Title:
Zerstäuber sowie Verfahren zur Beschichtung einer Oberfläche mit einem elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungsmaterial
Kind Code:
A1
Abstract:

Vorgeschlagen wird u.a. ein Zerstäuber (1) zur Beschichtung einer Oberfläche (2a) mit einem elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungsmaterial (3), insbesondere einem flüssigen oder pulverförmigen Lack, mit einem Zerstäubergehäuse (4), mit einem demselben zugeordneten Absprühelement (5) für das besagte Beschichtungsmaterial (3), mit zumindest einer Lenkluft (9) führenden Leitung (10a, 10b, 10c) und mit wenigstens einer Ionisierungsvorrichtung (11) zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials (3). Vorteilhaft ist die wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung (11) innerhalb der zumindest einen Lenkluft (9) führenden Leitung (10a, 10b, 10c) angeordnet oder integraler Bestandteil der besagten Lenkluft (9) führenden Leitung (10a, 10b, 10c).



Inventors:
Richert, Manfred, Dipl.-Ing. (38368, Rennau, DE)
Scholz, Wolfgang (38446, Wolfsburg, DE)
König, Holger (31246, Ilsede, DE)
Application Number:
DE102015213732A
Publication Date:
01/26/2017
Filing Date:
07/21/2015
Assignee:
VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT, 38440 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE102009013979A1N/A2010-09-23
DE102005000983A1N/A2006-07-20
DE102004033168A1N/A2006-02-02
DE10202711A1N/A2003-07-31
DE19909369A1N/A2000-09-21
DE1577739B2N/A1975-09-11
Foreign References:
WO2014173837A12014-10-30
JP2003236415A2003-08-26
Claims:
1. Zerstäuber (1) zur Beschichtung einer Oberfläche (2a) mit einem elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungsmaterial (3), insbesondere einem flüssigen oder pulverförmigen Lack, mit einem Zerstäubergehäuse (4), mit einem demselben zugeordneten Absprühelement (5) für das besagte Beschichtungsmaterial (3), mit zumindest einer Lenkluft (9) führenden Leitung (10a, 10b, 10c) und mit wenigstens einer Ionisierungsvorrichtung (11) zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials (3), dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung (11) innerhalb der zumindest einen Lenkluft (9) führenden Leitung (10a, 10b, 10c) angeordnet oder integraler Bestandteil der besagten Lenkluft (9) führenden Leitung (10a, 10b, 10c) ist.

2. Zerstäuber (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lenkluft (9) führende Leitung (10a, 10b, 10c) aus einem dielektrischen Material besteht oder eine Innenbeschichtung aus einem dielektrischen Material aufweist.

3. Zerstäuber (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das dielektrische Material ein Kunststoff oder eine Keramik ist.

4. Zerstäuber (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Lenkluft (9) führende Leitung (10a, 10b, 10c) eine Druckluftleitung ist.

5. Zerstäuber (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung (11) durch zumindest eine Metallspitze (12) gebildet ist, an welcher Metallspitze (12), eine Korona-Entladung bewirkend, eine Gleichspannung angelegt ist.

6. Zerstäuber (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gleichspannung aus einem Bereich von –1,5 kV bis –80 kV gewählt ist.

7. Zerstäuber (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versorgung der wenigstens einen Ionisierungsvorrichtung (11) mit elektrischer Spannung zumindest eine Spannungsleitung (15) vorgesehen ist, welche Spannungsleitung (15) von innerhalb oder von außerhalb der zumindest einen Lenkluft (9) führenden Leitung (10a, 10b, 10c) und/oder des Zerstäubergehäuses (4) an die wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung (11) herangeführt ist.

8. Zerstäuber (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Versorgung der wenigstens einen Ionisierungsvorrichtung (11) mit elektrischer Spannung zumindest eine Spannungsleitung (15) vorgesehen, welche Spannungsleitung (15) integraler Bestandteil der Lenkluft (9) führenden Leitung (10a, 10b, 10c) ist.

9. Zerstäuber (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung (11) ein Einbau- oder Einlegeteil der zumindest einen Lenkluft (9) führenden Leitung (10a, 10b, 10c) ist.

10. Verfahren zur Beschichtung einer Oberfläche (2a) mit einem elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungsmaterial (3), insbesondere einem flüssigen oder pulverförmigen Lack, mittels eines Zerstäubers (1), welcher Zerstäuber (1) ein Zerstäubergehäuse (4), ein demselben zugeordnetes Absprühelement (4) für das besagte Beschichtungsmaterial (3), zumindest eine Lenkluft (9) führende Leitung (10a, 10b, 10c) und wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung (11) zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der wenigstens einen Ionisierungsvorrichtung (11) innerhalb der zumindest einen Lenkluft (9) führenden Leitung (10a, 10b, 10c) die Lenkluft (9) ionisiert und vermittels der innerhalb der besagten Leitung (10a, 10b, 10c) ionisierten Lenkluft (9) dann außerhalb des Zerstäubergehäuses (4) das Beschichtungsmaterial (3) elektrisch aufgeladen wird.

Description:

Die Erfindung betrifft einer Zerstäuber zur Beschichtung einer Oberfläche mit einem elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungsmaterial nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Erfindung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Beschichtung einer Oberfläche mit einem elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungsmaterial nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 der Erfindung.

Seit langem ist es bekannt, die Innenlackierung von beispielsweise Fahrzeugkarosserien (insbesondere Türen, Türeinstiege, Motorraum, Kofferraum) mittels eines sogenannten Luftzerstäubers, auch als Spritzpistole bezeichnet, durchzuführen. Dabei wird der Lack durch den Einsatz von Druckluft zerstäubt. Diese einfache Technik ist seit langem im Einsatz und recht uneffektiv. Der durchschnittliche Wirkungsgrad beträgt etwa 35%. D.h., nahezu zwei Drittel der eingesetzten Lacke gehen verloren und müssen zudem am Ende entsorgt werden. Seit geraumer Zeit wird der Einsatz von wesentlich effektiveren, sogenannten Rotationszerstäubern favorisiert. Hier wird der Lack an der Außenkante eines sich schnell drehenden Absprühelements, welches bevorzugt glockenförmig ausgebildet ist, zerrissen und durch von hinten zugeführter Druckluft in Richtung der zu lackierenden Fahrzeugkarosserie gelenkt. Daher wird in diesem Zusammenhang in der Fachwelt statt des Begriffes „Druckluft“ gerne auch der Begriff „Lenkluft“ verwendet. Vermittels dieser Lenkluft wird der vom Absprühelement erzeugte kegelförmige Sprühstrahl geformt, so dass Durchmesser desselben von etwa 50–500mm erreicht werden. Hierdurch wird ein Wirkungsgrad von ca. 50% erzielt. Die Lenkluft wird im Allgemeinen über eine Druckluftleitung und Lenkluftbohrungen oder dgl. im Zerstäubergehäuse an das Absprühelement herangeführt.

In Weiterentwicklung dieses Verfahrens erfolgt der Betrieb des Rotationszerstäubers mit Hochspannung, indem der aufzubringende Lack elektrisch aufgeladen wird. Dabei bildet die geerdete Fahrzeugkarosserie den Gegenpol. Durch die elektrische Aufladung der Lackpartikel werden dieselben über das entstandene elektrische Feld bevorzugt zum Gegenpol, also zur zu lackierenden Oberfläche der Fahrzeugkarosserie geleitet. Der Wirkungsgrad kann hier über 80% betragen. Der Lack kann auf zwei verschiedene Arten elektrisch aufgeladen werden. Zum einen durch eine Direkt- oder Innenaufladung, auch als Kontaktaufladung bezeichnet, und zum anderen durch eine Außenaufladung.

Was die Direkt- oder Innenaufladung anbelangt, ist es gängige Praxis, den gesamten Zerstäuber an Hochspannung anzulegen. Nachteilig hierbei ist, dass Wasserlack, der heute nahezu ausschließlich eingesetzt wird, elektrisch leitend ist und es demgemäß sofort zu einem Kurzschluss kommen würde, sofern nicht eine Potentialtrennung zwischen dem Lack im Zerstäuber und der Lackleitung vorgesehen wird. Eine derartige Potentialtrennung kann auf verschiedene Art realisiert werden und ist in jedem Fall technisch relativ aufwendig, teuer und zudem anfällig.

Demgegenüber wird bei der Außenaufladung die Aufladung der Lackpartikel außerhalb des Zerstäubergehäuses vorgenommen, indem an fingerförmigen Elektroden des Zerstäubers eine Hochspannung von typischerweise bis –80 kV oder mehr angelegt wird. Die Elektroden haben die Geometrie einer Nadel, an deren Metallspitzen eine sogenannte Korona-Entladung stattfindet. Unter einer Korona-Entladung wird im Allgemeinen eine elektrische Entladung in einem nicht leitenden Medium, wie Luft, verstanden. Die Metallspitze emittiert dabei Elektroden, die z.B. ein neutrales Luftmolekül negativ aufladen und so ein Ion erzeugen. Es werden demgemäß während der Lackierung der Fahrzeugkarosserie negativ geladene Luftmoleküle erzeugt, die sich an die Lackpartikel heften und diese somit ebenfalls negativ aufladen. Der Wirkungsgrad einer Außenaufladung ist nicht ganz so gut wie der einer Direkt- oder Innenaufladung, jedoch immer noch höher als ohne besagte Hochspannung. Ungeachtet dessen erscheint die Außenaufladung für die Innenlackierung von Rohbau-Fahrzeugkarosserie ungeeignet, da die Elektroden zu nah an das Metall der Fahrzeugkarosserie geraten und so nachteilige elektrische Überschläge hervorrufen würden. Um diesem nachteiligen Umstand zu begegnen, wird mit der DE 10 2009 013 979 A1 ein Außen-Aufladungskonzept für einen elektrostatischen Zerstäuber vorgeschlagen, das sowohl die Innenbeschichtung als auch die Außenbeschichtung von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugkarosserien und Anbauteilen ermöglichen soll. Hierzu ist ein Elektrodenring aus einem dielektrischen Material, beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) vorgesehen, der außerhalb des Zerstäubergehäuses an demselben angeordnet ist. Im besagten dielektrischen Material sind die Elektroden vollständig oder bis auf deren nach außen gerichtete Spitze eingebettet. Die DE 10 2005 000 983 A1 beschreibt einen Ionisierungsaufsatz für ein gattungsgemäßes Sprühgerät bzw. einen Zerstäuber, welcher sowohl für eine Außen- als auch eine Innenbeschichtung geeignet sein soll. Der besagte Ionisierungsaufsatz weist eine flexibel ausgebildete Trägervorrichtung auf, die auf die Außenseite des Gerätegehäuses formschlüssig aufsetzbar bzw. dem Gerätegehäuse überstülpbar ist. In die Trägervorrichtung sind mehrere-Korona-Hochspannungselektroden integriert. Alternativ sind die Hochspannungselektroden am Ionisierungsaufsatz angeordnet. Die Elektroden sind dabei in die Luftströmung der Lenk- oder Nebenluft angeordnet. Ungeachtet der Ausführungen in dieser Druckschrift ist aufgrund der außenliegenden Elektroden eine Innenbeschichtung eines Werkstücks problembehaftet, da aufgrund der gering bemessenen Abstände zwischen dem Sprühgerät bzw. Zerstäuber und der Werkstückoberfläche Hochspannungsüberschläge zur Werkstückoberfläche nicht auszuschließen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen im Hinblick auf den Stand der Technik alternativen Zerstäuber zu schaffen, der bei Vermeidung von elektrischen Überschläge sowohl eine Außen- als auch eine Innenbeschichtung von Oberflächen respektive Werkstück-Oberflächen mit einem elektrostatischen Beschichtungsmaterial erlaubt. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zur Beschichtung einer Oberfläche respektive Werkstück-Oberfläche mit einem elektrostatischen Beschichtungsmaterial anzugeben.

Ausgehend von einem Zerstäuber zur Beschichtung einer Oberfläche mit einem elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungsmaterial, insbesondere einem flüssigen oder pulverförmigen Lack, mit einem Zerstäubergehäuse, mit einem demselben zugeordneten Absprühelement für das besagte Beschichtungsmaterial, mit zumindest einer Lenkluft führenden Leitung und mit wenigstens einer Ionisierungsvorrichtung zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung innerhalb der besagten zumindest einen Lenkluft führenden Leitung angeordnet oder integraler Bestandteil der besagten Lenkluft führenden Leitung ist.

Dadurch, dass im Unterschied zum Stand der Technik die wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung innerhalb der besagten Lenkluft führenden Leitung angeordnet bzw. integraler Bestandteil dieser Leitung ist, ist eine vergrößerte Beabstandung der Ionisierungsvorrichtung zur zu beschichtenden Oberfläche, kombiniert mit einer isolierenden Ummantelung der Ionisierungsvorrichtung realisiert und sind in der Folge elektrische Überschläge besonders wirkungsvoll sowohl bei der vorstehend beschriebenen Außen- als auch Innenbeschichtung von Werkstück-Oberflächen verhindert. Ferner ist eine äußerst effektive Ionisierung der Lenkluft zu verzeichnen. Überdies sind eine Minderung des Materialeinsatzes und der Fertigungskoste sowie eine Minderung des Energieeinsatzes zum Betreiben des Zerstäubers verzeichnen.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.

Danach besteht die zumindest eine Lenkluft führenden Leitung aus einem dielektrischen Material oder weist eine Innenbeschichtung aus einem dielektrischen Material auf. Unter einem dielektrischen Material wird allgemein ein Material verstanden, welches elektrisch schwach- oder nichtleitend und nichtmetallisch ist. Gemäß einer praxisnahen Ausführungsform dieser Erfindung ist das dielektrische Material durch einen Kunststoff, beispielsweise ein Polytetrafluorethylen (PTFE), oder durch eine Keramik gebildet. Bevorzugt ist die zumindest eine Lenkluft führende Leitung eine Druckluftleitung. Druckluftleitungen sind gängige Mittel zur Führung von Lenkluft und eignen sich demgemäß besonders zu einer innenliegenden Anordnung der Ionisierungsvorrichtung im Sinne der Erfindung. Die besagten Druckluftleitungen können dabei durch an das Zerstäubergehäuse bzw. an ein, zwei oder mehreren Lenkluftbohrungen desselben anschließbare Schlauch- oder Rohrleitungen gebildet sein. Darüber hinaus kann neben der/den Lenkluftbohrung/en im Zerstäubergehäuse auch ein Verbindungsabschnitt der Druckluftleitung, der z.B. eine außerhalb des Zerstäubetgehäuses angeordnete Schlauchleitung mit der/n Lenkluftbohrung/en verbindet, und innerhalb des Zerstäubergehäuses angeordnet sowie beispielsweise durch einen im Zerstäubergehäuse, bevorzugt einteilig mit demselben ausgebildeten Führungskanal oder durch eine in das Zerstäubergehäuse gelegte Schlauch- oder Rohrleitung gebildet ist, zur Aufnahme der Ionisierungsvorrichtung dienen, welches durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst ist. Eine besonders einfache und funktionssichere Ausführungsform der Erfindung erzielt man dadurch, dass die wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung durch zumindest eine Metallspitze gebildet ist, an welcher Metallspitze, eine Korona- bzw. Spitzenentladung bewirkend, eine Gleichspannung angelegt ist. In Versuchen wurde gefunden, dass besagte Gleichspannung weit geringer gewählt werden kann, als herkömmlich erforderlich. Herkömmlich ist bekanntermaßen Hochspannung bis –80 kV und mehr erforderlich. Nach der Erfindung kann weit geringere elektrische Spannung (Gleichspannung) als herkömmlich zur Anwendung kommen, um die auf ein eng begrenztes Volumen, nämlich das Volumen der Lenkluft-Leitung beschränkte Lenkluft elektrostatisch aufzuladen. Die besagte elektrische Spannung ist bevorzugt aus einem Bereich von –1,5 kV bis –80 kV gewählt. Zur Versorgung der wenigstens einen Ionisierungsvorrichtung mit elektrischer Spannung ist zumindest eine Spannungsleitung vorgesehen, welche Spannungsleitung von innerhalb oder alternativ von außerhalb der Lenkluft führenden Leitung und/oder des Zerstäubergehäuses an die wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung herangeführt ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Spannungsleitung integraler Bestandteil der Lenkluft führenden Leitung, also sozusagen in die besagte Lenkluft führenden Leitung bei der Herstellung derselben eingelegt. Was die wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung an sich anbelangt, kann dieselbe sowohl als ein Einbauteil als auch als ein Einlegeteil der Lenkluft führenden Leitung ausgebildet sein. Ist die Lenkluft führenden Leitung eine beispielsweise flexible Schlauchleitung oder eine Rohrleitung, ist die Ionisierungsvorrichtung bevorzugt ein Ein- bzw. Anbauteil und in die Schlauch- oder Rohrleitung eingebracht oder fungiert als Verbindungselement zweiter Schlauch- oder Rohrleitungs-Abschnitte, ist also sozusagen in die Lenkluft führende Leitung zwischengeschaltet. Ist die Lenkluft führende Leitung durch das Zerstäubergehäuse gebildet, ist die Ionisierungsvorrichtung bevorzugt ein Einlegeteil, welches bei der Herstellung des Zerstäubergehäuses nach bevorzugt einem Kunststoff-Spritzgießverfahren in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und zumindest teilweise mit Kunststoff umspritzt wird. Alternativ kann die Ionisierungsvorrichtung auch als Ein- bzw. Anbauteil des Zerstäubergehäuses ausgebildet sein, welches durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst ist.

Das Verfahren zur Beschichtung einer Oberfläche mit einem elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungsmaterial, insbesondere einem flüssigen oder pulverförmigen Lack, mittels eines Zerstäubers, welcher Zerstäuber ein Zerstäubergehäuse, ein dem Zerstäubergehäuse zugeordnets Absprühelement für das besagte Beschichtungsmaterial, zumindest eine Lenkluft führenden Leitung und wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der wenigstens einen Ionisierungsvorrichtung innerhalb der zumindest einen Lenkluft führenden Leitung die Lenkluft ionisiert und vermittels der innerhalb der besagten Leitung ionisierten Lenkluft dann außerhalb des Zerstäubergehäuses das Beschichtungsmaterial elektrisch aufgeladen wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Zerstäubers der gattungsgemäßen Art in Funktion,

2 äußerst schematisch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Zerstäuber der gattungsgemäßen Art in einem Längsschnitt,

3. die Einzelheit „Z“ nach 2 (Variante 1), und

4 die Einzelheit „Z“ nach 2 (Variante 2).

Die 1 und 2 zeigen einen Zerstäuber 1 zur Beschichtung einer Oberfläche 2a eines Werkstücks 2 mit einem elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungsmaterial 3 in Funktion. Lediglich beispielgebend ist vorliegend ein metallener Karosserierohbau eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, gezeigt, wobei der Zerstäuber 1 auf eine innenliegende Oberfläche 2a des Karosserierohbaus, welche Oberfläche 2a einen Türausschnitt begrenzt, gerichtet ist. Das Beschichtungsmaterial 3 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel flüssig und durch einen wasserhaltigen Lack gebildet. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht besagten flüssigen Lack, sondern erfasst als Beschichtungsmaterial 3 auch einen pulverförmigen Lack oder jedwedes andere an sich bekannte und mittels eines Zerstäubers 1 der nachfolgend beschriebenen Art verarbeitbare flüssige oder pulverförmige Beschichtungsmaterial 3. Der Zerstäuber 1 ist vermittels Robotik oder auch manuell handhabbar (nicht zeichnerisch dargestellt).

Der Zerstäuber 1 weist ein Zerstäubergehäuse 4 mit einem sogenannten Absprühelement 5 zum Versprühen des Beschichtungsmaterials 3 auf. Das Absprühelement 5 ist vorliegend durch ein schnell rotierendes Glockenelement gebildet, welches am Zerstäubergehäuse 4 drehgelagert ist. Vermittels eines derart gestalteten Absprühelements 5 ist ein kegelförmiger Sprühstrahl 6 mit etwa 50–300 mm Durchmesser erzeugbar. Das zu verarbeitende Beschichtungsmaterial 3 (Lack) wird vermittels einer nicht zeichnerisch dargestellten Zuführeinrichtung über eine als Hohlachse 5a ausgebildete Drehachse des Absprühelements 5 zu radial außen liegenden Materialaustrittsöffnungen 7 des Absprühelements 5 geleitet.

Gemäß 2 sind radial außerhalb der Außenkontur des vorliegend glockenförmig gestalteten Absprühelements 5 an der dem Absprühelement 5 zugewandten Stirnseite des Zerstäubergehäuses 4 bevorzugt eine Mehrzahl gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordneter Lenkluftbohrungen 8 vorgesehen. Diese Lenkluftbohrungen 8 stellen Lenkluft 9 führende erste Leitungen 10a dar. Die besagten ersten Leitungen 10a respektive Lenkluftbohrungen 8 sind über innerhalb des Zerstäubergehäuses 4 angeordnete Lenkluft 9 führende zweite Leitungen 10b an eine außerhalb des Zerstäubergehäuses 4 angeordnete Lenkluft 9 führende dritte Leitung 10c angeschlossen. Die Lenkluft 9 führenden zweiten Leitungen 10b können durch integral mit dem Zerstäubergehäuse 4 ausgebildete Luft-Führungskanäle oder innerhalb des Zerstäubergehäuses 4 verlegte Schlauch- oder Rohrleitungen gebildet sein. Die Lenkluft 9 führende dritte Leitung 10c ist bevorzugt als flexible Schlauchleitung ausgebildet, jedoch ist in diesem Fall auch eine Rohrleitung mit erfasst, sofern die aktuellen Gegebenheiten dies erlauben. Sämtliche Leitungen 10a, 10b, 10c sind Druckluftleitungen.

Gemäß den 2 und 3 ist darüber hinaus eine Ionisierungsvorrichtung 11 vorgesehen, die beispielgebend vorliegend innerhalb der Lenkluft 9 führenden dritten Leitung 10c angeordnet ist. In 2 ist besagte Ionisierungsvorrichtung 11 durch ein Blitz-Zeichen symbolisiert, da die Ionisierungsvorrichtung 11 bevorzugt auf einer Koronaentladung beruht. Im Hinblick darauf weist die besagte dritte Leitung 10c bzw. Druckluftleitung bevorzugt eine Innenbeschichtung auf, die aus einem dielektrischen Material, vorzugsweise einem Kunststoff, beispielsweise einem Polytetrafluorethylen (PTFE) besteht.

Die Erfindung ist nicht auf die Anordnung einer Ionisierungsvorrichtung 11 in der Lenkluft 9 führenden dritten Leitung 10c beschränkt, sondern erfasst auch eine Ionisierungsvorrichtung 11, die innerhalb der Lenkluft 9 führende ersten oder zweiten Leitung 10a, 10b angeordnet ist (vgl. 2). Ferner beschränkt sich die Erfindung auch nicht auf eine einzige Ionisierungsvorrichtung 11 je Leitung 10a, 10b, 10c, sondern erfasst auch zwei oder mehrere derselben je Leitung 10a, 10b, 10c. Ebenso können auch zwei oder mehr Leitungen 10a, 10b, 10c eine, zwei oder mehrere Ionisierungsvorrichtungen 11 aufweisen (nicht zeichnerisch dargestellt).

Die jeweilige Ionisierungsvorrichtung 11 ist durch zumindest eine Metallspitze 12 gebildet, an welcher Metallspitze 12, eine Korona-Entladung bewirkend, eine Gleichspannung angelegt ist. Besagte Korona-Entladung wird in der Fachwelt auch als Spitzenentladung bezeichnet (vgl. 3). In Versuchen wurde eine Gleichspannung angelegt, die aus einem Bereich von –1,5 kV bis –80 kV gewählt ist.

Wie der 3 weiter zu entnehmen ist, sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel über den Umfang verteilt vier derartige Metallspitzen 12 vorgesehen, die einenends in einer ringförmigen Haltevorrichtung 13 fixiert sind und anderenends in den Lenkluft 9 durchströmten Luftführungskanal 14 der dritten Leitung 10c hineinragen. Die ringförmige Haltevorrichtung 13 besteht aus einem dielektrischen Material, bevorzugt aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise einem Polytetrafluorethylen (PTFE), oder auch aus einer Keramik.

Zur Versorgung der Ionisierungsvorrichtung 11 respektive deren Metallspitzen 12 mit elektrischer Spannung sind vorliegend zwei Spannungsleitungen 15 vorgesehen. Die Spannungsleitungen 15 sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel integraler Bestandteil der dritten Leitung 10c und in die Wandung 16 der dritten Leitung 10c bei der Herstellung derselben eingebettet worden. Alternativ kann/können die Spannungsleitung/en 15 von innerhalb oder von außerhalb der Lenkluft 9 führenden Leitung 10c an die Ionisierungsvorrichtung 11 herangeführt sein (nicht zeichnerisch dargestellt).

Sind, wie oben bereits dargelegt, eine, zwei oder mehrere Ionisierungsvorrichtungen 11 innerhalb der ersten und/oder zweiten Lenkluft 9 führenden Leitung 10a, 10b angeordnet, kann die elektrische Spannung ebenfalls durch die Leitungen 10a, 10b, 10c hindurch, respektive im Inneren derselben an die betreffende Ionisierungsvorrichtung 11 herangeführt oder auch durch Bohrungen in den Wandungen 16 der Leitungen 10a, 10b und/oder des Zerstäubergehäuses 4 von außen an die betreffende Ionisierungsvorrichtung 11 herangeführt sein. Letztere Alternative findet bevorzugt Anwendung, wenn die Leitungen 10a, 10b als vom Zerstäubergehäuse 4 gebildete Luft-Führungskanäle ausgebildet sind (nicht zeichnerisch dargestellt).

Was die Ionisierungsvorrichtung 11 weiter anbelangt, kann dieselbe als ein Ein- bzw. Anbauteil oder als ein Einlegeteil der Lenkluft 9 führenden Leitung 10a, 10b, 10c ausgebildet sein (Variante 1). Ist die Lenkluft führenden Leitung 10b, 10c beispielsweise eine Schlauch- oder Rohrleitung, ist die Ionisierungsvorrichtung 11 vorzugsweise als vorgefertigtes Ein- bzw. Anbauteil, bevorzugt bestehend aus der vorstehend beschriebenen ringförmigen Haltevorrichtung 13 samt der Metallspitzen 12, in die Schlauch- oder Rohrleitung axial eingebracht und an der Innenmantelfläche derselben fixiert, beispielsweise mit derselben verklebt.

Alternativ dazu kann die Ionisierungsvorrichtung 11 als Verbindungselement zweiter Schlauch- bzw. Rohrleitungs-Abschnitte fungieren (Variante 2). Die Ionisierungsvorrichtung 11 ist sozusagen in die Lenkluft führende Leitung 10b, 10c zwischengeschaltet, wobei sich die wesentlichen Bestandteile der Ionisierungsvorrichtung 11, nämlich die Metallspitzen 12 innerhalb der betreffenden Leitung 10b, 10c befinden. Die die Metallspitzen 12 tragende ringförmige Haltevorrichtung 13 kann dabei innerhalb eines die beiden Schlauch- oder Rohrleitungs-Abschnitte verbindenden Verbindungsadapters 17 angeordnet sein (vgl. 4) oder alternativ selbst den Verbindungsadapter 17 ausbilden (nicht zeichnerisch dargestellt).

Die Anbindung der Spannungsleitung/en 15 kann ähnlich der vorbeschriebenen gelöst sein. Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 4 sind die Spannungsleitungen 15 integral mit dem Verbindungsadapter 17 ausgebildet bzw. in denselben eingebettet und an nicht zeichnerisch dargestellte Spannungsleitungs-Abschnitte durch z.B. Steckkontakt angeschlossen.

Ist die Lenkluft 9 führende Leitung 10a, 10b durch das Zerstäubergehäuse 4 gebildet respektive als vom Zerstäubergehäuse 4 gebildeter Luft-Führungskanal ausgebildet, ist die Ionisierungsvorrichtung 11 bevorzugt ein vorgefertigtes Einlegeteil, welches bei der Herstellung des Zerstäubergehäuses 4 nach bevorzugt einem Kunststoff-Spritzgießverfahren in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und zumindest teilweise mit Kunststoff umspritzt wird. Alternativ kann die Ionisierungsvorrichtung 11 jedoch auch als Ein- bzw. Anbauteil in dem vom Zerstäubergehäuse 4 gebildeten Luft-Führungskanal des Zerstäubergehäuses 4 angeordnet und fixiert sein/werden, welches durch die Erfindung ebenfalls mit erfasst ist (nicht zeichnerisch dargestellt).

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf 2 weiter in ihrer Funktion beschrieben. Gemäß dem Richtungspfeil 18 wird während des Betriebs des Zerstäubers 1 Beschichtungsmaterial 3, beispielsweise Lack, zum Absprühelement 5 befördert und verlässt als Sprühstrahl 6 die Materialaustrittsöffnungen 7 desselben. Der Sprühstrahl 6 trifft schließlich bestimmungsgemäß auf die Oberfläche 2a des zu beschichtenden, insbesondere metallenen Werkstücks 2 auf. Das Werkstück 2 ist geerdet.

Dem Zerstäuber 1 wird Lenkluft 9 bereitgestellt, welche Lenkluft 9 gemäß dem Richtungspfeil 19 über dritte und zweite Leitung/en 10c, 10b ersten Leitungen 10a in Form von Lenkluftbohrungen 8 zugeführt werden. Die Lenkluftbohrungen 8 sind in der dem vorgelegerten Absprühelement 5 zugewandten Stirnseite des Zerstäubergehäuses 4 angeordnet bzw. ausgebildet. Die Lenkluft 9 tritt aus den Lenkluftbohrungen 8 aus und bewirkt eine definierte Formung des Sprühstrahls 6. Es wird ein sogenannter Material- bzw. Lackkegel ausgebildet.

Innerhalb zumindest einer der Lenkluft 9 führenden Leitungen 10a, 10b, 10c, bevorzugt jedoch in der Lenkluft 9 führenden Leitung 10b oder 10c, ist wenigstens eine Ionisierungsvorrichtung 11 angeordnet. Vermittels besagter Ionisierungsvorrichtung 11 wird bevorzugt infolge Korona- bzw. Spitzenentladung die die betreffende Leitung 10a, 10b, 10c durchströmende Lenkluft 9 elektrostatisch bzw. negativ aufgeladen (e–). Die elektrostatische Aufladung wird beim Zusammentreffen der Lenkluft 9 und der Partikel des zerstäubten Beschichtungsmaterials 3 auf besagte Partikel übertragen, welche schließlich über das entstandene elektrische Feld bevorzugt zum Gegenpol (+), also zur zu lackierenden Oberfläche 2a des Werkstücks 2, beispielsweise einer Rohbaukarosserie eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, geleitet werden und sich dort anheften.

Bezugszeichenliste

1
Zerstäuber
2
Werkstück
2a
Oberfläche
3
Beschichtungsmaterial
4
Zerstäubergehäuse
5
Absprühelement
5a
Hohlachse
6
Sprühstrahl
7
Materialaustrittsöffnung
8
Lenkluftbohrung
9
Lenkluft
10a
erste Leitung
10b
zweite Leitung
10c
dritte Leitung
11
Ionisierungsvorrichtung
12
Metallspitze
13
Haltevorrichtung
14
Luftführungskanal
15
Spannungsleitung
16
Wandung (Leitung 10a, 10b, 10c)
17
Verbindungsadapter
18
Richtungspfeil (Beschichtungsmaterial 3)
19
Richtungspfeil (Lenkluft 9)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • DE 102009013979 A1 [0005]
  • DE 102005000983 A1 [0005]