DE2346630A1

DE2346630A1 - Verfahren und vorrichtung zum verspruehen eines mehrkomponentenmaterials

Info

Publication number: DE2346630A1
Application number: DE19732346630
Authority: DE
Inventors: Albert Herman Moos; Richard Otto Probst
Original assignee: Ransburg Corp
Current assignee: Ransburg Corp
Priority date: 1972-09-18
Filing date: 1973-09-17
Publication date: 1974-04-04
Also published as: GB1432599A; DE2346630B2; IT996708B; SE414711B; AU6037273A; CA988557A; US3873023A; JPS5628587B2; JPS49101474A; FR2199666A6; DE2346630C3; BE804983A

Description

Dr. E Wfegsntf. D!?r.>fn^. W. NIemanit * "' ^ί0'

Dr. M. Kolilsr. Oipf.-fag. c. Gsrnftardl

Patentanwälte

Hamburg 50 - Königstraße 28

W.26037/73 20/Hh

Kansburg Corp.

Indianapolis, Indiana (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zum Versprühen eines Mehrkomponentenmaterials.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Versprühen eines Mehrkomponentenmaterials. Die Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung auf ein mit einem Katalysator versehenes Mehr— komponentenmaterial verringert die Verunreinigung der Atmosphäre mit Lösungsmitteldämpfen, die fließfähigen Farben bzw. Farbflüssigkeiten zugeordnet sind, und beseitigt oder verringert die Behandlung bzw. Wärmebehandlung der mit dem Sprülnuittel überzogenen Gegenstände bei erhöhten Temperaturen während langer Zeiträume. Gemäß der Erfindung kann ein Gegenstand mit einem gleichförmigen und im wesentlichen kontinuierlichen Film von ungefähr 0,03 bis ungefähr 0,05 mm (l bis 2 mil) Dicke unter Verwendung von'Mehrkomponentenmaterialien versehen werden, die unmittelbar vor ihrer Zerstäubung gemischt werden.

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Die Fließbandfertigung von Kraftfahrzeugen, Kühlschränken, Nähmaschinen, Fahrrädern und anderen in Massen hergestellten Gegenständen hat sich im allgemeinen auf das Farbüberziehen durch Sprühen gestützt, um diesen Gegenständen den gleichmäßigen, glatten Zier- und Schutzüberzug bzw. —finish zu geben, den diese erfordern.

Bis ungefähr 1950 waren die fast überall-verwendeten Werkzeuge zum Überziehen von Gegenständen mit einem Sprühmaterial eine äußerlich mischende Druckluftspriihpistole und ein Hochtemperatui-ofen. Farbe, eine Mischung aus Pigmenten und Harzen^ die in einem flüchtigen fließfähigen Trägermaterial (für gewöhnlich ein Kohlenwasserstofflösungsmittel) suspendiert sind, wird zu einer Ganzmetallsprühpistole unter einem Druck von wenigen psi (l psi entspricht ungefähr 0,07 kp/cm ) geführt und durch eine schmale zylindrische Öffnung an dem vorderen Teil der Pistole herausgedrückt. Dieser schmale zylindrische Strom aus Farbe wird unmittelbar darauf von einem Luftstrahl getroffen, der unter einem Druck von ungefähr 0,7 bis ungefähr 7 kp/cm (iO bis 100 psi) steht. Die Druckluft wird durch eine getrennte Förderleitung zur Sprühpistole gespeist und tritt aus der Pistole durch eine ringförmige Öffnung, die die Farbmittelöffnung umgibt, und außerdem aus einer Anzahl von benachbarten Luftöffnungen heraus. Die Druckluftstrahlen bzw. -ströme zerstäuben die fließfähige Farbe, die aus der Farbmittelöffnung austritt, zu einem Sprühnebel von mehr oder weniger gleichförmigen kleinen Tropfen und formen den Sprülmebel bzw. das Zersprühte, welches aus Tröpfchen besteht, in einen elliptischen oder fächerförmigen Sprühstrahl oder dgl. um, welcher zufolge der Vorwärtsgeschwindigkeit der Druckluft in Richtung auf die zu streichenden Gegenstände vorbewegt und auf diesen Gegenständen abgesetzt wird. Durch Betätigung von Hand oder durch automatische Betätigung der Sprühpistole wird ein verhältnismäßig glatter und gleichmäßiger und im wesentlichen kontinuierlicher fließfähiger Farbfilm auf bzw. über

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der Flüche der Gegenstände erzeugt, wenn die Gegenstände durch den Überzugsbereich gefördert werden.

Die frisch nit Farbe überzogenen Gegenstände werden durch die Fördereinrichtung uin einen kurzen Abstand über den Sprühbereich hinaus zu einem Ofen bewegt. Der Abstand von dem Sprühbereich zum Ofen wird als sogenannter Abstrahlbereich bezeichnet (flash-off area), wo ein Teil des Lösungsmittels in dem fließfähigen Farbfilm sich in die Atmosphäre verflüchtigt. Die Fördereinrichtung bewegt dann die Gegenstände in einen Ofen hinein, v/o die mit Farbe versehenen Gegenstände auf eine Temperatur im Bereich zwischen ungefähr 177° C und ungefähr 260° C (35O⁰F bis 500⁰F) oder sogar mehr für eine Zeitperiode gebracht werden, die im Bereich von 10 bis 30 Minuten oder mehr liegt. Die Ilitzehärtung der Farbe ist erforderlich, danit der verbleibende Teil des Lösungsmittels in dem Farbfilm verdampft und um chemische Veränderungen zu fördern oder zu beschleunigen, um so die Oberfläche der Gegenstände mit einem harten, glatten und im wesentlichen kontinuierlichen, gut bzw. gepflegt aussehenden trockenen Farbfilm zu verseben.

Obwohl die Kombination des Sprüh-Farbüberziehens und der Behandlung bei hohen Temperaturen einen ansehnlichen und erwünschten Farbfilm erzeugt, hat die bekannte Farbsprühpistole eine Zahl von ernsthaften Nachteilen. Eine bemerkenswerte Zahl der Farbtröpfchen wird an den Gegenständen durch die Druckluft vorbeigetrieben und als sogenanntes Overspray vergeudet. Um das Versprühungsproblem zu beseitigen, sind teure Filter und andere das überschüssig versprühte Material sanaaelnde Einrichtungen notwendig. Das Verdampfen der Lösungsmittel in die Atmosphäre hinein führt nicht allein zu einer gesundheitlichen Gefahr für die Anstreicher sondern trägt auch wesentlich zur Verunreinigung der Atmosphäre bei. Darüber hinaus tragen die erhöhten Temperaturen, die in dem Ofen erforderlich sind, um die fließfähige Farbe zu behandeln bzw. zu härten, bemerkenswert zu den Kosten des Farbsprühens bei,

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und sie verbrauchen große Mengen von Naturgas oder anderen knappen Energiequellen. Entsprechend ist der Ofen mit seinen sorgfältig ausgearbeiteten Einrichtungen, um den Ofen auf genauen Temperaturen zu halten, teuer herzustellen und zu unterhalten. Die Öfen "besetzen außerdem beträchtlichen Raum des Fabrikbodens, un die Gegenstände,aufzunehmen, während sie sich an der Fördereinrichtung für Zeitperioden von IO bis 30 Minuten oder mehr kontinuierlich bewegen.

Beginnend in den 50ger Jahren beeinträchtigten vier aufeinanderfolgende technische Fortschritte die Lage der äußerlich mischenden Druckluftsprühpistole beim industriellen Lackieren. Diese Fortschritte sind das elektrostatische Sprühüberziehen, das luftlose Sprühüberziehen, das elektrophoretische Überziehen und das Pulver-Sprühüberziehen.

Beim elektrostatischen Sprühüberziehen wird eine elektrostatische Ladung auf die Farbteilchen aufgebracht, so daß die geladenen Teilchen durch elektrostatische Kräfte in Richtung auf die Gegenstände angezogen und auf diesen abgesetzt werden. Während die ursprüngliche Form des elektrostatischen Lackierens bzw. Farbüberziehens, das Randsburg—Verfahren Nr. 1, die Ketall-Luftfprühpistole beibehielt, beseitigten nachfolgende Ausführungsformen des elektrostatischen Sprühüberziehens die Metall-Luftsprühpistole. Das elektrostatische Sprühüberziehen verringerte beträchtlich die Menge des überschüssig versprühten Materials (Overspray), was zu großen ökonomischen Ersparnissen führte. Weiterhin verminderte die Verringerung des überschüssig versprühten Materials, welches zum elektrostatischen Sprühtiberziehen gehörte, die gesundheitlichen Gefahren und den Aufwand für überschüssiges Material sammelnde Einrichtungen, der erforderlich war.

In entsprechender Weise wurde das überschüssig versprühte Material auch durch das luftlose Sprühfarbüberziehen verringert. Indem die Farbe unter hohem Druck von einigen hundert psi durch die kleine Öffnung einer speziell entworfenen Düse hindurchgedrückt wird, wird die Farbe in einen

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Sprühnebel oder dgl. von ausreichender Größe, von ausreichender Qualität und mit ausreichender Fördergeschwindiglceit für industrielles Farbsprühüberziehen zerstäubt. Das luftlose Sprühfarbüberziehen beseitigte das Farbe vergeudende Ausblasen von Druckluft.

Das elektrophoretisch^ Färbüberziehen benötigt überhaupt keine Sprühpistole mehr. Zu streichende Gegenstände werden an einer Fördereinrichtung in ein großes Bad hinein- und durch dieses hindurchgeführt, welches üarzüberzugsmaterialteilchen enthält j die in einer Flüssigkeit oder eineia fließfähigen Medium suspendiert sind. Während die Gegenstände in dem Bad eingetaucht sind, wird ein elektrisches Feld zwischen den Gegenständen und einem Elektrodengitter in dem Tank erzeugt, oder der Tank selbst dient als Elektrode. Das elektrische Feld bewirkt die Bewegung von Harzüberzugsmaterialteil— chen in Richtung auf die Gegenstände und auf die Oberfläche der Gegenstände zu, um einen dünnen' Film aus Harzüberzugsmaterial an dem Gegenstand zu bilden.

Auch das Pulverfarbüberziehen benötigt die bekannte Iiuftsprühpistole nicht mehr. Das Pulver ist trocken, wobei feingemahlene Partikel oder Teilchen eine Teilchengröße von bis zu ungefähr 200 ^i im Durchmesser aufweisen. Das Pulver wird in einen Luftstrom eingebracht, in diesem initgeführt und von einem Behälter für fluidisiertes Pulver zu einer elektrostatischen Pulversprühpistole geliefert, welche den einzelnen Pulverteilchen eine hohe elektrostatische Ladung erteilt. Die Pulverteilchen werden auf einem Gegenstand, der sich auf einem ein Teilchen anziehenden Potential befindet, durch die Wirkung der elektrostatischen Kräfte und der umgebenden Luft abgesetzt bzw. niedergeschlagen. Die Pulverteilchen bilden,einen Überzug, welcher an der Gegenstandsfläche zufolge der elektrostatischen Kräfte klebt bzw. haftet, die den abgesetzten geladenen Teilchen und dem auf einem Partikel bzw. Teilchen anziehenden Potential befindlichen Gegenstand zugeordnet sind.

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Weder das elektrostatische Sprühfarbüberziehen, noch das drucldose Farbsprühüberziehen, noch das elektrostatische Pulverfarbüberziehen oder das elektrophoretische Farbüberzielien beseitigt den viel Platz beanspruchenden teueren Hoehtemperaturofen, der notwendig ist, um einen akzeptablen glatten und iia wesentlichen gleichförmigen, dekorativen und schützenden Überzug bzw. Finish zu schaffen.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, um einen Gegenstand mit einem glatten im wesentlichen kontinuierlichen Zier- und Schutzfinish zu versehen, wobei die Verunreinigung der Umgebung verringert und entweder die Notwendigkeit einen Ofen vorzusehen, um den Überzug bzw. das Finish zu behandeln bzw. zu härten, beseitigt ist oder die Zeitdauer minimiert wird, während der der mit einem Überzug versehene Gegenstand einer erhöhten Temperatur unterworfen ist. Vor der Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtung genäß der Erfindung wird eine Erläuterung der Qualitätsauforderungen für Überzüge von industriellen Produkten gegeben, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen.

Um die Fläche eines Gegenstandes mit einem im wesentlichen kontinuierlichen trockenen Farbfilm hinreichend zu schützen und zu dekorieren, muß die Fläche mit einem Film von einer Dicke von ungefähr 0,03 bis ungefähr 0,05 nua (i bis 2 mil) bedeckt werden. Trockene Filme von geringer Dicke überdecken nicht die Materialoberflächenunvollkonimen— heiten und weisen nicht genug Widerstand gegen Verschleiß und Beschädigung, insbesondere durch Schlag, auf. Trockene Filme von größerer Dicke tragen unnotwendigerweise zu den Kosten des Überziehens bei und sind häufig auch weniger widerstandsfähig gegen Abschlagen, Abkratzen und Aufschlagen als dünnere Filme.

Um trockene Filme ohne ablaufendes Farbmaterial oder Farbmaterialrinnen oder nicht akzeptabler Oberflächenrauh— heit zu bilden, sollte die Sprühpistole die Farbe in fließ-

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fällige Teilchen zerstäuben, deren maximale Größe einen gegebenen Durchmesser nicht überschreitet und vorzugsweise die meisten Teilchen einen kleineren Durchmesser haben. Ein Verfahren uni zu bestimmen, ob die Zerstäubung hinsichtlich der Teilchengroße zweckmäßig ist, ist den Durchmesser von Punkten oder Flecken zu messen, die durch Sprühteilchen gebildet werden, welche auf ein zweckmäßiges Ziel unter gesteuerten bzw. festgelegten Bedingungen auftreffen. Die Bedingungen, welche in der Praxis bisher zu Grunde gelegt worden sind, beziehen sich auf das Vorbeiführen eines ungefähr IO ein χ ungefähr 15 cm (4" χ 6") flachen Zieles durch den Sprühstrahl bzw. Sprühnebel in Längsrichtung längs seiner Längsabraessung, wobei die eine Fläche in einer senkrechten Ebene zur Sprühachse in einem Abstand von ungefähr 30 cni (12^M) von der Sprühquelle mit einer ausreichenden Geschwindigkeit so vorbeigeführt wird, daß die dem Sprühstrahl bzw. Sprühnebel ausgesetzte Fläche des Ziels im wesentlichen frei von sich überlappenden Punkten ist. Falls der Mitteldurchriesser der zehn größten Punkte auf dem Ziel (nachfolgend als Sprühpunktgröße bezeichnet) kleiner ist als ungefähr 0,38 ran (15 mil), so ist die Versprühung zum Herstellen von Finishen von hoher Qualität geeignet, obwohl, wo weniger strenge. Anforderungen an den Überzug bzw. den Finish gestellt werden, Versprühungen, die eine Sprühpunktgröße von O,5i 1³Ki (20 mil) erzeugen, ausreichend sein können. Wenn im Nachfolgenden auf die Sprühpunktgröße der Sprühpartikel bezug genommen wird, ist zu verstehen, daß die genannte Größe, diejenige Größe ist, die unter den gerade genannten Bedingungen festgestellt worden ist.

Ganz allgemein gesprochen erfordern Gegenstände zwei aufeinanderfolgende Farbüberzüge. Beispielsweise erhalten in den Vereinigten Staaten hergestellte Kraftfahrzeugkörper bzw. —karosserien zuerst einen Grundanstrich aus verhältnismäßig billigen rostbehindernden Materialien. Dieser Überzug wird getrocknet und glattgesandet, und dann wird der Fahr-

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zeugkörper mit einer Farbe auf Lösungsmittel — Acryl Basis durch Übersprühen fertiggestellt. Der Finish-Überzug wird durch herkömmliche Druckluftpistolen oder durch die neueren elektrostatischen Pistolen aufgebracht. Die Pistolen werden in einem Abstand von ungefähr 20 bis ungefähr 30 cm (8 bis 12 inch) von dem Fahrzeugkörper gehalten, und sie versprühen mehrere Hundert bis zu einem Tausend ecm Farbe pro Minute. Die Pistolen formen die zerstäubten Farbteilchen in ein Muster, welches sich auf dem Fahrzeugkörper als ein längliches Ellipsenmuster von ungefähr 46 cm Länge und ungefähr 15 cn Breite (18 χ 6 inch) an seinen größten Abmessungen absetzt bzw. niederschlägt. Für gewöhnlich hat die Farbe, so wie sie zur Pistole gefördert wird, eine Viskosität von ungefähr 20 s, was in einem Ford-Nr. 4-Behälter gemessen wird, und weist 50 ⁰Jo GewichtsanteiIe. an flüchtigen Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln auf, welche schließlich in die Atmosphäre während des Versprühens, während des sogenannten flash-off und während des Erwärmens, Trocknens bzw. Aushärtens in die Atmosphäre verdampfen. Die verbleibenden 50 ^c/o festen Bestandteile bestehen im wesentlichen aus Acrylharz und den notwendigen Pigmenten und/oder aus metallischen Flocken, welche dem endgültigen Finish die gewünschte Farbe und das gewünschte Leuchten erteilen. Obwohl Acrylharze in weitein Maße verwendet werden, um Fahrzeugkörper zu überziehen, können andere Harze beispielsweise Alkyd-Melamin- und Polyesterharze ebenfalls verwendet werden, um Gegenstände zu überziehen.

Die meisten in den Vereinigten Staaten gefertigten Fahrzeugkörper bewegen sich durch den Sprühüberzugsstand und darauffolgend durch den Ofen mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 4,5 m/min. (15 ft/min). Das Sprühfarbüberziehen dauert ungefähr eine Minute pro Fahrzeug, jedoch erfordert das Erwärmen bzw. Härten ungefähr 25 Minuten. Das Aushärten von Acrylfarben erfordert Temperaturen im

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Bereich von ungefähr 204° C (400° F).

Den Herstellern von Harzen ist bekannt, daß Harze durch Hinzufügen von zweckmäßigen Chemikalien anstatt durch Aushärten bei erhöhten Temperaturen in einen festen Film umgewandelt werden können. Die Umwandlung eines Harzes aus einem verhältnismäßig stabilen fließfähigen Zustand zu einem sehr stabilen festen Zustand erfordert für gewöhnlich das Hinzufügen eines Katalysators zu dem Harz und ist technisch als Polymerisation bekannt. Katalysatoren sind Chemikalien, deren Hinzufügüng in verhältnismäßig kleinen Anteilen zu dem Harz die Polymerisation des Harzes beschleunigt oder fördert. Katalysatoren werden im weitesten Maße verwendet, um die Polymerisation von Harzen, die für dünne Filme verwendet werden, zu beschleunigen, unter anderem wegen ihrer verhältnismäßig langen möglichen Verarbeitungs— zeit (Topfzeit). Topfzeit, so wie dieser Begriff verwendet wird, bedeutet die Zeitlänge, innerhalb welcher eine Mischung aus Harz und Katalysator unsprühbar wird bzw. nicht mehr versprüht werden kann, und zwar wegen der Wirkung auf die Viskosität, die durch die rasche Polymerisation hervorgerufen wird.

Demgemäß sind mit Katalysator versehene Mehrkomponen— tenmaterialien zum Übersprühen von Gegenständen mit dünnen Filmen wegen der Schwierigkeiten beim raschen und konsistenten Mischen der Bestandteile, beim Abreinigen oder Säubern der Mischkammer bei Beendigung des Sprühens und bei dem richtigen Zerstäuben der mit einem Katalysator versehenen Materialien, insbesondere während des Beginnens und des Beendigens des Sprühvorganges, nicht verwendet worden.

Eine Ausführungsart des Verfahrens gemäß der Erfindung zum Versprühen eines Mehrkomponentenmaterials weist die folgenden Stufen auf: Das Einführen der Komponenten des zu versprühenden Materials in eine Mischkammer, das Mischen der Komponenten in der Kammer, das Aussenden bzw. Ausgeben des gemischten Materials aus einer Öffnung in der Kammer,

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das Richten von Druckluft auf das aus der Öffnung ausgegebene Material, um das ausgegebene Material in einen Sprühnebel aus dem Material oder dgl. umzuformen, das Abschneiden bzw. Beendigen des Einführens der Bestandteile in die Kammer, ohne die Lage der Öffnung zu verändern, um den Spriihvorgang des Materials zu beendigen, ohne die Qualität des Versprühten zu verschlechtern und unmittelbar folgend auf das Beendigen des Zuführens der Bestandteile in die Kammer das Abreiiiigen des Restes der Bestandteile aus der Kammer vermittels eines durch die Kamin er hindurchgehenden Druckluftstromes.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Versprühen eines Menrkoniponentenmaterials, mit einen Pistolenkörper; einer ersten und zx/eiten Einrichtung, um den Pistolenkörper mit getrennten Quellen der ersten und der zweiten Komponente, die zu vermischen und ems der Pistole zu versprühen sind, zu verbinden; einer Einrichtung, um den Pistolenkürper mit einer Druckluftquelle zu verbinden; einer Einrichtung zum Richten eines Druckluftstrahles aus dem Pistolenkörper heraus und mit einer Aussendeöffnung für das Mehrkomponenten— material, welche mit der ersten und mit der zweiten Einrichtung verbunden ist und in bezug auf die Einrichtung zum Ausrichten des Druckluftstromes aus dem Pistolenkörper heraus zusammenwirkend angeordnet ist, un einen Sprühnebel oder dgl. des Hehrkoiaponentencaterials zu schaffen, ist gekennzeichnet durch eine Mischeinrichtung für die erste und die zweite Komponente in der Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Einrichtung des Körpers und der Aussendungsöffnung; durch eine Einrichtung zum Verbinden der Druckluft— quelle mit der Mischkammer; durch eine Mischeinrichtung, die an dem Pistolenkörper von einer ersten Stellung, in welcher die erste und die zweite Komponente durch die Mischeinrichtung zur Aussendeöffnung hindurchströmen können, zu einer zweiten Stellung, in welcher der Fluß der ersten und der zweiten Komponente blockiert ist und ein Druckluftstrom

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durch die Mischeinrichtung und. die Aussendungsöffnung strömen kann, bewegbar befestigt ist, wobei die Mischeinrichtung an dem Körper derart bewegbar befestigt ist, daß ihre Bewegung nicht die Aussendeöfi'nung für die gewischten Komponenten weder in Längsrichtung längs ihrer Achse noch in seitlicher Richtung in bezug auf die Einrichtung zum Leiten bzw. Richten des Druckluftstroms bewegt, und durch eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen der Mischeinrichtung zwischen eier ersten und der zweiten Stellung,

Die Vorrichtung gemäß der voi"liegenden Erfindung weist eine Mehrzahl von Druckluftdüsen bzw. -strahlen auf, die in Richtung auf das ausgegebene Mehrkomponentenmaterial ausgerichtet sind, um das Material in einen Sprühstrahl bzw, -nebel aus fließfähigen Teilchen zu zerstäuben, welche eine derartige Größe und Gestalt haben, uza auf dem Gegenstand einen Qualitätsfinish zu erzeugen. Es ist bedeutsam, daß die Öffnung, aus welcher das ilehrkoiaponentenmaterial ausgegeben wird, sich nicht axial noch seitlich in bezug auf die Strahlen der Druckluft zu irgendeinem Zeitpunkt während der Zerstäubung oder während der Abreinigung des Mehrkoiaponentenmaterials aus der Mischkammer bewegt. Im Fall, daß sich diese Aussendeöffnung axial oder seitlich aus ihrer zusammenwirkenden Lage mit den Luftströmen herausbewegt, wird das fließfähige Material nicht in die gewünschte Teilchengröße zerstäubt und das gewünschte Sprühiauster wird nicht gebildet, was zu großen Tröpfchen und/oder ungleichmäßiger Materialverteilung führt, was die Qualität des Finish auf dem Gegenstand ernsthaft verschlechtert. Es ist außerdem ein bedeutsames Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Druckluftströme fortfahren während des Reinigens bzw. Abreinigens des Mehrkomponentenmaterials aus der Mischkammer auszutreten, so daß das abgereinigte Material zerstäubt und in Richtung auf die Gegenstände in solch einer Weise ausgesendet wird, daß das abgereinigte

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Material den Finish auf dein Gegenstand nicht verschlechtert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, die teilweise in Schnitt gehalten ist und in welcher Teile in unterbrochenen Linien gezeigt sind.

; Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die teilweise scheinatisch den drehbaren Teil und die Öffnung der Vorrichtung nach Pig. i zeigt,· wobei die Kammer und die Öffnung in der Miseh- und Materialaussendesteilung gezeigt sind. Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Kammer und der Öffnung der Vorrichtung gemäß Fig. 1, wobei die Kammer und die Öffnung in der Materialentnähme bzw. Reinigungslage gezeigt sind.
Fig. h ist eine schaubildliche isometrische Ansicht einer automatischen elektrostatischen Sprühtiber— zugsanlage, in welcher das Konzept gemäß der vorliegenden Erfindung verwirklicht ist.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte teilweise in Schnitt gehaltene Draufsicht der Sprühvorrichtung, die in Fig. 4 gezeigt ist.

In den Fig. 1 bis 3 ist eine Handsprühpistole gemäß der Erfindung mit dem Bezugszeiehen 10 versehen. Die Handpistole weist einen Hauptpistolenkörperteil 11, einen Handgriff 12, der von dem Körper in einem Winkel zu diesem vorsteht, und einen Auslöser bzw. Abzug 13 auf. Der Körper 11, der Handgriff 12 und der Auslöser 13 sowohl als auch andere zweck— mäßigerweise vorgesehene Teile der Pistole 10 sind aus irgendeinem korrosions- bzw. verschleißbeständigem Material hergestellt, welches in bezug auf die zu mischenden Komponenten und auf das Mehrkomponentenmaterial, welches aus den zu

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mischenden Komponenten resultiert, chemisch inert ist. Zweckmäßige Materialien unifassen Aluminium, Aluminiumlegierungen, Stahl, Stahllegierungen, Kupferlegierungen, Kunststoffe, beispielsweise Azetal-Harz, Epoxyd-Harz, glasgefülltes Epoxydharz, Nylon und glasgefülltes Nylon.

Sine erste Komponente, die Komponente A, und eine zweite Komponente, die Komponente B, eines Mehrkomponentenmaterials strömen in Einlaßöffnungen 16 bzw. 17 hinein, die in den Seiten des Pistolenkörpers 11, wie in Fig. 2 gezeigt, angeordnet sind. Die Einlassöffnungen 16 und 17 sind aus zweckmäßigen Materialien hergestellt, die gegenüber den Komponenten A und B chemisch inert sind. Beispielsweise können Stahl, Stahllegierungen, Keramiken und Kunststoffe verwendet werden. Eine Leitung 14 verbindet die Pistole mit einem Behälter 18, der beispielsweise die Komponente A enthält. Eine Leitung 15 verbindet die Pistole 10 mit einem Behälter 19, der beispielsweise die Komponente B enthält.

Das Mehrkomponentenmaterial, das aus der Pistole versprüht wird, kann irgendein mit einem Katalysator versehenes Mehrkomponentenmaterial sein, das in Teilchen zerstäubt wird, die eine Sprühpunktgröße von ungefähr 0,38 mm (15 mil) oder weniger aufweisen, und das durch Luft bzw. an der Luft getrocknet werden kann, um einen getrockneten Film zu bilden, der ein leichtes Handhaben innerhalb von ungefähr 30 Minuten ermöglicht. Zum Zwecke der Erläuterung ist ein zweckmäßiges mit Katalysator versehenes Mehrkomponentenmaterial ein Zweikomponenten-Polyurethan-narz System, welches ein Präpolymer oder ein Additionsprodukt aufweist, welches freie Isocyanatgruppen aufweist, die verwendbare bzw. brauchbare Filme in Kombination mit einem Katalysator, einem Beschleuniger oder einem Vernetzungsmittel, beispielsweise monomeres Polyol oder Polyamin, bilden können. Der Behälter 18 enthält die Komponente A, welche ein zweckmäßiges Isocyanat-Endgruppen-Polymer ist, und der Behälter

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beinhaltet die Komponente B, welche ein zweckmäßiges poly-■ funktionales reaktionsfähiges Ainin oder Polyol ist. Die Behandlung bzw. Aushärtung von Polyurethan.wird durch Mischen des Präpolymere mit polyfunktionalen reaktionsfähigen Aminen und Polyolen herbeigeführt.

Ein Schlauch 20 liefert Druckluft oder anderes Gas aus einer Quelle 21 zur Sprühpistole 10 durch ein zweckmäßiges (nicht gezeigtes) Regulierventil durch Verbindung des Schlauches 20 nit einer Kupplung 22. Ein verschiebbares Ein-Aus-Ventil 23 steuert die Zufuhr von Druckluft zur Pistole 10. Druckluft wird verwendet, um das gemischte Komponentenmaterial, welches von der Pistole 10 ausgesendet wird, zu zerstäuben, und um das Sprührauster, welches von der Pistole ausgesendet wird, zu formen. Weiterhin wird die Druckluft verwendet, um die Pistole 10 von im wesentlichen dem gesamten Rest der Bestandteile A und B bei Beendigung ihres Zuflusses zu der Pistole zu reinigen.

Wie in Fig. 1 gezeigt hat der Auslöser 13 eine zweckmäßige Länge und ist mit der Pistole schwenkbar verbunden. Der Auslöser 13 ist um eine durch einen Bolzen 2k gebildete Achse mit der Pistole schwenkbar verbunden, welcher verwendet wird, um den Auslöser an der Pistole zu haltern.

Schwenkverscliiebung des Auslösers 13 in Richtung auf den Handgriff 12 bewirkt, daß der Auslöser mit einem Ventilplunger 25 in Eingriff tritt und diesen niederdrückt, welcher seinerseits ein Luftventil 26 betätigt. Das betätigte Luftventil 26 ermöglicht, daß Luft zur Vorderkammer einer durch Luft betätigten Einrichtung 27 strömt, welche an dem hinteren Ende des Hauptkörpers 11 der Pistole 10 angeordnet ist. Die durch Luft betätigte Einrichtung 27 weist einen doppelt wirkenden Kolben 28 auf, dessen Kolbenstange 29 innerhalb des hohlen Endes eines Drehzylinders 30 verschiebbar aufgenommen ist. Die Verbindung eines Zapfens 30a, der in dem Zylinder 30 befestigt ist, mit einer schraubenförmigen Nut 22a in der Stange 29 formt die Axialbewegung der Kolbenstange

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in Drehbewegung des Drehzylinders 30 um seine Achse um»

Der erhöhte Luftdruck wirkt gegen den Kolben 28, bewirkt, daß die Kolbenstange 29 sich nach hinten bewegt, und diese wiederum bewirkt, daß der Zylinder 30 sieh aus seiner normalen Stellung herausdreht. Entsprechend bewegt sich, wenn Druckluft zur hinteren Kammer der durch Luft betätigten Einrichtung 27 durch die Freigabe des Auslösers 13 gespeist wird, die Kolbenstange nach vorn, um demgemäß den Zylinder 30 in der entgegengesetzten Richtung zu drehen«

Ein Flansch an dem vordersten Ende des Zylinders 30 ist in einem Schlitz an dein hinteren Teil des drehbaren Teiles 35 aufgenommen. Der Teil 35 weist in sich eine Mischkammer 36 auf und ist mit einer Öffnung 37 versehen. Der drehbare Teil 35» der in den Zeichnungen gezeigt ist, hat eine äußere Fläche 35a, die als eine Drehfläche um die Achse der Kammer 36 gebildet ist, und er kann aus irgendeinem zweckmäßigen Material, beispielsweise einer Stahl— legierung, hergestellt sein. Drehung des Zylinders 30 bewirkt eine entsprechende Drehung des Teiles 35 und demgemäß eine Drehung der Mischkammer 36 und der Öffnung 37» Die Drehung des Teiles 35 ermöglicht die Zufuhr der Bestandteile bzw. Komponenten A und B in die Mischkammer 36 durch die öffnungen 38 und 39. Es wird bemerkt-, daß die Öffnung 37 sich nicht nach voi-n, nach hinten oder seitlieh in bezug auf die vordere Fläche der Pistole 10 vor, während noch auf die Drehung des Teiles 35 folgend bewegt. Dies ist bedeutsam, um zu allen Zeiten die erforderliche Zerstäubung des iiherzugsmaterials zu erreichen.

In der Pistole 10 ist die Öffnung 37 für das fließfähige Material in zusammenwirkender Beziehung mit der Druckluft-Zerstäubungseinrichtung 40 durch Lagerflächen 40 a und 42a des Pistolenkörpers gehaltert. Die äußere Fläche 35a des Teiles 35 (Pig· 2 und 3) weist eine kugelförmige oder sphärische und eine zylindrische Drehfläche auf. Ein Druek-

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lager 31 drückt den Teil 35 durch den Zylinder 30 nach vorn. Die äußere Fläche 35a wird demgemäß mit der Lager— fläche 41a des Pistolenkörpers iO in Berührung gehalten, welcher mit dieser in konformen Eingriff tritt und die Bewegung des Teiles 35 längs seiner Drehachse beschränkt. Die Lagerfläche 4ia weist einen Abschnitt 41b auf, welcher hohe SchBiiereigenschaften hat, um die ßeibung zu verringern- und um die Drehfreiheit des Teiles 35 zu erhöhen. Die Lagerfläche 42a tritt mit der zylindrischen äußeren Fläche des Teiles 35 in konformen Eingriff, welche der Öffnung 37 für das fließfähige Material benachbart angeordnet ist und die Bewegung des Teiles 35 in seitlicher Richtung in bezug auf die Öffnungen 45 und 46 der Druckluft-Zerstäubungseinrichtung 40 begrenzt. Nuten 35b in der äußeren Fläche 35a des Teiles 35 gestatten, daß Luft an der Lagerfläche 42a vorbeistreicht.

Der drehbare Teil 35 ist innerhalb des Körpers in der Pistole 10 angeordnet. Der Teil 35 weist eine Öffnung 37, aus welcher das Material heraus ausgesendet wird, die Mischkammer 36, in welcher die Mischung der Komponenten A und B herbeigeführt wird, und weiterhin eine Mehrzahl von Einlaßöffnungen oder Öffnungen 38 und 39 auf, die mit der Mischkammer 36 verbunden sind und entweder mit den Behältern 18 und 19 der Komponenten A und B des Mehrlcomp onent enmat erials oder mit der Druckluftquelle 21, wie in Fig. 3 gezeigt, verbunden werden können, um die Mischkammer zu reinigen.

In der Zeichnung sind die Querschnittsabmessungen der Mischkammer 36 und der Öffnung 37 rund dargestellt, und die Querschnittsabmessungen der Mischkammer und der Öffnung sind als im wesentlichen gleich dargestellt. Es kann sehr gut sein, daß unter bestimmten Arbeitsumständen, die Öffnung 37 einen Durchmesser oder einen Querschnittaufbau hat, der von dem Durchmesser bzw. von dem Querschnittsaufbau der Kammer 36 verschieden ist.

Die Komponente A wird in die Mischkammer 36 durch die

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Öffnung 38 und die Einlaßöffnung l6 eingeführt; welche ein zweckmäßiges Prüfventil, wie in Fig. 2 gezeigt, aufweist. Die Komponente 3 wird in die Mischkammer 36 durch die Öffnung 39 und die Einlaßöffnung 17, welche im Winkelabstand von ungefähr 180° von der Einlaßöffnung 16 angeordnet ist, eingeführt. Es ist selbstverständlich, daß eine Mehrzahl von kleinen Öffnungen für jede der großen Öffnungen 38 und 39 verwendet werden kann. Das Einführen der Komponenten A und B in tangentialer Richtung in bezug auf die Mischkammer 36 scheint zu einer Turbulenz zu führen, die ausreichend ist, um das richtige Mischen und das Einwirken der Bestandteile aufeinander herbeizuführen. Es ist jedoch zu verstehen, daß die Öffnungen 38 und 39 die Mischkammer 36 in Seimenrichtung schneiden können und nach hinten von der Öffnung 37 in ungleichen Abständen angeordnet sein können, solange ein richtiges Mischen und Einwirken der Bestandteile verwirklicht wird.

Die vorderen Endteile kl und k2 bilden das Vorderende der Pistole 10, schließen den vorderen Teil des Hauptpistolenkörpers 11 ab und schaffen außerdem Lagerflächen, um den Teil 35t wie vorangehend beschrieben, in Stellung zu bringen bzw. in Stellung zu halten. Die vorderen Endteile kl und k2 sind in zweckmäßiger Weise an dem Körper befestigt, um so mit dem Körper in Schraubeingriff zu treten, und sie können aus dem gleichen Material wie dem des Hauptkörpers 11 hergestellt sein. Die Vorderendteile kl und k2 haben eine innere Pläche, welche zusammen mit der äußeren Fläche des vorderen -Abschnitts des Teiles 35» einen Luftdurchgang kj zu dem vorderen Teil der Pistole 10 schaffen.

Eine Luftkappe kk weist ein Paar von. Druckluft ausgebenden Öffnungen k5_t die an gegenüberliegend angeordneten Vorsprüngen angeordnet sind, und eine oder mehrere luftaussendende Öffnungen k6 auf, die die Öffnung 37 für das fließfähige Material umgeben. Die Luftkappe kk ist an dem Pistolenkörper 10 vermittelt eines mit Gewinde versehenen Festhalterringes kk befestigt. Luftöffnungen k6 richten Druckluft in

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Richtung auf das Mehrkomp onent eninat er ial, das aus der Öffnung 37 austritt, um so das ausgesendete Material in Teilchen zu zerstäuben, die eine solche Teilchengröße aufweisen, um einen Qualitäts-finish auf dem Gegenstand vorzugsweise mit einer Sprühpunktgröße von ungefähr 0,38 mia (15 mil) oder weniger zu schaffen. Weiterhin wird die Druckluft, die von den Öffnungen 4 5 ausgeht, verwendet, um die zerstäubten Teilchen in ein elliptisches oder fächerfbreiiges Sprühlauster umzugestalten. Ein zweckmäßiger Leitungsdruck in dem Schlauch 20 für die zum Zerstäuben des Mehrkomponentenmaterials verwendete Luft, welches von der Öffnung 37 ausgegeben wird, liegt im Bereich zwischen ungefähr 3,5 ois ungefähr 7,1 kp/cm² (50 bis 100 psi).

In den Fig. 1 und 3 ist der Auslöser 13 in seiner nicht— sprühenden Lage oder ileinigungslage dargestellt und die öffnungen 38 und 39 sind so angeordnet, daß die Komponenten A und B nicht in die Mischkammer 36 eintreten können. Die Öffnungen 38 und 39 des Teiles 35 sind nun durch eine Luftkamser 48, die in dem Körper 11 an dem hinteren Ende des Teiles 35 gebildet ist, mit der Druckluftquelle 21 in Verbindung. Reinigungs- bzw. Abblasluft unter zweckmäßigem Druck, welche durch den Schlauch 20 zugeführt wird, strömt aus der Luftkammer 48, durch die Öffnungen 38 und 39 hindurch und aus der Öffnung 37 heraus. Diese Stellung der Öffnungen ist am besten in Pig. 3 zu sehen.

Unter Berücksichtigung des vorangehend geschilderten ,wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung die Arbeitsweise der Mehrkomponenten-Sprühpistole 10 wiedergegeben.

Eine Bedienungsperson drückt den Auslöser 13, Luft strömt zur Vorderkammer der durch Luft betätigten Einrichtung 27, zieht den Kolben 28 zurück und dreht dadurch den Teil 35 und seine Mischkammer 36. Der Teil 35, welcher die Mischkammer 36 aufweist, wird von seiner Reinigungslage, wie in Fig. 3 gezeigt, in seine Sprühlage, wie in Fig. 2 gezeigt, verdreht. Die Öffnungen 38 und 39 sind nun mit

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den Förderleitungen 14 bzw. 15 für die fließfähigen Komponenten im wesentlichen in Ausrichtung. Die Komponenten A und B werden in die Mischkaruiier 36 durch Öffnungen 38 dzw. 39 in tangentialer Richtung eingeführt. Eine rasch sich durchwirbelnde Materialmenge wird innerhalb der Mischkammer 36 gebildet, so daß die Komponenten A und B sorgfältig gemischt werden. Druckluft, welche von den Öffnungen der Luftkappe 44 ausströmt, tritt mit der Mischung der Komponenten A und B, welche aus der Öffnung 37 ausgegeben werden, in Wechselwirkung, um die Mischung in Teilchen mit einer Sprüh— punktgröße von ungefähr 0,38 mm (15 mil) oder weniger zu zerstäuben, und um das Versprühte der Komponenteninaterialteilchen zu formen. Die Luft wird durch die Luftkappe 44 von der Quelle 21 durch Durchgänge 43 und 49 zugeführt.

Das Unterbrechen der Portführung des Sprühvorganges wird dadurch herbeigeführt, daß der Auslöser 13 in seine Normal - oder Säuberungsstellung in Schwenkbewegung zurückkehrt, indem die Bedienungsperson den auf den Auslöser 13 ausgeübten Druck freigibt. Das Freilassen des Auslösers bewirkt, daß der Kolben 28 sich nach vorn bewegt, um dadurch den Teil 35 mit seinen Öffnungen 38 und 39, seiner Kammer 36 und der Öffnung 37 zu drehen. Die Öffnungen 38 und 39 sind verschiebungsmäßig von den Leitungen 14 und 15 getrennt bzw. nicht üiit diesen in Ausrichtung und dadurch von den entsprechenden Koiuponentenbehältern IS und 19 getrennt. Wenn sich der Teil 35 bewegt, bewegen sich die Öffnungen 38 und 39 bis sie vollständig zur Druckluftkammer 48 freigelegt sind. Ein wesentlicher Anteil der Luft, die von der Quelle 21 herströiat, wird nun aus der Kammer 48 durch die Öffnung 38 und 39, die Kammer 36 und die Öffnung 37 herausgeführt, wodurch die Öffnungen gesäubert bzw. abgereinigt werden, die Mischkammer und die Öffnung von allem Rest des Komponentenmaterials gereinigt werden und gefährliches Verkleben der Sprühpistole verhindert wird.

Die Bewegung des Teiles 35 in die Säuberungstellung

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beendet in keinem Pall den Druckluftstrom von den Öffnungen in der Luftkappe 44, wie dies am besten in Fig. 3 zu sehen ist. Dies ist ein bedeutsames Merkmal, da es sicherstellt, daß der abgereinigte Rest ebenso wie das Mehrkompo— nentenmaterial von der Öffnung 37 während des normalen Sprühvorganges ausgegeben wird, in .Teilchen in der gewünschten Sprühpunktgröße von ungefähr 0,38 mia (15 mil) zerstäubt wird und auf dem Gegenstand ohne Zerstörung seines Überzugs bzw. Finishs abgesetzt bzw. niedergeschlagen wird.

Wenn die Pistole 10 für eine längere Zeitperiode nicht verwendet werden soll, sollte ein Ein—Aus—Ventil 23 in die Ausstellung bewegt werden, um den Druckluftstrom zur Pistole zu beendigen.

Venn auch die Druckluftpistole 10, die in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung gezeigt ist, eine in der Hand gehaltene oder von Hand betätigbare Pistole ist, so kann die Erfindung in entsprechender Weise auch in einer ferngesteuerten oder automat!sehen Pistole verwirklicht werden. Darüber hinaus, obwohl die Sprühpistole 10 keine elektrostatische Pistole ist, kann die Erfindung auch auf eine elektrostatische Pistole angewendet werden. Die Fig. 4 und 5 zeigen ein automatisches elektrostatisches Sprühüberzugssysteni, in welchem das Konzept der Erfindung verwirklicht ist.

In den Fig. 4 und 5 ist die automatische elektrostatische Pistole mit den Bezugszeichen 50 bezeichnet. Die Pistole weist einen Pistolenkörper 5i und einen Tragflansch 52 auf, der von dem Körper vorsteht. Die Pistole 50 ist an einem Stand 53 befestigt. Der Pistolenkörper 5i und der Flansch 52 sind aus einem zweckmäßigen Material hergestellt, beispielsweise ist das in der Ausführungsform gezeigte Material eine Aluminiumlegierung. Der Stand 53 ist in seinem oberen Teil 53a aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise Nylon, hergestellt.

Der Aufbau der Pistole 50 und ihrer Verbindungen zur Druckluft und zu dem Überzugskomponenten sind im wesent-

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lichen entsprechend zur Pistole 10, wie vorangehend beschrieben, mit Ausnahme von vier Unterschieden ausgeführt. Als erstes ist der Pistolenkörper 51 vermittels eines Hochspannungskabels 5-^t mit einer Ilochspannungsquelle 55 verbunden, so daß die Pistole und alle leitenden Teile, die mit der Pistole verbunden sind, sich auf der gewünschten Hochspannung befinden, die im Bereich von 30 bis 120 kV liegt.

! Als zweites ist eine nadeiförmige Metallelektrode 56 axial zur Mischkammer 57 in dem drehbaren Teil 58 befestigt. Die Elektrode 56 ragt von dem hinteren Ende der Kammer 56 hervor, aus der Öffnung für die Flüssigkeit heraus und endet etwa 12,5 Kim (l/2 inch) vor der Öffnung.

Als drittes ist das vordere Ende der Pistole 50 mit einem isolierenden Material abgedeckt, in dem die Luftkappe 59 und der,Halterungsring 60 aus einem Isoliermaterial hergestellt werden, beispielsweise glasgefülltem Nylon. Demgemäß bestehen mit Ausnahme der vorderen Fläche des Teiles 58, welche die Öffnung für das fließfähige Material und die Elektrode 56 umgibt, alle Teile des vorderen Bereichs der Pistole 50, die der Atmosphäre ausgesetzt sind, aus Isoliermaterial.

Als viertes wird die Pistole 50 anstatt von Hand fern betätigt, d.h. eingeschaltet und ausgeschaltet. Demgemäß wird die Drehung des Teiles 58 durch ihre Verbindung zu einem ferngesteuerten doppelt wirkenden Luftzylinder 61 oder durch andere bekannte ferngesteuerte Einrichtungen herbeigeführt·

Die Pistole 50, die an dem isolierenden Stand 53 befestigt ist, ist im Abstand von ungefähr 30 cm (12 inch) von den metallenen Gegenständen 62 angeordnet, welche durch Sprühen zu überziehen sind und durch Hängeteile 63 von einer Fördereinrichtung 6k herabhängen. Die Gegenstände sind durch die·Fördereinrichtung 64 geerdet. Die Pistole wird durch ihre Verbindung mit dem Kabel 50 und mit der Hochspannungs-

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quelle 55 auf einem hohen Potential gehalten. Demgemäß wird ein hohes elektrostatisches Feld an dem Ende der Elektrode 56 angelegt, um beim Laden und Absetzen der fließfähigen Teilchen, die von der Pistole 50 versprüht werden, zu helfen, wie es in der US-PS 3 169 882 offenbart ist. Mit Ausnahme des elektrostatischen Lade- und Absetzvorganges arbeitet das in Fig. 4 gezeigte Überzugssystein im wesentlichen wie das vorangehend beschriebene und in den Pig, 1 bis 3 gezeigte System.

Demgemäß uiafaßt die Erfindung elektrostatische und nicht elektrostatische Druckluftsprühpistolen mit einem Teil zum Mischen der Bestandteile eines Mehrkoinponentenmaterials, welcher an dem Pistolenkörper bewegbar befestigt ist. Ein Betätigungsteil, welcher entweder einen Auslöser oder einen Druckluft zylinder aufweist, be\/egt die Mischkammer in eine Sprühlage, in welcher die Komponenten in eine innere Mischkammer hineinströmen und durch ausgerichtete Öffnungen in dem Teil mit Einrichtungen, um die Bestandteile zur äußeren Fläche des Teiles zu liefern, durch die innere Mischkammer hindurchströiuen können. Die Bestandteile werden demgemäß automatisch gemischt und durch Betätigung des Betätigungsteiles versprüht.

Die Mischkammer wird in eine Nichtsprühstellung automatisch durch eine Vorspanneinrichtung, beispielsweise eine Feder in dem Luftzylinder, zurückgedreht, wenn der Betätigungsteil entregt wird, beispielsweise wenn der Auslöser der Handpistole freigegeben wird. In dieser zweiten Lage ist der Stroia der Bestandteile von ihren entsprechenden Liefereinrichtungen durch die äußere Fläche der Mischkammer blockiert, deren Öffnungen dann in Verbindung mit Einrichtungen in dem Pistolenkörper angeordnet sind, um Druckluft zu den öffnungen zu liefern, um demgemäß das gleichzeitige Beendigen des Versprühens und Abreinigers bzw. Säuberns der Öffnungen, der Kammer und der öffnung für das fließfähige Material durchzuführen.

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Die Bewegung der Mischeinrichtung "bewegt nicht die Öffnung für das fließfähige Material in Längsrichtung längs ihrer Achse oder in seitlicher Richtung in "bezug auf die Druckluftzerstäubuiagseinrichtung, und demgemäß wird deren zusammenwirkende Beziehung während des Sprühens und Reinigens der Pistole beibehalten. In den dargestellten Pistolen hat die Mischkammer eine äußere Fläche, die als Drehflache ausgebildet ist. Die äußere Drehfläche verringert ihren Durcliiaesser in Längsrichtung längs ihrer Drehachse genauso wie der dargestellte kugelförmige Teil 35* Der Pistolenkörper tritt mit dieser äußeren Fläche konform in Eingriff, um eine Lagerfläche zu schaffen, die Bewegung der Öffnung für die Flüssigkeit aus ihrer zusammenwirkenden Lage mit der Druckluft—Zerstäubuiigseinrichtung an dem vorderen Ende des Fistolenkörpers heraus verhindert.

Die folgenden Beispiele für das Sprühüberziehen eines Gegenstandes sind weiterhin zur Erläuterung der Erfindung gegeben. Es ist selbstverständlich, daß Substrate, andere als Metall, übersprüht werden können, wenn das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendet- werden. Derartige andere Substrate schließen unter anderem ein, Holz, Hartfaser, Epoxydharz, glasfaserverstärktes Polyester und Mauerwerk mit oder ohne primären Überzug, sind jedoch nicht., auf diese begrenzt.

Beispiel 1

Eine Stahlmetallflache, die zu überziehen ist, ist sauber, dicht und frei von Staub, Wachs, Fett, Öl, Rost und anderem fremden Material. Die Metallfläche wird vorzugsweise sandgeblasen, und der gesamte Rest des Sandblasstaubs wird mit Toluol oder einem Dampfentfettungsmittel entfernt.

Die Komponente A ist eine Mischung aus Materialien, die durch die Sherwin-Willams Co. in Cleveland, Ohio hergestellt wird. Ungefähr 300 Volumenteile Harz, welches unter dem Namen Polane verkauft und die Kennummer 179825 (i6)

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fragt, wird mit ungefähr 117 Volunenteilen eines Reduzier— mittels gemischt, welches die Kennummer R7K69 trägt. Die Komponente B ist ein ungemischter und nicht reduziert er Katalysator V66V28, welcher durch die oben genannte Firma verkauft wird. Die Komponenten werden der Pistole IO mit einer Strömungsgeschwindigkeit der Komponente A von 417 cciu/iain und von 50 ccu/niin der Komponente B zugeführt. Der Leitungs— druck für die Komponente Λ beträgt ungefähr 4,9 kp/cm (70 psi), und der Leitungsdruck für die Komponente'B beträgt ungefähr 4,2 kp/cm" (60 psi). Der Zerstäubungsluft— Leitungsdruck beträgt ungefähr 6,4 kp/cm (90 psi), um eine Sprühpunktgröße von weniger als 0,38 ium (15 mil) zu erreichen. Die Pistole 10 wird in einem Abstand von ungefähr 25 bis ungefähr 37 cm (lO bis 15 inch) von dem Substrat während des Aussenüens und Zerstäubens des Materials gehalten. Der Durchgang bzw. ein Schritt der Pistole ist ungefähr Ixalbwegs überlappt. Nach ungefähr 30 Hinuten ist die Fläche des Polyurethanfilms ausreichend getrocknet, um eine leichte Handhabung zu gestatten. Nach dem Aushärten des Films über Nacht ist dieser im wesentlichen hart. Der erzeugte Film hat eine Dicke von ungefähr 0,03 ebb (l mil), erscheint im wesentlichen kontinuierlich zu sein und hat eine Festigkeit bzw. Zähigkeit, einen Abrieto/iderstand, einen Schlagwiderstand, einen chemischen Widerstand und Lösungsnittelbeständigkeit, wie für Hochqualitätsfinishe erforderlich.

Selbstverständlich kann die Zeit, um einen harten Film zu erzeugen bis auf 30 Minuten verringert werden, indem der Film einer erhöhten Temperatur von ungefähr 82° C (180° F) ausgesetzt wird.

Beispiel 2

Eine Stahlmetallfläche, welche zu übersprühen ist, ist sauber, frei von Staub, Wachs, Fett, Öl, Rost und anderem fremden Material. Die Metallfläche wird vorzugsweise sandgeblasen, und der gesamte Rest des Sandblasstaubes wird mit Toluol oder einem Dampfentfettungsmittel entfernt.

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Der Bestandteil A ist eine Mischung aus Materialien, die durch die oben genannte Firma hergestellt wird. Ungefähr 600 Volumenteile Ilarz, welches unter dem Namen Polane verkauft wird und die Kennummer 179825 (i6) trägt, wird im Behälter 18 mit ungefähr 206 Teilen des Reduzienaittels mit der Kennumuier R7K69 gemischt. Die Komponente B ist eine Mischung von ungefähr 500 Volumenteilen des Katalysators V66V27 und ungefähr ΙΛΟ Volumenteilen des Redμziermittels Π7ΚΤ39, die beide durch die oben genannte Firma vertrieben werden. Die Komponenten werden in die Pistole 10 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 403 ccm/min der Komponente A und Kit einer Strömungsgeschwindigkeit der Komponente B von ungefähr 64 ccm/min eingeführt. Der Leitungsdruck für die Komponente A und für die Komponente. B, und der Leitungsdruck für die Zerstäubüngsluftleitung haben die gleichen Werte wie vorangehend genannt. Die Pistole 10 wird in einem Abstand von ungefähr 25 bis ungefähr 37 cm (10-15 inch) von dem Substrat während des Aussendens und Zerstäubens des Materials weggehalten. Der Durchgang bzw. Schritt der Pistole ist ungefähr halbwegs überlappt. Nach ungefähr 30 Minuten ist die Fläche des Polyurethanfilms im wesentlichen trocken, um eine leichte Handhabung zu gestatten. Nach Aushärtung des Filmes über Nacht ist dieser im wesentlichen hart. Der entstandene Film ist im wesentlichen gleichförmig mit einer Dicke von ungefähr 0,03 mm (l mil) und hat Zähigkeit bzw. Festigkeit, Abriebwiderstand, Schlagfestigkeit, chemische Beständigkeit und Lösungsmittelbeständigkeit wie für einen Qualitätsfinish erforderlich.

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Claims

©Patentansprüche
Verfahren zum Herstellen eines dünnen, festen homogenen Überzugs auf der Fläche eines Gegenstandes, umfassend die Stufe des Lieferns der fließfähigen Kouponente A zu einer Mischkammer innerhall) einer Druckluft-Zerstäubungspistole; des Lieferns der Komponente B zu der Mischkammer; des Mischens der Komponenten A und B innerhalb der Kammer; des Aussendens der Mischung aus den Bestandteilen A und B von der Pistole als ein Strom aus fließfähigen Material; des Zerstäubens des Stromes aus fließfähigen Material in ein Sprülmebel oder dgl. von feinverteilten fließfähigen Partikeln durch Einwirkung von Druckluft, die aus der Pistole ausgegeben wird; des Absetzens des versprühten Materials aus fließfähigen Teilchen in wesentlichen gleichförmig auf der bzw. über die Fläche des Gegenstandes; des Umwandeins des abgesetzten fließfähigen Strahles in einen festen homogenen Überzug mit einer im wesentlichen gleichförmigen Dicke von nicht weniger als 0,03 nun (l mil) und nicht mehr als ungefähr 0,05 mm (2 mil) Dicke, wobei die Energie für die Umwandlung durch die Reaktion der Komponenten A und B miteinander geliefert wird, und des Beendigens der Zufuhr der Komponenten A und B zu der Mischkammer und des gleichzeitigen Abblasens bzw. Heinigens der Kammer von den fließfähigen Komponenten durch einen durch die Kammer hindurchgehenden Druckluftstrom.
2. Verfahren zum Versprühen fließfähigen Materials, welches die Stufen einschließt: das Einführen von zwei Komponenten des Materials, welches zu versprühen ist, in eine bewegbare Mischkammer; das Mischen der Konponenten in der Kammer; das Aussenden des gemischten Materials von einer Öffnung in der Kammer; das Richten von Druckluft auf das von der Öffnung ausgegebene Material, uia das ausgegebene Material in ein Sprühnebel aus dem Material umzuformen, und das Bewegen der Kammer, um das Einführen der

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Bestandteile in die Kairoer ohne Veränderung der Lage der Öffnung abzuschließen, im dadurch das Versprühen des Materials ohne Zerstörung der Qualität des versprühten Materials zu beenden.
3. Verfahren zum Versprühen fließfähigen Materials, welches die Stufen aufweist: Einführen von zwei Bestandteilen des zu versprühenden Materials in eine Mischkammer; Mischen der Komponenten in der Kammer; Richten von Druckluft auf das von der öffnung ausgegebene Material, um das ausgegebene Material in ein Sprühnebel umz-uf.oruen;" Abtrennen der Zufuhr der Bestandteile in die Kammer hinein, ohne die Lage der öffnung zu verändern, um das Versprühen des Materials ohne Zerstörung der Qualität des Versprühten zu beendigen, und unmittelbar folgend auf das Abschalten der Zufuhr der Komponenten in die Kammer hinein Abblasen bzw. Reinigen des Restes der Bestandteile von der Kammer durch einen durch die Kammer hindurchgehenden Druckluft stron..
h» Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch elektrostatisches Laden des Sprühmaterials.
5· Vorrichtung zum Versprühen eines Mehrkomponenten— materials, nit einem Pistolenkörper; einer ersten und zweiten Einrichtung, um den Pistolenkörper, mit getrennten Quellen der ersten und der zweiten Komponente, die zu vermischen und aus der Pistole zu versprühen sind, zu verbinden; einer Einrichtung, um den Pistolenkörper mit einer Druckluftquelle zu verbinden; einer Einrichtung zum Richten eines Druckluftstrahles aus dem Pistolenkörper heraus und mit einer Aussendeöffnung für das Mehrkoiaponentenmaterial, welche mit der ersten und mit der zweiten Einrichtung verbunden ist, und in bezug auf die Einrichtung zum Ausrichten des Druck— luftstrones aus den Pistolenkörper heraus zusammenwirkend angeordnet ist, um einen Sprühnebel oder dgl. des Mehrkomponentenmaterials zu schaffen, gekennzeichnet durch eine Mischeinrichtung für die erste und die zweite Komponente in der Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Einrichtung

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des Körpers und der AussendungsÖffnung; durch eine Einrichtung zum Verbinden der Druckluftquelle mit der Mischkammer; durch eine Mischeinrichtung, die an dem Pistoleiikörper von einer ersten Stellung, in welcher die erste und die zweite Komponente durch die Mischeinrichtung zur Aussendeöffnung hindurchströmen können, zu einer zweiten Stellung, in welcher der Fluß der ersten und der zweiten Komponente "blockiert ist und ein Druckluftstroni durch die Mischeinrichtung und die AusSendungsöffnung strömen kann, bewegbar befestigt ist, wobei die Mischeinrichtung an dem Körper derart bewegbar befestigt ist, daß ihre Bewegung nicht die AussendeÖffnung für die gemischten Komponenten weder in Längsrichtung längs ihrer Achse noch in seitlicher Richtung in bezug auf die Einrichtung zuia Leiten bzw. Eichten des Druckluftstroms bewegt, und durch eine Betätigungseinrichtung zum Bewegen der Mischeinrichtung zwischen der ersten und der zweiten Stellung.
6. Sprühvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aussenden des Druckluft— stromes aus dem Pistolenkörper aus Isoliermaterial gebildet ist und die Mischeinrichtung eine längliche nadelfönaige Elektrode aufweist, um welche herum die Komponenten gemischt werden und die in einer Stellung in bezug auf die Öffnung für das fließfähige Material und die Einrichtung zum Aussenden des Druckluftstroms aus der Pistole, angeordnet ist, um den Sprühnebel aus Mehrkomponentennaterial zu laden.
7. Sprühvorrichtung für ein Mehrkomponeiitenüberzugsmaterial, insbesondere Sprühpistole, mit einem kombinierten Ventil, einer Kammer und einer Öffnung für fließfähiges Material, bestehend aus einem Teil mit einer äußeren Fläche, die um eine Achse als eine Drehfläche geformt ist; einer inneren Mischkammer, in welcher die erste und die zweite fließfähige Komponente des Überzugsinaterials gemischt werden; zwei Öffnungen zwischen der inneren Kammer und der äußeren Fläche und aus einer Öffnung für fließfähiges

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Material an der Vorderseite der Sprühpistole, die mit der inneren Kammer, aus welcher die gemischten Komponenten ausgegeben werden, in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Spriihpistolenkörper eine Einrichtung zum Liefern der ersten fließfähigen Komponente, der zweiten fließfähigen Komponente, die zu mischen und zu versprühen sind, und der Druckluft zum Reinigen und Säuhern der inneren Kammer aus getrennten Quellen zur äußeren Fläche aufweistj der Sprühpistolenkörper eine DruckluftzerstäuDungseinrichtung an seinem vorderen Ende aufweist, die mit' der Öffnung für fließfähiges Material des Pistolenkörpers arbeitsmäßig verbunden ist; der mit dem Sprülipxstolenlcörper an seiner äußeren Fläche in Eingriff tretende Teil zwei Arbeitsstellungen schafft, die um die Achse der äußeren Fläche in Winkelbezichung getrennt angeordnet sind, eine Sprühstellung, in welcher die beiden Öffnungen des Teils mit der Liefereinrichtung für die erste und die zweite fließfähige Komponente zu der äußeren Fläche in Ausrichtung angeordnet sind und in welcher gleichzeitig die äußere Fläche des Teiles die Druckluftliefereinrichtung blockiert, und eine Nichtsprühstellung, in welche die beiden Öffnungen mit der Einrichtung zum Liefern von Druckluft zu der äußeren Fläche in Ausrichtung sind und in welcher zur gleichen Zeit die äußere Fläche die Einrichtung zum Liefern der ersten und der zweiten fließfähigen Komponente blockiert, und daß ein Betätigungsteil vorgesehen ist, um den Teil um seine Achse seiner äußeren Fläche zu drehen, um gleichzeitiges Mischen und Versprühen des Überzugsmaterials in der Sprühstellung und gleichzeitiges Beendigen des Mischens und Versprühens des Überzugsmaterials und des Abreinigens und Säuberns der Öffnungen, der Kammer und der Öffnung für fließfähiges Material in der Nichtsprühlage herbeizuführen.
8. Sprühvorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Drehfläche des Teiles in Längs-

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richtung längs ihrer Drehachse abnimmt und daß der Sprühpistolenkörper nit der äußeren Fläche des Teiles konform in Eingriff tritt, um eine Lagerflache zu schaffen, die Bewegung der Öffnung für fließfähiges Material in Längsrichtung längs ihrer Achse und in seitlicher Richtung in bezug auf die Druckluft-Zerstäubungseinrichtung an dem vorderen Teil des Sprühpistolenkörpers verhindert.
9. Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Drehfläche des Teiles einen kugelförmigen Teil auf v/eist und der Sprüh— pistolenkörper einen kugelförmigen Abschnitt aufweist, der mit der äußeren Fläche des Drehteils in Eingriff tritt.
10. Sprühvorrichtung für ein Mchrkomponentenmaterial nit einem Pistolenkörper; einer Einrichtung zum Bilden einer Mischkammer innerhalb des Pistolenkörpers zum Vermischen der Bestandteile des Materials unmittelbar bevor diese aus der Pistole ausgegeben werden; wobei die Einrichtung innerhalb der Pistole bewegbar befestigt ist und innerhalb der Pistole mit den Komponenten des zu mischenden Materials und der Druckluftquelle verbindbar ist; einer Öffnung für fließfähiges Material, die mit der Kammer zum Aussenden des gemischten Materials aus der Pistole in Verbindung steht und mit einer Drucklufteinrichtung, die durch den Pistolenkörper zum Zerstäuben des aus der Öffnung ausgesendeten Materials in einen Sprühnebel aus fließfähigem Material getragen ist, und mit einer Einrichtung zum automatischen Bewegen der Kammer von einer Stellung, in welcher die Komponenten in die Mischkammer eingeführt werden, in eine Stellung, in welcher die Zufuhr der Komponenten in die Kammer beendigt ist und Druckluft in die Kammer eingeführt wird, um diese zu reinigen und zu säubern, ohne die Öffnung für fließfähiges Material aus der zusammenwirkenden Beziehung mit der Drucklufteinrichtung herauszubewegen, um dadurch das gemischte Material, das aus der Pistole während der Reinigung abgereinigt ist, zu zerstäuben.

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11. Sprühvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zuni Zerstäuben des Materials in einen Sprühnebel eine Mehrzahl von Öffnungen auf v/eist, die Druckluft in einer solchen Art und Weise aussenden, um das fließfähige versprühte Material zu einem elliptischen Sprühmuster zu formen.
12. Sprühvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bilden einer Mischkaimner drehbar ist und eine äußere Drehfläche aufweist und daß der Pistolenkörper eine Längerfläche auf v/eist, die mit der äußeren Fläche der Mischkammer einrichtung in konformem Eingriff ist, um die Öffnung für fließfähiges Material in zusammenarbeitender Beziehung mit der Drucklufteinrichtung zu halten.
13. Sprühvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Bilden der Mischkammer Öffnungen aufweist, die mit den Komponenten des zu mischenden Materials verbindbar sind, wenn sie sich in der einen Stellung befinden, und die mit der Druckluftquelle zum Ab reinig en der Kammer verbindbar sind, wenn sie sich in der zweiten Stellung befinden.

lh. Sprühvorrichtung nach Anspruch Ik, dadurch gekennzeichnet, daß der Pistolenkörper"einen Handgriff und einen Auslöser in der Nähe des Handgriffs auf v/eist, um die eine-Mischkammer bildende Einrichtung zu bewegen, wobei die Einrichtimg zum automatischen Bewegen der Kammer Energie von der Betätigung des Auslösers speichert, um diese bei Freigabe des Auslösers zu verwenden, um das Versprühen zu "beendigen und um der Mischkammer und der Öffnung für fließfähiges Material, um diese zu reinigen, Druckluft zuzuführen.

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