DE2851006C2

DE2851006C2 - Elektrostatische Beschichtungspistole

Info

Publication number: DE2851006C2
Application number: DE2851006A
Authority: DE
Inventors: Karl St. Gallen Buchor
Original assignee: Ransburg Gema Ag StGallen; Gema Switzerland GmbH
Current assignee: Gema Switzerland GmbH
Priority date: 1977-12-08
Filing date: 1978-11-24
Publication date: 1985-01-10
Also published as: GB2009625B; DE2851006A1; FR2411039B1; CH623489A5; GB2009625A; JPS60183052U; FR2411039A1; US4196465A; JPS5486537A

Description

Elektrostatische Beschichtungspistole. mit einem in einer in der Pistole selbst ausgebildeten, parallel zum Pistolenlauf verlaufenden Kammer angeordneten Hochspannungsgenerator, der seinerseits einen Oszillator, einen Transformator und eine Spannungsvervielfacherkaskade aufweist, deren Ausgang mit im Bereich der Mündung des Pistolenlaufes angeordneten Ladeelektroden verbunden ist.

Solche Beschichtungspistolen sind bekannt. Ein Grund, weshalb der Hochspannungsgenerator in die Pistole selbst eingebaut ist. liegt darin, daß die der Pistole zuzuführende Speisespannung niedriger ist als jene der Ladeclektroden. so daß auf alle Fälle die elektrische Speiseleitung zur Pistole einer weniger aufwendigen Isolation bedarf.

Bei einer bekannten Pistole dieser Art (US-PS 99 038) weist der Hochspannungsgenerator eine Spannungsvervielfacherkaskade auf. die im wesentlichen parallel zum Pistolenlauf verlaufend in dem aus Kunststoff bestehenden, den Pistolenlauf bzw. das Sprührohr umgebenden Pistolenkörper eingegossen ist. Ein Nachteil dieser Pistole ist darin zu sehen, daß beim Versagen eines der Schaltelemente der Kaskade (Gleichrichterelement oder Kondensator) der ganze Pistolenkörper ersetzt werden muli.

Dasselbe trifft im wesentlichen für die aus der Österreichischen Patentschrift 3 26 242 bekannten Pistole zu. Bei dieser ist der Oszillator und der Transformator in einem im Griffteil der Pistole ausgebildeten Hohlraum angeordnet und über Drahtverbindungen mit der Spannungsvervielfacherkaskade verbunden, die ihrerseits in einer zum Pistolenlauf parallel verlaufenden Kammer angeordnet ist. Hier ist die Spannungsvervielfacherkaskade als ein einziges vergossenes Bauteil ausgebildet, so daß auch hier beim Versagen eines Schaltelementes in der Kaskade das ganze Bauteil zu ersetzen ist.

Ähnliches trifft mit nur geringen Unterschieden auch für die aus den CH-PS 4 96 481. 5 09 106. 5 78 379 und aus der US-PS 37 31 145 bekanntgewordenen Pistolen Ϊ.Π.

Die Unterschiede bestehen lediglich darin, daß bei den einen Pistolen der Hochspannungsgenerator oder Teile davon in dem den Lauf bzw. das Sprührohr umgebenden Pistolenkörper oder in einem Griffteil vergossen und/oder aber daß außer der Spannungsvervielfacherkaskade auch ein dieser vorgeschalteter Transformator sowie eventuell auch noch ein dem letzteren vorgeschalteter Oszillator in dem Pistolenkörper vergossen eingebaut sind.

Je mehr Schaltelemente des Hochspannungsgenerators jedoch in die Pistole selbst eingegossen werden, desto niedriger ist die Speisespannung. Dafür wird aber gleichzeitig das Risiko des Ausfallens des Hochspannungsgenerators und damit der ganzen Beschichtungspistole größer.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Beschichtungspistole der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die erwähnten Nachteile praktisch ohne Einbuße an Handlichkeit und Sicherheit weitgehend vermieden sind und die sich auf einfache und schnelle Art warten läßt.

Dieser Zweck wird bei der vorgeschlagenen Beschichtungspistole erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Oszillator und der Transformator durch je einen

-to Modul und die Spannungsvervielfacherkaskade durch mehrere Module gebildet sind, welch? Module dieselbe Querschnittsform aufweisen und. mittels Steckverbindungen elektrisch miteinander verbunden, in der Kammer säulenartig aneinander gereiht sind.

Für Merkmale bevorzugter Ausführungsformer, wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Nachstehend ist anhand der Zeichnung die Erfindung rein beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch den hinteren Teil einer Beschichtungspistole.

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch den Mündungsbereich der Pistole der Fig. 1.

1- i g. 3 einen Schnitt etwa längs der Linie III-III der Fig. 1.

Fig.4 ein elektrisches Schaitschema eines Teiles eines Hochspannungsgenerators, wobei die Schaltelemente etwa in der räumlichen Anordnung dargestellt sind, die sie in den Schaltungseinheiten aufweisen, und
Fig. 5 in herkömmlicher Darstellungsweise einen Teil des Schaltschemas gemäß Fig. 4.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Beschichtungspistole 10 ist im wesentlichen aus einem Laufteil 11 und aus einem zum Beispiel mittels Schrauben 12 entfernbar an diesem befestigten Griffteil 13 aufgebaut. Der Griffes teil 13 ist deswegen entfernbar am Laufteil 11 befestigt, damit der Lauf:eil 11 auch an eine andere Halterung, z. B. an eine maschinell bewegte Halterung einer automatischen Beschickungsanlage befestigt werden kann.

Durch den aus Isoliermaterial, z. B. einem Kunststoff bestehenden Laufteil 11 führt ein Sprüh- oder Laufrohr 14, ebenfalls aus einem Isolierstoff, z. B. aus Keramik, das einlaßseitig mit einem in den Laufteil 11 eingeschraubten Anschlußnippel 15 fluchtet. An den Anschlußnippel 15 ist eine Schlauchleitung 16 angeschlossen, die dem Laufrohr 14 auf bekannte Weise eine Suspension von Beschichtungspulver in einem Trägergas. z. B. Luft, zuführt.

Im Laufteil 11 ist eine langgestreckte, parallel zum Laufrohr 14 verlaufende Kammer 17 ausgebildet, deren Querschnitt über die ganze Länge gleich ist. im vorliegenden Falle oval, wie der Fig.3 zu entnehmen ist. Während am vorderen Ende (F i g. 2) die Kammer durch den angeformten Boden 17' verschlossen ist. ist das hintere Ende 17" offen, jedoch mittels eines mit einer Dichtung 18 versehenen und zum Beispiel mittels Klemmschrauben 20 festgeklemmten Deckels 19 verschließbar. In der Kammer ist ein mit der Bezugsziffer 21 als Ganzes bezeichneter Hochspannungsgenerator angeordnet. Dieser ist seinerseits in verschiedene, modulartig ausgebildete Schaltungseinheiten aufgeteilt, die in der Kammer 17 zu einer Säule aneinandergereiht und. wie noch zu beschreiben sein wird, über Steckverbindungen elektrisch miteinander in Verbindung stehen.

Von links nach rechts in F i g. 1 gesehen sind beim Hochspannungsgenerator 21 des vorliegenden Beispiels folgende Schaltungseinheiten vorgesehen. Die erste Schaltungseinheit ist durch einen Oszillator 22 gebildet, dessen Eingänge als Steckerstifte 23 und dessen Ausgänge als Buchsen 24 ausgebildet sind. Auf den Oszillator 22 folgt als nächste Schaltungseinheit ein Transformator 25, dessen zu einer Primärwicklung 26 führenden Anschlüsse als in die Buchsen 24 greifende Steckerstifte 27 und dessen von einer Sekundärwicklung 28 ausgehenden Anschlüsse als Buchsen 29 ausgebildet sind. Auf den Transformator folgt als nächste Schaltungseinheit eine oder mehrere mehrstufige Kaskadeneinheiten 30. deren Eingänge als Steckerstifte 31 und deren Ausgänge als Buchsen 32 ausgebildet sind, wobei die Steckerstifte 31 der ersten Kaskadeneinheit 30 in die Buchsen 29 des Transformators 25 greifen. Als vorletzte Schaltrngseinheit folgt auf die Kaskadeneinheiten 30 eir.e weitere, mehrstufige Kaskadeneinheit 33 (Fig. 2) deren Ausgangsanschlüsse wieder als Buchsen 34 bzw. 35 ausgebildet sind. Die Buchse 34 ist über einen hochohmigen Widerstand 36 an die letzte Stufe der Kaskadeneinheit 33 angeschlossen und die Buchse 35 über einen hochohmigen Widerstand 37 an die vorletzte Stufe der Kaskadeneinheit 33. Als letzte Schaltungseinheit folgt auf die Kaskadeneinheit 33 ein Widerstandsmodul 38, der mit zwei in die Buchsen 34, 35 greifenden .Steckerstiften 39, 40 versehen ist. Im satt am Boden 17' der Kammer 17 anliegenden Widerstandsmodul 38, der eine von den übrigen Schaltungseinheiten verschiedene Querschnittsform aufweist, ist eine Bohrung 41 vorhanden, die mit dem Innendurchmesser des Laufrohres 14 fluchtet. Um diese Bohrung 41 herum sind im Widerstandsmodul 38 mehrere — im vorliegenden Oeispiel deren vier — Buchsen eingegossen, von denen in F i g. 2 nur die Buchsen 42,43 sichtbar sind. Die Buchse 42 sowie die in bezug auf dieselbe um 90° versetzt angeordnete Buchse (nicht sichtbar) sind über einen im Widerstandsmodul 38 eingegossenen Schutzwiderstand 44 mit dem Steckerstift 39 und die Buchse 43 sowie die in bezug auf diese um 90° versetzt angeordnete, nicht sichtbare Buchse über einen weiteren, eingegossenen Schutzwiderstand 45 mit dem Stecn.erstift verbunden.

Die Buchsen 42,43 sind auf die hinteren, als Sieckerstifte 46, 47 ausgebildeten Enden von Ladeelektroden 48, 49 aufgesteckt, die, um eine im Mündungsabschniit 51 des Laufteiles 11 ausgebildete Mündungsbohrung 50 angeordnet, in diesem Mündungsabschnitt 51 eingegossen sind. Der Mündungsabschnitt 51 ist von einem Schutzrohr 52 aus Isolierstoff umgeben, das mittels einer angeformten und in eine Kerbe 53 greifenden Nase 54 etwa in der Art eines Bajonettverschlusses lösbar

ίο gehaltert ist. Das Schutzrohr dient vor allem als Schutz für die freien, über das Ende der Mündungsbohrune 50 vorstehenden Enden der Ladeelektroden 48, 49 und auch als Schutz vor Berührung dieser Ladeelektroden. Aus dem Gesagten geht hervor, daß die Ladeelektroden 48 und 49 je auf einem verschiedenen Potential gleichen Vorzeichens liegen, so daß zwischen diesen ein Ladefeld entsteht, durch das die die Mündungsbohrung 50 verlassenden Partikel aufgeladen werden.

Die Schaltungseinheiten 22, 25, 30 und 33 haben alle dieselbe, nämlich eine der Innenform der Kammer 17 gegengleiche Querschnittsform und ' .zugsweise auch dieselbe Länge. Die Schaltelemente in 'iiesen Schaitungseinheiten sind vollständig in einem isolierenden, vorzugsweise durchscheinenden Gießharz eingegossen.

so daß jede Schaltungseinheit einen kompakten ßaustein mit ebenen Stirnseiten bildet, von denen die Stekkerstifte abstehen bzw. in denen die Buchsen eingelassen sind. Die Steckerstifte 23 der Oszillatoreinheit 22 greifen in Buchsen 55. die in einer Anschlußplatte 56 eingegossen sind, welche Anschlußplattr ihrerseits mittels am Deckel 19 abgestützten Druckfedern 57 an die Oszillatoreinheit 22 gedruckt ist. Von den Buchsen 55 gehen flexible, isolierte Schwachstrom-Speiseleitungen 58, 59 aus. die durch im Laufteil 11 und irr. Griffteil 13 ausgebildete Leitungsdurchlässe 60 bzw. 61 geführt sind. In dem zum Teil hohl ausgebildeten Griffteil 13 ist ein in die Speiseleitung 59 eingeschalteter Mikroschalter 62 eingebaut, der mitteis eines bei 63 angelenkten Abzugshebels 64 betätigbar ist. Die Speiseleitung™ 58, 59 verlassen den Griffteil 13 in einem isolierten Kabel 67 und führen zu einer nicht dargestellten Niederspannun₌squelle. z. B. zu einer Batterie.

Zum Aufbau der einzelnen Schaltungseinheiten, insbesondere der Kaskadeneinheiten 30 sei auf die F i g. 3

■»5 bis 5 verwiesen, wobei mit der Fig. 5 lediglich das Schaltbild in herkömmlicher Darstellungsweise einer Spannungs-Vervielfacher-Kaskade in Erinnerung gerufen sei.

Die Oszillatoreinheit 22 und der Transformator 25 können im wesentlichen die in der CH-PS 5 83 476 beschriebene Schaltung aufweisen, nämlich im wesentlichen einen /?C-Oszillator mit einer Rückkopplungsschleife, an die die Primärwicklung 26 angeschlossen ist. Die K.3skadeneinheiten 30 weisen das in Fig. 5 auf herkömmliche Weise dargestellte Schaltbild einer Spannungsvervielfacher; "haltung auf. mit zwei Kondensatorsäulen Ci, Ci, Cj... und C>. C₄... und sprossenartig dazwischen geschalteten Gleichrichterelementen D\, Di, D₁. Dt... Allerdings sind diese Schaltelemente in der Kaskadeneinheit 30 räumlich so angeordnet, wie schematisch in Fig. 3 und insbesondere 4 dargestellt. Auf der einen Seite einer Printplatte 65 sind alle Gleinhrichterelemente D und auf der anderen Seite dieser Printplatte 65 alle Kondensatoren C angeordnet (Fig. 3).

während auf der Printplatte 65 selbst — die in F i g. 4 mit den gestrichelten Linien 65' und 65" angedeutet ist — die elektrischen Verbindungen zwischen den Schaltelementen in Form von Leiterbahnen vorhanden, z. B. auf-

gedruckt sind.

Was die elektrische Schaltung als solche anbelangt, bedarf der Hochspannungsgenerator 21 somit keiner weiteren Erläuterung.

Die Montage der vorgeschlagenen Pistole kann wie folgt geschehen. Ausgehend vom leeren, aber im Mündungsabschnitt 51 bereits mit den Ladeelektroden 48,49 versehenen Laufteil 11, wird zunächst durch die offene Kammer 17 der Widerstandsmodul 38 liegend eingeführt, im Bereich des Bodens 17' der Kammer hochgekippt und auf die Steckerstifte 46, 47 aufgesteckt. Zum Hochkippen des Widerstandsmodul 38 ist im Laufteil 11 dem Mündungsabschnitt 51 vorangehend eine Aussparung 66 (Fig. 2) freigelassen. Sodann wird von hinten das Laufrohr 14 eingeschoben und durch Einschrauben des Nippels 15 festgespannt, wodurch auch der Widerstandsmodul 38 an den Boden 17' der Ka-nmer angepreßt bleibt. Sodann werden der Reihe nach die Schaltungseinheiten 33, 30 (eine oder mehrere), 25 und 22 in die Kammer 17 eingeführt und auf die dargebotenen Steckerstifte aufgesteckt. Schließlich wird die Anschlußplatte 56 auf die Steckerstifte 33 gesteckt und der Dekkel 19 wird verschlossen.

Tritt eine Störung im Hochspannungsgenerator 21 ein, können die Schaltungseinheiten in umgekehrter Reihenfolge wieder aus der Kammer 17 entfernt und der Untersuchung zugeführt werden.

Vorteilhaft ist, wenn die Anordnung der Steckerstifte bzw. der Buchsen zwischen den Schaltungseinheiten derart gewählt wird, daß nur ein Zusammenstecken derselben in der richtigen Reihenfolge möglich ist. Dazu können zum Beispiel unterschiedliche Durchmesser der Steckerstifte bzw. der Buchsenbohrungen und/oder unterschiedliche Abstände zwischen denselben und/oder eine unterschiedliche Stellung derselben in bezug auf die Querschnittsform der Schaltungseinheit gewählt werden.

Ebenso ist es möglich, die Kammer 17 von beiden Enden her zugänglich zu machen und/oder ihr eine andere Querschnittsform zu verleihen. Wesentlich ist, daß -ίο der Hochspannungsgenerator wenigstens zum Teil aus lösbar elektrisch miteinander verbundenen, modulartigen Schaltungseinheiten aufgebaut ist. die jederzeit ausgebaut und, wenn defekt, ausgetauscht werden können.

Falls die Pistole an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen werden soll, ist natürlich die Oszillatoreinheit 22 nicht notwendig. An deren Steüe kann dann eine Fülleinheit (nicht dargestellt) mit denselben Außenabmessungen eingesetzt werden, in der die Stifte 23 direkt mit den Buchsen 24 verbunden sind.

Während die vorliegende Erfindung anhand des Beispiels einer Puiver-Beschichtungspistole beschrieben worden ist. versteht es sich von selbst, daß die Erfindung sich auch auf Beschichtungspistolen zum Naß-Spritzen anwenden läßt, z. B. auf solche, die unter dem Begriff »Airless«-Pistolen bekannt sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Elektrostatische Beschichtungspistole. mit einem in einer in der Pistole selbst ausgebildeten, parallel zum Pistolenlauf verlaufenden Kammer angeordneten Hochspannungsgenerator, der seinerseits einen Oszillator, einen Transformator und eine Spannungsvervielfacherkaskade aufweist deren Ausgang mit im Bereich der Mündung des Pistolenlaufes angeordneten Ladeelektroden verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (22) und der Transformator (25) durch je einen Modul und die Spannungsvervielfacherkaskade (30) durch mehrere Module gebildet sind, welche Module dieselbe Querschnittsform aufweisen und mittels Steckverbindungen (24, 27; 29, 31; 32, 31) elektrisch miteinander verbunden, in der Kammer (17) säulenartig aneinandergereiht sind.

2. Beschich'ungspistole nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Module einer über ihre Länge gleiche, von der Kreisform abweichende Querschnittsform aufweisen, und daß die Kammer (17) eine zur Querschnittsform der Module gegengleiche Querschnittsform aufweist.

3. Beschichtungspistole nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (17) an ihrem vorderen Ende geschlossen ist und an ihrem hinteren Ende mittels eines lösbaren Deckels (19) verschlossen ist. an welchem Federn (57) abgestützt sind, die die Module in Längsrichtung aneinanderrücken.

4. Beschichtungspistole nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer kondensatoren und Dioden aufweisenden Spannungsvervielfacherkaskade. dadurch gekennzeichnet, d; j in jedem Modul der Spannungsvervielfacherkaskade eine Leiterbahnplatte (65) vorgesehen ist. auf deren einen Seite die Kondensatoren (C-. Ci...) und auf deren anderen Seite die Dioden (D. D_:...) angeordnet sind.