erstrecken. Jeder dieser Schenkel weist einLängsloch auf, das sich durch den ganzen Schenkel erstreckt und sich nach hinten in das Ventilgehäuse fortsetzt, wobei diese Löcher entsprechend profiliert sind, um ventilaufnehmende, Erweiterungen 97 und 98 zu bilden. Die hinterenEndendesFarb- kanales 83 und des Zerstäubungsluftkanales 80 stehen, über Querverbindungen, vgl. 83, Fig. 9, mit den Ventilräumen 97 bzw. 98 in Verbindung.
Die Ventilräume stehen über Gehäusedurchlässe 100 und 101, die nahe dem hinteren, oberen Ende der Ventilräume vorgesehen sind, mit den Zuführungsleitungen 89 und 90 in Verbindung.
Jeder der Ventilräume 97 und 98 enthält eine Ventilvorrichtung, die die Verbindung zwischen den bezüglichen zugeordneten Einlässen (89 oder 90) und den Auslässen (83 oder 80) herstellt. Mit Ausnahme von Unterschieden, die sich aus der Natur der Medien ergeben, von denen die Ventileinrichtungen durchflossen sind sowie aus ihrer räumlichen Anordnung hinsichtlich der Kanäle und Durchlässe die sie beherrschen, können diese von ähnlicher Beschaffenheit sein, so dass es genügt, nur die eine von ihnen im einzelnen zu beschreiben, Fig. 9, welche die die Farbzufuhr beherrschende Ventileinrichtung darstellt, zeigt eine Ventilhülse 103, die in der Ventilkammer 97 untergebracht ist, in einer Lage, in der sie sowohl den
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Durchlass 100 als auch den Kanal 83 axial überdeckt.
An den Enden ist die Hülse 103 mit Ausnehmungen 104 und 105 versehen, die sich durch die Hülsenwand erstrecken und mit dem Farbauslasskanal 83 bzw. dem Querdurchlass 100 in Verbindung stehen. Zwischen den Ausnehmungen 104 und 105 bildet die Hülse eine Verengung 106 mit Mittelöffnung, die dem kegelstumpfförmigen Ventilkörper 107 als Sitz dient. Der Ventilkörper 107 besitzt einen Ventilschaft 108, der sich durch den Ventilraum 97 bis über deren Ende hinaus erstreckt und deren unteres Ende zwecks Aufnahme einer Kappe 109 mit Gewinde versehen ist. Die Kappe 109 ist im unteren Ende des Ventilgehäuses 95 gleitbar geführt und steht aus diesem zwecks Zusammenwirkens mit dem Abzug 56 vor. Das Ventil 107 schliesst durch eineEinwärts-, d. h.
Abwärtsbewegung und wird durch eine Feder 111, die zwischen der Kappe 109 und einer Packung 112 angeordnet ist und den Schaft 108 an der Innenseite der Hülse 103 umgibt, gegen den Sitz gedrückt.
Wie schon weiter oben angegeben, ist die Luftzufuhr dienende Ventileinrichtung im Ventilraum 98 angeordnet und von ähnlicher Beschaffenheit, wie die soeben beschriebene. Wie Fig. 10 erkennen lässt, umfasst die in dem Ventilraum 98 untergebrachte Ventileinrichtung eine Hülse 103', die an ihrer Aussenseite mit ihre Lage bestimmenden Rippen 116'versehen ist. Um eine ungewollte Vertauschung der beiden Ventileinrichtungen in den Ausnehmungen 97, 98 zu vermeiden, sind die Rippen 1161 der Hülse 1031 in einem andern Winkelabstand voneinander angeordnet als die Rippen 116 der Hülse 103.
Die Hülse 103 ist in der Ventilausnehmung 97 gleitbar und wird in einer Endlage durch das Zusammenwirken mit einem Verschlusskopf 113 gehalten, der in das äussere Ende der Ventilausnehmung 97 eingeschraubt ist. Eine Druckfeder 114 umgibt die bereits genannte Feder 111 und wirkt zwischen der Basis der Ausnehmung 97 und der Packung 112, damit das obere Ende der Hülse 103 an den Verschlusskopf 113 stösst. Ausserdem arbeitet die Feder 114 mit der Feder 111 im Sinne einer Pressung der Packung 112 zusammen, wodurch eine Dichtungswirkung sowohl hinsichtlich des Ventilschaftes 108 als auch der Wandung der Ventilkammer 97 erzielt wird. Um Undichtheiten über den Aussenumfang der Hülse 103 zu vermeiden, weist letztere zwischen den Durchbrechungen 104 und 105 einen Dichtungsring 115 auf, der in einer Ringnut der Hülse sitzt.
Zweckmässigerweise besitzt die Feder 114 im entspannten Zustand eine entsprechende Länge, damit nachEntfernung desVerschlusskopfes 113 die Hülse 103 durch die Feder in eine Lage gehoben wird, in der sie über das Gehäuse 53 vorsteht, damit sie erfasst und so das ganze Ventil aus der Ventilkammer entfernt werden kann.
Um die Hülse 103 hinsichtlich ihrer Drehlage zu orientieren und zu sichern, dass die Durchlässe 104 und 105 mit den Durchlässen 83 bzw. 100 übereinstimmen, weist die Hülse 103 aussen wenigstens eine lagebestimmende Rippe 116 auf, die je in eine Nut eingreift, die in der Wandung der Ventilkammer 97 ausgeführt ist.
Das in der Hülse 103'untergebrachte Ventil 107'steuert vorteilhafterweise sowohldieZerstäubungs- luft als auch die den Sprühstrahl formende Luft. Zu diesem Zwecke ist das Ventilgehäuse 53 (Fig. 7) mit
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erkennt, kann die Geschwindigkeit, mit der die den Sprühstrahl formende Luft aus dem Auslass 84 bei offenem Ventil 107'stroomt, durch ein einstellbares, mit dem Durchlass 84 gleichachsiges, vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestelltes Nadelventil 119 geregelt werden.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass die den Sprühstrahl ladende Elektrode 120 sich durch die Farbkappe 45 nach vorne erstreckt und innerhalb der Farbkappe von einem Träger 121 getragen ist ; letzterer besteht ausIsoliermaterial. Dieser. Träger durchsetzt die Farbkappe von hinten her und besitzt einen Flansch 122, der am inneren Ende der Farbkappe aufsitzt. Hinter dem Flansch 122 setzt sich der Träger mit vermindertem Durchmesser fort und endet mit seinem inneren Ende in einem Kopf 123, der in die Öffnung 44 des Stopfens 43 passt. Flansch 122 und Kopf 123 sind derart im Abstand voneinander angeordnet, dass die Farbleitung 67 zwischen sie mündet.
Der Körper des Trägers 121 ist an seiner Aussenseite dermassen mit Nuten versehen, die sich nach rückwärts durch den Flansch 122 fortsetzen, dass Durchlässe gebildet sind, durch die die Farbe die Stirnseite der Farbkappe 45 erreichen kann. Die Elektrode 120, die vorzugsweise aus Klaviersaitendraht besteht und einen Durchmesser von etwa 0, 5 mm aufweist, erstreckt sich vollständig durch den Träger 121 und steht hinten über den Kopf 123 vor ; der hinten vorstehende Teil ist zu einer kurzen Wendel 124 geformt, die auf eine noch zu beschreibende Weise elektrisch mit dem vorderen Ende des Widerstandes 125 verbunden ist, der sich in dem vorderen Schenkel 35 des Gehäuses 34 befindet.
Der Widerstand 125 ist-bekannter Beschaffenheit und besitzt ein Widerstandselement in Form eines oder mehrerer gewendelterStreifen 126 aus einer leitenden Schicht, die an der Aussenseite eines keramischen Rohres 127 niedergeschlagen ist. An seiner Vorderseite geht der Streifen 126 in einen Ring 128 aus
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Ende 124 der Elektrode 120 eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen, können einen Einsatzkörper 130 umfassen, der im vorderen Ende des Kernes 127 untergebracht ist.
Dieser Einsatzkörper besitzt einen Kopf 131, der an seiner Vorderseite mit einer sich diametral erstreckenden seichten Nut 132 (Fig. 6)
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U-förmigen Leiter 133, der vorzugsweise aus weichem Kupfer besteht und der mit seinem Stegteil in der Nut 132 liegt, wogegen seine parallelen Schenkel die vorhin erwähnten Löcher durchsetzen und um den Körper des Einsatzkörpers herumgebogen sind, um gegen die mit dem leitenden Belag bedeckten Oberflächenbereiche des Widerstandskernes 127 anzuliegen.
Die im Kopf 131 vorgesehene Nut 132 besitzt eine Tiefe, die etwas geringer ist als der Durchmesser des Drahtes, so dass dieser Draht ein wenig über die Stirnfläche des Kopfes vorsteht, um mit dem hinteren gewendelten Ende 124 der Elektrode 120 einen Kontakt herzustellen. Um zwischen dem hinteren Ende der Elektrode und dem Leiter 133 eine elektrische Verbindung unabhängig davon zu sichern, wie die Elektrode um ihre Achse orientiert ist, kann es wünschenswert sein, auf dieStirnfläche desKopfes 131 über'den freiliegenden Leiter 133 eine kleine Menge eines leitenden Kittes anzubringen, der die wirksame Fläche der leitenden Oberfläche, die von dem hinteren Ende der Elektrode erreicht werden kann, für die Zwecke der Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung vergrössert.
Ein solcher Kitt, der durch die punktierte Fläche 134 in Fig. 6 angedeutet ist, dient auch dem nützlichen Zweck des Verschlusses der Öffnungen durch die die parallelen Schenkel des Leiters 133 hindurchtreten.
Die im vorhergehenden beschriebenenEinrichtungen schaffen eine elektrische Verbindung zwischen dem stirnseitigen Ende des Widerstandes und der Elektrode und ermöglichen es, nach Entfernung der Luftkappe die Elektrode und ihren Träger zwecks Reinigung herauszunehmen. Gleichzeitig besitzen diese Verbindungsmittel eine so geringe wirksame elektrische Kapazität, dass die von ihnen und der Elektrode gespeicherte Energie in harmloser Weise unschädlich gemacht wird, wenn die Elektrode einem geerdeten Gegenstand genähert wird oder diesen berührt.
Es ist gefunden worden, dass Farbpigmente die Neigung zeigen, sich von der Flüssigkeit zu trennen und sich in der Nachbarschaft leitender Teile, denen die Farbe ausgesetzt ist, zu sammeln und dass diese Neigung sehr stark vermindert werden kann, wenn man von solchen geladenen leitenden Elementen den fliessenden Farbstrom möglichst fernhält.
Es ist daher wünschenswert, dass der Kopf 123 des Elektrodenträgers eine ziemlich enge Passung innerhalb der Öffnung 44 aufweist, so dass die Farbe in dem Raum, in dem die Verbindung zwischen dem hinteren Ende der Elektrode und dem Leiter 133 hergestellt wird, stark stagniert.
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in Fig. 5 mit 138 bezeichnet, über die gebogenen Enden des Leiters 133 aufgebracht, um den Raum zwi- schen dem Kopf 131 und den benachbarten Enden des Gehäuseschenkels und des Widerstandes 125 auszufüllen und abzudichten. Anschliessend kann der leitende Kitt 136 (Fig. 6) auf dieStirnfläche des Stopfens 131 aufgebracht werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines biegsamen Hochspannungskabels 27 ist in Fig. 3 dargestellt.
Dieses Kabel besteht aus einem zentralen dünnen. Draht 140, der einen Überzug 141 aus einem leitenden Kunststoff eines Aussendurchmessers von etwa 3 mm aufweist. Der leitende Überzug 141 ist von einem isolierenden Kunststoff 142 überzogen, der einen Aussendurchmesser von etwa 9 mm aufweist und ein Panzerdrahtgeflecht 143 trägt. Das Geflecht 143, das seinerseits von einer äusseren Hülse eines leitenden Kunststoffes umgeben ist, ist am Generator 28 geerdet. Der Hinweis auf die Verwendung leitender Kunststoffe bedeutet nicht, dass ihre Leitfähigkeit sehr gut sein soll. Die Aussenhülse 144 muss nur hinreichend leitend sein, um Ladungen, die von Ionen oder andern geladenen Teilchen stammen, die auf die Hülse auftreffen, an die geerdete Abschirmung 143 abzugeben, um so den Aufbau stärkerer Oberflächenladungen des Überzuges 144 auszuschliessen.
Die Leitfähigkeit des inneren Überzuges 141 braucht nur ein Mass zu erreichen, dass dieser Überzug die Funktion einer elektrischen Abschirmung zu erfüllen imstande ist, die den Aufbau eines zur Bildung einer Coronaentladung ausreichenden, örtlichen Potentialgradienten der an Bruchstellen zwischen dem Überzug und dem Metalleiter 140 auftreten könnte, ausschliesst.
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; die Aussenhülseendet innerhalb und die Drahthülse 143 etwa an der Innenstirnseite des Blockes. Eine bevorzugte Art der Sicherung desKabels an der Pistole besieht darin, dass die das Kabel aufnehmende Öffnung des Blockes an ihrem inneren Ende aufgebohrt ist und dass das Ende der Umflechtung aufgeweitet und die Aufbohrung mit einer niedrig schmelzenden Legierung, z. B. Wood'schem Metall oder einem elektrisch leitenden Kitt ausgefüllt wird, um einen Ring 145 zu bilden.
Das Material hüllt das Ende der Umflechtung ein und verhindert deren Bewegung, indem es mechanisch und elektrisch mit dem Block verbunden wird. Der Mittel- draht 140 und seine beiden Kunststoffhülsen laufen im hinteren Gehäuseschenkel 36 weiter nach oben bis zu einem Punkt, der dem hinteren Widerstandsende 137 benachbart ist, wo die beiden Plastiküberzüge enden und ein kurzes vorstehendes Ende des Drahtes zu einem Knäuel geformt wird, wie dies bei 146 angedeutet ist, um in einen wirksamen Kontakt mit der Klemme 137 zu treten. Der Ring 145 bildet nicht nur einen Kopf, der ein Herausziehen des Kabels 27 aus der Pistole verhindert, sondern verbindet auch die Drahtpanzerung 143 und denMetallblock miteinander und erdet dadurch dieGriffhülse 50, 51, indem diese mit der Panzerung elektrisch verbunden wird.
Es hat sich als wichtig herausgestellt zu sichern, dass die Farbe nicht mit dem Widerstand 125 in Berührung kommt undzu diesem Zwecke ist dasGehäuse 34 zwischen dem vorderen Ende des vorderenschenkels 35 und dem unteren Ende des hinteren Schenkels 36 fugenlos ausgeführt. Der auf die Stirnseite des Stopfens 131 und zwischen diesen Kopf und das vordere Ende des Gehäuseschenkels 35 aufgebrachte Kitt versiegelt das Innere des Gehäuses 34 an dessen stirnseitigem Ende, wogegen ein Dichtungsring 148, der die Zuleitung 142 umgibt, eine ähnliche Aufgabe am hinteren Gehäuseende erfüllt.
Polyäthylen ist ein zur Herstellung des Gehäuses 34 besonders geeignetes Material, obgleich auch andere formbare Plasten, soferne sie entsprechende elektrische Eigenschaften aufweisen, gewünschtenfalls verwendet werden können. Der Stopfen 43 besteht aus einem etwas härteren und steiferen Material, z. B. Acetalharz. Die Hülse 42 besteht vorzugsweise aus einem textilverstärkten Epoxyharz, aber auch hier kann man ein anderes Material entsprechender Festigkeit verwenden. Die innerhalb des Laufes untergebrachten Luft- und Farbleitungen können aus jedem geeigneten Isolierstoff bestehen.
Da das Ventilgehäuse 53 in Berührung mit der leitenden Handgriffhülse 50, 51 steht, die, wie schon bemerkt, geerdet ist, kann es aus Metall bestehen ; man wird aber das Ventilgehäuse aus wirtschaftlichen Gründen aus einem ge- eigneten masshaltigen Kunststoff herstellen, wie etwa glasfadenverstärktem Superpolyamidwerkstoff. Der Abzug 56 und die Farb- und Luftröhre 87 und 88, die sich innerhalb des Griffes befinden, bestehen wünschenswerterweise aus Metall.
In einer nach den vorstehenden Gesichtspunkten beschaffenen Pistole sind alle elektrisch leitenden Teile mit Ausnahme der Elektrodenspitze 120 im hinteren Ende der Pistole angeordnet und der einzige solche Teil beträchtlicher Grösse und Kapazität (hinsichtlich des Griffes) befindet sich dank seiner elektrischen Verbindung mit der Kabelpanzerung 143 in Verbindung mit Erde. Der Widerstand, der von einem in der Spannungsquelle 28 befindlichen zusätzliche Widerstand 150 vergrössert ist (Fig. l) begrenzt den Stromfluss zur Elektrode 120 und die Werte dieser Widerstände können auf die Ausgangsspannung der Spannungsquelle abgestimmt werden, um zu sichern, dass eine von der Elektrode aufrecht erhaltene Entladung nicht zu einer Feuersgefahr wird oder, falls sie auf die Bedienungsperson wirken sollte, nicht bedenklich
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wird.
Für eine Leistungseinheit 28 mit einer eingestellten Ausgangsspannung von 65 kV wird dieses Resultat dadurch gesichert, dass die Widerstände 125 und 150 der Leistungseinheit Werte von 160 bzw. Megohm aufweisen. Der Widerstand 125 soll natürlich eine Länge besitzen, die eine Funkenbildung zwischen seinen Klemmen bei dem zwischen ihnen möglichen maximalen Spannungsabfall ausschliesst und der hintereGehäuseschenkel sollte eine Länge besitzen, die ausreichend ist, um eine Funkenbildung zwischen dem Leiterende 146 und dem geerdeten Block 55 oder derGriffhülse 50, 51 auszuschliessen. Im Falle der eben angegebenen Spannungs- und Widerstandswerte kann der Widerstand 125 eine Länge von etwa 11, 5 cm und der Gehäuseschenkel 36 eine Länge von etwa 12, 5 cm besitzen.
Zwecks Zusammensetzens des Laufes der Pistole empfiehlt es sich, nachdem die hintere Widerstandsklemme 137 und der Stopfen 130 eingesetzt worden sind, zuerst das Zerstäubungsluftrohr 79 in Lage zu bringen und mit den Gehäuseflanschen 37 und 38 zu verkitten, und die längeren Luftleitungen 81 und 82 in den Stopfen festzukitten. Sodann wird der Stopfen 43 im Vorderende der Hülse 42 festgekittet und die Hülse über den vorderen Gehäuseschenkel 35 geschoben, wobei die Rohre 81 und 82 in die Gehäuseflansche ein-und durch sie hindurchtreten ; das Vorderende des Gehäuseschenkels 35 wird in das hintere Ende der Mittelöffnung des Stopfens 43 eintreten.
Es ist wünschenswert, die Rohre 81 und 82 mit den Flanschen, die sich am vorderen Ende des Gehäuses befinden zu verkitten ; das vordere Ende des Gehäuseschenkels 35 wird in dieöffnuhg 44 eingekittet. Die Hülse 42 wird inLage gesichert, wozu sie mit den Gehäuseflanschen 38 und 39 verkittet werden kann.
Wenn es sich erweist, dass es schwierig ist, einen Kitt zu finden, der, wie vorliegendenfalls für die angegebenen Baustoffe eine gute Verbindung sowohl mit der Hülse als auch dem Stopfen und den Gehäuseflanschen gewährleistet, können die letztgenannten Teile in ihren mit der Hülse in Berührung kommenden Oberflächenbereichen, wie bei 157 angedeutet, ringförmige, mit Kitt gefüllte Rillen erhalten, welcher Kitt sich gut mit der Hülse bindet und der nach Erhärtung in der Hülse umlaufende Rippen bildet, die mit den Nuten im Stopfen und der Gehäuseflansche eine innige Bindung eingehen.
Das Ventilgehäuse 53 kann Bestandteil einer fertigen Montageeinheit sein, bestehend aus dem Block 55 und dem Farbrohr 87 sowie dem Luftrohr 88, welche Rohre sich zwischen diesem Block und den Einlassöffnungen des Ventilgehäuses erstrecken und wobei diese Rohre in bezügliche Ausnehmungen des Blockes bzw. des Ventilgehäuses eingekittet sein können. Vorzuziehen ist jedoch eine Ausführung, bei der das Ventilgehäuse aus dem Lauf zusammen mit den restlichen Bestandteilen der Montageeinheit leicht herausgezogen werden kann und daher sind die Auslassöffnungen des Ventilgehäuses (vgl.
Fig. 3 und 4) mit Dichtungsringen 158 versehen, die die hinteren Enden der im Lauf angeordneten Rohre 79, 81 und 82 auf- nehmen. Bevor diese vorhin'erwähnte Montageeinheit in den Lauf eingesetztwird, wird das Hochspannungskabel, dessen verschiedene Überzüge einschliesslich der Panzerung zuvor passend abgezogen wurden, durch die für diesen Zweck im Block 55 vorgesehene Öffnung hindurchgezogen und wie bereits beschrieben, an dem Block gesichert.
Anschliessend wird das abgestreifte Kabelende in den hinteren Gehäuseschenkel 36 eingesetzt und das verknäuelteEnde 146 des Mitteldrahtes 140 in festen Kontakt mit der Klemme 137 des Widerstandes 125 gedrückt und das Ventilgehäuse 53 an dem hinteren Ende der Rohre 79, 81 und 82 gesichert. DieAnbringung derGriffhälften 50 und 51 stellt die Pistole bis auf das Einsetzen der Elektrode 120 mit ihrem Träger 121 und die Anbringung der Farb- und der Luftkappen fertig.
Die Tätigkeit der Pistole wird vom Abzug 56 gesteuert. Solange der Abzug nicht gedrückt wird, hal-
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und Luftventil107Luftquelle unterworfen sind. Wenn der Abzug nach hinten bewegt wird, wird die Kappe 109 des Ventilschaftes 108 erfasst und beide Ventilteile werden nach hinten verstellt, wodurch beide Ventile geöffnet werden. Vorzugsweise ist die Pistole mit einstellbaren Einrichtungen versehen, um eine bestimmte Aufeinanderfolge des Öffnens der beiden Ventile bei Niederdrücken des Abzuges sicherzustellen. Diese Einrichtungen umfassen in der dargestellten Pistole Schrauben 160, die in dem Abzug 56 in einer Lage angeordnet sind, um mit den entsprechenden Kappen der Ventilstangen zusammenzuarbeiten.
Der Abzug trägt ferner eine dritte Einstellschraube 161, in einer Lage, um mit dem Griffteil der Griffhülse 50, 51 zusammenzuwirken und dadurch das Öffnen beider Ventile zu begrenzen. Falls gewünscht, kann der Abzug auch so ausgeführt werden, dass er die Erregung der Hochspannungsquelle steuert, z. B. indem man in die zu dieser Quelle führende Zuführungsleitung einen normalerweise offenen Schalter 162, Fig. l, einfügt, der so beschaffen ist, dass er durch in der Leitung 25 strömende Luft geschlossen wird.
Die beschriebene Pistole liefert einen Sprühstrahl, der aus hochgeladenen Farbteilchen besteht, die wirkungsvoll auf dem zu beschichtenden Gegenstand bzw. Gegenständen niedergeschlagen werden, wobei der Sprühverlust gering ist. Der allgemeine Aufbau der Pistole sichert ihr geringes Gewicht sowie leichte Handhabungsfähigkeit. Die aus Metall bestehende Griffhülse schafft einen geerdeten Griff, was dazu
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beiträgt, dieBedienungsperson aufErdpotential zu halten aber'auch eineGegenelektrode vorstellt, die den
Bestand eines durchschnittlichen Mindestpotentialgradienten für das elektrostatische Feld sichert, das sich von der den Sprühstrahl ladenden Elektrode weg erstreckt.
Die wirkende elektrische Kapazität der Lade- elektrode und die Einrichtungen, die Verwendung finden, um sie mit dem Stirnende des Widerstandes zu verbinden, werden auf einen Minimalwert gebracht, um dadurch die gespeicherte elektrische Energie, die einer Entladung zugänglich ist, auf ein Minimum zu vermindern, was für den Fall bedeutungsvoll ist, dass die Elektrode sich einer Person nähern oder einem geerdeten Gegenstand genähert werden oder damit in
Berührung kommen sollte. Das einheitliche, den Widerstand und den benachbarten Endteil des Zuführungs- leiters einschliessende Gehäuse ist frei von Verbindungsstellen, die einen Potentialweg ergeben könnten, über den Hochspannung zu geerdeten Teilen der Pistole springen oder kriechen könnte.
Die an gegenüber- liegenden Teilen des Gehäuses vorgesehenen Verkittungen schützen den Widerstand vor Berührungen mit
Farbe oderStoffen, die ihn schädigen oder seine Funktion stören könnten. Der Kontakt der Aussenseite der dünnen Wand des vorderen Gehäuseschenkels 35 mit der durch den Lauf zur Luftkappe strömenden Zer- stäubungsluft dient dazu, die durch den elektrischen Strom in dem Widerstand erzeugte Wärme abzufüh- ren und der in der Luftleitung 25 vorgesehene strömungsabhängige Schalter 162 (der an sich bekannter Art sein kann) sichert die Anwesenheit von den Widerstand kühlender Luft immer wenn der Widerstand strom- durchflossen ist. Die besondere Art, auf welche die äussere Hülse des Laufes an den Gehäuseflanschen ge- sichert ist, vergrössert die mögliche Auswahl der für die Hülse und das Gehäuse zu verwendenden Stoffe.
Derartige Merkmale tragen dazu bei, Probleme zu lösen, die bisher die Anwendungsmöglichkeiten der elektrischen Niederschlagspistolen jener Art beschränkt haben, bei der die Zerstäubung im wesentlichen auf mechanischem Wege erfolgte.
Die im vorhergehenden beschriebene Spritzpistole ist lediglich als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zu verstehen, die natürlich viele Abänderungen erlaubt und die auch nicht auf Pistolen beschränkt ist, die händisch bedient werden.
PATENTANSPRÜCHE : l. Spritzpistole zur Verwendung in einem elektrostatischenSprühüberzugssystem, mit einem langgestreckten Körper aus Isoliermaterial sowie mit einem Griff, mit Einrichtungen zur Bildung eines Sprühstrahles sowie einer vom Vorderende der Pistole vorragenden Elektrode und enthaltend einen Widerstand, der mit einem Ende mit der Elektrode und mit dem andern an einem Zuführungsleiter angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pistole ein aus Isolierstoff bestehendes Gehäuse (34) aufweist, das einen denSprühstrahl bildenden Düsenkopf (45, 46) im Abstand vom Griff (50, 51) trägt, wobei der langgestreckte Körper (42) und der Griff durch das Gehäuse verbunden und an diesen befestigt sind und wobei dasGehäuse mit einem ersten Teil (35)
in den langgestreckten Körper ragt, und mit einem zweiten Teil (36) den Griff mitbildet und eine geschlossene Hülse zur Aufnahme des Widerstandes (125) besitzt und einen Teil des Zuführungsleiters (140-144) einschliesst.
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Spray gun for use in an electrostatic
Spray coating system
It has already been proposed to provide objects with a paint coating using a spray gun which atomizes the paint mechanically, for example by means of compressed air, the gun with a spray jet at the point of the emerging spray jet or in its vicinity. The electrode is provided, between which and the objects to be coated an electrostatic field having a considerable potential gradient is maintained. Usually the objects to be coated are earthed and the charging electrode is kept at a potential of considerable height.
In some embodiments, the pistol was provided with a grounded conductive element which, in the case of a hand-held pistol, was its handle.
In order to achieve a high degree of precipitation efficiency in connection with such guns, the electrode charging the spray jet must be arranged close to the exiting spray jet and the highest degree of efficiency usually results when the charging electrode extends through the paint outlet opening of the gun. For reasons of safety against the risk of sparks and the operator's safety against contact, a resistor with a high resistance value has been arranged in the pistol near the charging electrode. For similar reasons, it has proven to be desirable to keep the actual electrical capacitance of the charging electrode or other electrically conductive elements to which a high potential is applied via the resistor as low as possible.
In the case of a hand-held pistol, light weight, easy handling, appropriate and effective control of the paint application, the air and the voltage are also particularly desirable. Considerations of this and other types give rise to a number of problems which complicate the design of a satisfactory spray gun of the type set out in the opening paragraph. The object of the invention is to solve these problems.
For this purpose, it is assumed that a spray gun for use in an electrostatic spray coating system, with an elongated body made of insulating material and with a handle, with devices for forming a spray jet and an electrode protruding from the front end of the gun and containing a resistor which is connected to a End is connected to the electrode and the other to a supply conductor.
With this construction method, the basic idea of the
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in that the gun-forming nozzle head carries at a distance from the handle, wherein the elongated body and the handle are connected by and attached to the housing and wherein the housing protrudes with a first part in the elongated body, and with a second part forms the handle and has a closed sleeve for receiving the resistor and enclosing a portion of the lead wire. It is advantageous if the housing presents a unitary, essentially L-shaped body, each with a tubular front and rear leg, the cavities of which merge into one another and the resistor is accommodated in the front leg and the supply conductor in the rear leg.
Other objects and features of the invention will become apparent from the following more detailed description and drawings. 1 shows a perspective view of a complete electrostatic paint spraying system; Fig. 2 is a side view of a spray gun; 3 shows an enlarged vertical center section through the pistol of FIG. 2; 4 is a plan view of the pistol,
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partly in a middle section; FIG. 5 shows the partial sectional view along line 5-5 of FIG. 2 on an enlarged scale; 6 is a front view of the front leg of the resistor housing showing one way of connecting the resistor to the electrode; FIG. 7 shows an essentially vertical section through the pistol grip along line 7-7 of FIG. 2;
8 shows a section along line 8-8 in FIG. 2; 9 shows a partial section along line 9-9 of FIG. 7 and finally FIG. 10 shows a section along line 10-10 of FIG.
The paint spraying system shown in FIG. 1 comprises a spray gun 20 which is arranged in such a way that it sprays a row of objects 21 which are guided through a spray zone by means of a transport device 22. The gun 20, as will be more clearly explained, is adapted to be manually operated in order to spray the products being moved through the spray zone. Paint is supplied to the gun through a hose 23 which leads to a paint container 24 which, as is known, is kept under pressure to deliver paint. The illustrated gun uses compressed air to atomize the paint, which is supplied through hose 25 from a source 26 under a suitable pressure.
An electrical cable 27, which is connected to one terminal of a high-voltage source 28, the other terminal of which is grounded at 29, is used to electrically charge the spray jet emerging from the pistol. The objects 21 to be painted are kept at a potential which attracts the spray mist, in particular by virtue of the fact that they are electrically connected to the conveying device 22 which, as indicated by 30, is grounded. The voltage provided by the power source 28 can vary considerably depending on the circumstances, but when using pistols of the type described herein this voltage is around 65,000 volts.
An embodiment of a pistol according to the invention, as it can be used in the system shown in FIG. 1, is shown in FIGS. 2-10 can be seen. As can be seen more clearly from FIG. 3, such a pistol has an essentially L-shaped housing, which is designated as a whole by 34 and consists of insulating material and forms a single molded body made up of a front and a rear leg 35 and 36, the interiors of which are in communication with one another at the junction of the legs. The housing 34 is provided in one piece with flanges that extend over the
Front legs 35 are distributed at a distance, u. between a rear flange 37, an intermediate flange 38 and a front flange 39, the latter two of which have a circular shape.
In addition, an attachment 40 is connected in one piece with the housing 34 and is provided in the apex between the two legs 35 and 36. The flange 39 and partly also the flange 38 are received by the rear end of the sleeve 42, which has the shape of a cylindrical tube and consists of plastic.
This sleeve forms the outer part, which one could call the barrel of the pistol. The front end of the housing leg 35 is provided with a further flange which closes the front end of the sleeve and which forms a separate part in the form of a plug 43 for the pistol shown. This plug is made of insulating material and has o-ineduichbruch 44, which with its rear end receives the front end of the housing leg 35, with which it is preferably cemented. The front end of the plug 43 carries, coaxially with the housing leg 35, a paint cap 45 which is surrounded by an air cap 46 which is also carried by the plug 43. The plug 43, paint cap 45 and air cap 46 will be described in more detail below.
The pistol grip, which is connected to the flanges 37 and 38, comprises a sleeve which consists of two complementary halves 50 and 51 (FIG. 7), which are best produced as sheet metal stamped or injection molded parts made of light metal. Together, the two handle halves 50 and 51 result in a handle part and a neck or collar part, of which the former includes the housing leg 36 and the latter includes the flange 37 and the neck 40 and that part of the flange 38 which extends backwards over the end of the sleeve 42 protrudes. Enclosed between the two halves of the handle housing is a valve housing 53 which is snugly secured within the sleeve at the end of the barrel and forms a hook 54 by which the pistol can be hung when not in use.
In addition, a metallic connection block 55 is arranged inside the grip sleeve at the outer, lower end of the grip part. Between the run and the Handle, u. A trigger 56 which controls the valves located in the housing 53 is arranged at the apex of these parts.
The two halves of the grip sleeve are advantageously connected directly to one another by means of a bolt 59 (Fig. 2), which is arranged in the rear part of the housing leg 36, while the valve housing 53 is secured to the housing by means of screws 60 which penetrate the walls of the sleeve. If the valve housing is a plastic molded body, it is desirable to provide it with metal inserts 61 (FIG. 3) which have to receive the screws 60. The terminal block 55 is held in place by a screw 62 which extends through it and a wall of the handle portion.
The grip sleeve is with the
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Barrel of the gun connected by the housing 34, u. between, for example, screws 63 and 64 (FIG. 2), which extend through the housing wall and reach into the flange 37 and the projection 40, respectively. The flange and shoulder can be provided with metal inserts 61 to accommodate these screws. The screws 64 are advantageously offset so that they result in a rotatable mounting for the trigger 56.
In the following the details of the parts located at the front end of the barrel will now be explained; they are best seen in FIG. The color cap 45 is screwed into the plug 43, u. zw. At the front end of the opening 44 and is facing away from the end thereof; it is sealed at the front end of the channel 44 by means of the inner frustoconical wall of the air cap 45, which the latter is held by means of a sleeve nut 65 having an inner flange, for which purpose it is screwed onto the protruding end of the plug 43. The tip of the paint cap protrudes into a central recess 66 which is provided in the end face of the air cap, and this opening has a larger diameter than the tip of the paint cap in order to form an annular gap serving for the passage of the atomizing air.
If desired, the air cap can have additional openings to allow auxiliary atomizing air to exit.
The paint is fed to the paint cap through the central channel 44, which communicates via a passage 67 with an eccentric channel 68 which is provided in the stopper 43 and opens into its rear end face. A second eccentric channel 71 of the plug 43 supplies atomizing air
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passage 73 which is provided in the wall of the paint cap and leads into an annular space 74 which surrounds the tip of the paint cap and communicates with the opening 66.
In the illustrated embodiment of a spray gun, the air cap 46 is provided with horns 76 which serve for the air supply and which have outlet openings directed forwards and inwards for the air which forms the spray jet. This air, which forms the jet, reaches the interior of the air horns via a third, eccentric passage 77 (FIG. 3) which is formed in the plug 43 and through an annular space 78 which exists between the air cap and this plug.
Paint, atomizing air and the additional air forming the spray jet are supplied to the channels 68, 71 and 77 of the plug 43 under the control of valves which are provided in the housing 53. For a reason to be described, it is advantageous to use the interior of the sleeve 42 as a passage
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The end of the line 79 is connected to an atomizing air outlet 80 which opens into the end face of the valve housing 53. The channels 68 and 77 of the plug 43 are connected to the tubes 81 and 82, the rear ends of which are connected to the outlet 83 for the paint and the outlet for the spray-forming air 84, which are provided in the end face of the valve housing Connected.
As can be seen more clearly from Fig. 7, air and paint are supplied separately to the valve housing 53 by means of ducts which extend through the block 53 and are connected at their inner ends to pipes 87 and 88, respectively, which extend up to the inlet openings 89 and 90 (Figs. 3 and 10) of the valve housing extend. The outer ends of the passages of the block 55 are set up to establish the connection with the paint line 23 and the air line 25, which is done by means of a thread into which the matching connection nipple 91, 92 can be screwed.
The valve housing 53 includes a pair of mutually spaced legs 95 and 96 which extend forwardly and downwardly from the valve housing body on opposite sides of the housing leg 36. Each of these legs has a longitudinal hole that extends through the entire leg and continues rearwardly into the valve housing, these holes being correspondingly contoured to form valve-receiving extensions 97 and 98. The rear ends of the paint channel 83 and of the atomizing air channel 80 are connected via cross connections, cf. 83, Fig. 9, with the valve chambers 97 and 98 in connection.
The valve chambers are connected to the supply lines 89 and 90 via housing passages 100 and 101, which are provided near the rear, upper end of the valve chambers.
Each of the valve chambers 97 and 98 contains a valve device which establishes the connection between the respective associated inlets (89 or 90) and the outlets (83 or 80). With the exception of differences resulting from the nature of the media through which the valve devices flow and from their spatial arrangement with regard to the channels and passages they dominate, these can be of a similar nature, so that it is sufficient to use only one of to describe them in detail, Fig. 9, which illustrates the valve means controlling the paint supply, shows a valve sleeve 103 which is housed in the valve chamber 97, in a position in which they both the
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Passage 100 and channel 83 are axially covered.
At the ends, the sleeve 103 is provided with recesses 104 and 105 which extend through the sleeve wall and are in connection with the paint outlet channel 83 and the transverse passage 100, respectively. Between the recesses 104 and 105, the sleeve forms a constriction 106 with a central opening, which serves as a seat for the frustoconical valve body 107. The valve body 107 has a valve stem 108 which extends through the valve chamber 97 to beyond the end thereof and the lower end of which is provided with a thread for the purpose of receiving a cap 109. The cap 109 is slidably guided in the lower end of the valve housing 95 and protrudes therefrom for the purpose of interacting with the trigger 56. The valve 107 closes by an inward, i. H.
Downward movement and is urged against the seat by a spring 111 which is arranged between the cap 109 and a packing 112 and which surrounds the shaft 108 on the inside of the sleeve 103.
As already indicated above, the air supply serving valve device is arranged in the valve chamber 98 and of a similar nature to that just described. As can be seen from FIG. 10, the valve device accommodated in the valve chamber 98 comprises a sleeve 103 'which is provided on its outside with ribs 116' which determine its position. In order to avoid unwanted interchanging of the two valve devices in the recesses 97, 98, the ribs 1161 of the sleeve 1031 are arranged at a different angular distance from one another than the ribs 116 of the sleeve 103.
The sleeve 103 is slidable in the valve recess 97 and is held in an end position by interacting with a closure head 113 which is screwed into the outer end of the valve recess 97. A compression spring 114 surrounds the already mentioned spring 111 and acts between the base of the recess 97 and the pack 112 so that the upper end of the sleeve 103 abuts the closure head 113. In addition, the spring 114 works together with the spring 111 in the sense of pressing the packing 112, whereby a sealing effect is achieved both with regard to the valve stem 108 and the wall of the valve chamber 97. In order to avoid leaks over the outer circumference of the sleeve 103, the latter has a sealing ring 115 between the openings 104 and 105, which is seated in an annular groove in the sleeve.
The spring 114 expediently has a corresponding length in the relaxed state so that, after the closure head 113 has been removed, the sleeve 103 is lifted by the spring into a position in which it protrudes over the housing 53 so that it is gripped and the entire valve is removed from the valve chamber can.
In order to orient the sleeve 103 with regard to its rotational position and to ensure that the passages 104 and 105 correspond to the passages 83 and 100, the sleeve 103 has on the outside at least one position-determining rib 116 which each engages in a groove that is in the Wall of the valve chamber 97 is executed.
The valve 107 'accommodated in the sleeve 103' advantageously controls both the atomizing air and the air which forms the spray jet. For this purpose, the valve housing 53 (Fig. 7) is with
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recognizes, the speed at which the air forming the spray jet flows out of the outlet 84 when the valve 107 'is open can be regulated by an adjustable needle valve 119, which is coaxial with the passage 84 and is preferably made of plastic.
It can be seen from FIG. 5 that the electrode 120 charging the spray jet extends forwards through the paint cap 45 and is carried by a carrier 121 within the paint cap; the latter consists of insulating material. This. Carrier penetrates the paint cap from behind and has a flange 122 which rests on the inner end of the paint cap. The carrier of reduced diameter continues behind the flange 122 and ends with its inner end in a head 123 which fits into the opening 44 of the plug 43. The flange 122 and head 123 are arranged at a distance from one another in such a way that the paint line 67 opens between them.
The body of the carrier 121 is provided with grooves on its outside, which continue to the rear through the flange 122, so that passages are formed through which the paint can reach the end face of the paint cap 45. The electrode 120, which is preferably made of piano wire and has a diameter of about 0.5 mm, extends completely through the support 121 and protrudes behind the head 123; the rear protruding part is formed into a short coil 124 which is electrically connected in a manner to be described later to the front end of the resistor 125 which is located in the front leg 35 of the housing 34.
Resistor 125 is of a known nature and has a resistance element in the form of one or more coiled strips 126 made of a conductive layer which is deposited on the outside of a ceramic tube 127. The strip 126 ends in a ring 128 on its front side
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To establish an electrically conductive connection at the end 124 of the electrode 120, an insert body 130 which is accommodated in the front end of the core 127 can be used.
This insert body has a head 131 which on its front side with a diametrically extending shallow groove 132 (Fig. 6)
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U-shaped conductor 133, which is preferably made of soft copper and which lies with its web part in the groove 132, while its parallel legs penetrate the previously mentioned holes and are bent around the body of the insert body to against the surface areas covered with the conductive coating of the resistance core 127 to be applied.
The groove 132 provided in the head 131 has a depth which is slightly less than the diameter of the wire, so that this wire protrudes slightly above the end face of the head in order to make contact with the rear coiled end 124 of the electrode 120. In order to ensure an electrical connection between the rear end of the electrode and the conductor 133, regardless of how the electrode is oriented about its axis, it may be desirable to apply a small amount of conductive cement to the face of the head 131 over the exposed conductor 133 , which increases the effective area of the conductive surface that can be reached by the rear end of the electrode for the purpose of making an electrically conductive connection.
Such a putty, which is indicated by the dotted area 134 in FIG. 6, also serves the useful purpose of closing the openings through which the parallel legs of the conductor 133 pass.
The devices described above create an electrical connection between the end face of the resistor and the electrode and, after removing the air cap, make it possible to remove the electrode and its support for cleaning. At the same time, these connecting means have such a small effective electrical capacitance that the energy stored by them and the electrode is harmlessly rendered harmless when the electrode approaches or touches a grounded object.
It has been found that color pigments have a tendency to separate from the liquid and to collect in the vicinity of conductive parts to which the color is exposed, and that this tendency can be reduced very much by one of such charged conductive elements keeps the flowing paint stream as far away as possible.
It is therefore desirable that the head 123 of the electrode carrier have a fairly close fit within the opening 44 so that the paint in the space in which the connection between the rear end of the electrode and the conductor 133 is made strongly stagnates.
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denoted by 138 in FIG. 5, applied over the bent ends of the conductor 133 in order to fill and seal the space between the head 131 and the adjacent ends of the housing limb and the resistor 125. The conductive cement 136 (Fig. 6) can then be applied to the end face of the plug 131.
A preferred embodiment of a flexible high voltage cable 27 is shown in FIG.
This cable consists of a central thin. Wire 140, which has a coating 141 made of a conductive plastic with an outside diameter of about 3 mm. The conductive coating 141 is covered by an insulating plastic 142, which has an outside diameter of approximately 9 mm and carries an armored wire mesh 143. The braid 143, which in turn is surrounded by an outer sleeve of conductive plastic, is grounded on the generator 28. The reference to the use of conductive plastics does not mean that their conductivity should be very good. The outer sleeve 144 only has to be sufficiently conductive in order to transfer charges, which originate from ions or other charged particles that strike the sleeve, to the earthed shield 143 in order to exclude the build-up of stronger surface charges on the coating 144.
The conductivity of the inner coating 141 only needs to reach an extent that this coating is able to fulfill the function of an electrical shield, which could build up a local potential gradient sufficient to form a corona discharge at the breakpoints between the coating and the metal conductor 140 , excludes.
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; the outer sleeve ends inside and the wire sleeve 143 approximately at the inner end face of the block. A preferred way of securing the cable to the pistol is that the cable-receiving opening of the block is drilled open at its inner end and that the end of the braid is widened and the drilled hole with a low-melting alloy, e.g. B. Wood's metal or an electrically conductive cement is filled to form a ring 145.
The material envelops the end of the braid and prevents it from moving by being mechanically and electrically connected to the block. The center wire 140 and its two plastic sleeves continue upward in the rear housing leg 36 to a point adjacent to the rear resistor end 137 where the two plastic coatings end and a short protruding end of the wire is formed into a ball, like this indicated at 146 to make effective contact with the clip 137. The ring 145 not only forms a head which prevents the cable 27 from being pulled out of the pistol, but also connects the wire armor 143 and the metal block together and thereby grounds the gripping sleeve 50, 51 by electrically connecting it to the armor.
It has been found important to ensure that the paint does not come into contact with the resistor 125 and for this purpose the housing 34 is seamless between the front end of the fore leg 35 and the lower end of the rear leg 36. The cement applied to the end face of the plug 131 and between this head and the front end of the housing leg 35 seals the interior of the housing 34 at its front end, whereas a sealing ring 148, which surrounds the supply line 142, performs a similar task at the rear end of the housing.
Polyethylene is a particularly suitable material for making the housing 34, although other malleable plastics can be used if desired provided they have appropriate electrical properties. The plug 43 is made of a somewhat harder and stiffer material, e.g. B. acetal resin. The sleeve 42 is preferably made of a textile-reinforced epoxy resin, but a different material of corresponding strength can also be used here. The air and paint lines housed inside the barrel can be made of any suitable insulating material.
Since the valve housing 53 is in contact with the conductive handle sleeve 50, 51, which, as already noted, is grounded, it can be made of metal; For economic reasons, however, the valve housing will be made of a suitable dimensionally stable plastic, such as a glass-fiber-reinforced superpolyamide material. The trigger 56 and paint and trachea 87 and 88 located within the handle are desirably made of metal.
In a pistol made according to the above aspects, all electrically conductive parts with the exception of the electrode tip 120 are arranged in the rear end of the pistol and the only such part of considerable size and capacity (in terms of the handle) is in connection with the cable armor 143 thanks to its electrical connection with earth. The resistance, which is increased by an additional resistor 150 located in the voltage source 28 (FIG. 1) limits the current flow to the electrode 120 and the values of these resistors can be matched to the output voltage of the voltage source in order to ensure that one of the electrode maintained discharge does not become a fire hazard or, if it should act on the operator, not a concern
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becomes.
For a power unit 28 with a set output voltage of 65 kV, this result is ensured by the fact that the resistors 125 and 150 of the power unit have values of 160 and megohms, respectively. The resistor 125 should of course have a length that prevents sparking between its terminals at the maximum voltage drop possible between them, and the rear housing leg should have a length sufficient to allow a spark between the conductor end 146 and the grounded block 55 or the gripping sleeve 50 To exclude 51. In the case of the voltage and resistance values just given, the resistor 125 can have a length of approximately 11.5 cm and the housing leg 36 a length of approximately 12.5 cm.
In order to assemble the barrel of the gun, after the rear resistance clamp 137 and the plug 130 have been inserted, it is advisable to first position the atomizing air tube 79 and cement it with the housing flanges 37 and 38, and the longer air lines 81 and 82 in the To cement the stopper. The stopper 43 is then cemented to the front end of the sleeve 42 and the sleeve is pushed over the front housing leg 35, the tubes 81 and 82 entering into and through the housing flanges; the front end of the housing leg 35 will enter the rear end of the central opening of the plug 43.
It is desirable to cement the tubes 81 and 82 with the flanges located at the front end of the housing; the front end of the housing leg 35 is cemented into the opening 44. The sleeve 42 is secured in position, for which purpose it can be cemented to the housing flanges 38 and 39.
If it turns out that it is difficult to find a putty which, as in the present case, ensures a good connection with both the sleeve and the plug and the housing flanges, as in the present case, for the specified building materials, the latter parts can come into contact with the sleeve Next surface areas, as indicated at 157, receive ring-shaped grooves filled with putty, which putty bonds well to the sleeve and which, after hardening, forms circumferential ribs in the sleeve, which form an intimate bond with the grooves in the plug and the housing flange.
The valve housing 53 can be part of a finished assembly unit, consisting of the block 55 and the paint pipe 87 as well as the air pipe 88, which pipes extend between this block and the inlet openings of the valve housing and these pipes are cemented into recesses in the block or the valve housing could be. However, a design is preferred in which the valve housing can be easily pulled out of the barrel together with the remaining components of the assembly unit and therefore the outlet openings of the valve housing (cf.
3 and 4) provided with sealing rings 158 which receive the rear ends of the tubes 79, 81 and 82 arranged in the barrel. Before this assembly unit mentioned above is inserted into the barrel, the high-voltage cable, the various coatings of which, including the armoring, have been appropriately removed beforehand, is pulled through the opening provided for this purpose in block 55 and secured to the block as already described.
The stripped end of the cable is then inserted into the rear housing leg 36 and the tangled end 146 of the central wire 140 is pressed into firm contact with the terminal 137 of the resistor 125 and the valve housing 53 is secured to the rear end of the tubes 79, 81 and 82. The attachment of the handle halves 50 and 51 completes the gun except for the insertion of the electrode 120 with its carrier 121 and the attachment of the paint and air caps.
The action of the pistol is controlled by the trigger 56. As long as the trigger is not pressed, hold
EMI7.1
and air valve 107 are subjected to air source. When the trigger is moved backwards, the cap 109 of the valve stem 108 is gripped and both valve parts are moved backwards, whereby both valves are opened. The pistol is preferably provided with adjustable devices in order to ensure a certain sequence of opening of the two valves when the trigger is depressed. These devices comprise screws 160 in the illustrated pistol which are positioned in the trigger 56 to cooperate with the corresponding caps on the valve rods.
The trigger also carries a third adjustment screw 161, in a position to interact with the handle part of the handle sleeve 50, 51 and thereby limit the opening of both valves. If desired, the trigger can also be designed to control the excitation of the high voltage source, e.g. By inserting a normally open switch 162, FIG. 1, in the supply line leading to this source, which switch is adapted to be closed by air flowing in line 25.
The described gun delivers a spray jet which consists of highly charged paint particles which are effectively deposited on the object or objects to be coated, the spray loss being low. The general structure of the pistol ensures its low weight and ease of use. The metal handle sleeve creates a grounded handle, what to do with it
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helps to keep the operator at ground potential but also provides a counter electrode that
Maintains a minimum average potential gradient for the electrostatic field extending away from the electrode charging the spray jet.
The effective electrical capacitance of the charging electrode and the devices that are used to connect it to the end of the resistor are brought to a minimum value in order to reduce the stored electrical energy that is accessible to a discharge to a minimum , which is meaningful in the event that the electrode is approaching a person or is being approached or is in contact with an earthed object
Touch should come. The uniform housing enclosing the resistor and the adjacent end part of the supply conductor is free from connection points which could result in a potential path through which high voltage could jump or creep to earthed parts of the gun.
The cementings provided on opposite parts of the housing protect the resistor from contact
Paint or substances that could damage it or impair its function. The contact of the outside of the thin wall of the front housing leg 35 with the atomizing air flowing through the barrel to the air cap serves to dissipate the heat generated in the resistor by the electric current and to switch the flow-dependent switch 162 provided in the air line 25 (the can be of a known type) ensures the presence of air cooling the resistance whenever the resistance is carrying current. The special way in which the outer sleeve of the barrel is secured to the housing flanges increases the possible selection of the materials to be used for the sleeve and the housing.
Such features help to solve problems which heretofore have limited the uses of electric precipitation guns of the type in which atomization is essentially mechanical.
The spray gun described above is only to be understood as an exemplary embodiment of the invention, which of course allows many modifications and which is also not limited to guns which are operated by hand.
PATENT CLAIMS: l. A spray gun for use in an electrostatic spray coating system, comprising an elongated body of insulating material and a handle, with means for forming a spray jet and an electrode protruding from the front end of the gun and containing a resistor which has one end connected to the electrode and the other Feed conductor is connected, characterized in that the gun has a housing (34) made of insulating material, which carries a nozzle head (45, 46) forming the spray jet at a distance from the handle (50, 51), the elongated body (42) and the Handle are connected by and attached to the housing and wherein the housing with a first part
protrudes into the elongated body, and with a second part (36) forms the handle and has a closed sleeve for receiving the resistor (125) and encloses part of the supply conductor (140-144).