DE2346630C3

DE2346630C3 - Druckluftpistole zum Versprühen eines Mehrkomponentenmaterials

Info

Publication number: DE2346630C3
Application number: DE2346630A
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: 1979-01-25
Also published as: SE414711B; JPS5628587B2; JPS49101474A; CA988557A; US3873023A; DE2346630A1; IT996708B; GB1432599A; DE2346630B2; FR2199666A6; AU6037273A; BE804983A

Description

Die I rfimliiiig be/iehl sich auf eine Druckliiftpistole zum Versprühen eines Mehrkomponentenmatcriuls gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1,

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

ίο Werkzeuge zum Überziehen von Gegenstänu-sn mit einem Sprühmaterial eine äußerlich mischende Druckluftsprühpistole und ein Hochtemperaturofen. Farbe, eine Mischung aus Pigmenten und Harzen, die in einem flüchtigen fließfähigen Trägermaterial (für gewöhnlich

ii ein Kohlenwasserstofflösungsmittel) suspendiert sind, wird zu einer Ganzmetallsprühpistole unter geringem Druck geführt und durch eine schmale zylindrische Öffnung an dem vorderen Teil der Pistole herausgedrückt. Dieser schmale zylindrische Strom aus Farbe

j» wird unmittelbar darauf von einem Luftstrahl getroffen, der unter einem Druck von ungefähr 0,7 bis ungefähr 7 kp/m² 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 aus. Die Druckluftstrahlen bzw. -ströme zerstäuben die fließfähige Farbe, die aus ifer Farbmittelöffnung austritt, zu einem Sprühnebel von mehr oder weniger gleichförmi-

«I gen kleinen Tropfen und formen den Sprühnebel 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

π Gegenständen vorbewegt und auf diesen Gegenständen abgesetzt wird. Durch Betätigung von Hand oder durch automalische Betätigung der Sprühpistole wird ein verhältnismäßig glatter und gleichmäßiger und im wesentlichen kontinuierlicher fließfähiger Farbfilm auf

i" bzw. über der Fläche der Gegenstände erzeugt, wenn die Gegenstände durch den Überzugsbereich gefördert werden.

Die frisch mit Farbe überzogenen Gegenstände werden durch die Fördereinrichtung auf einem kurzen

r. Weg aus dem Sprühbereich heraus in einen 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 verflüch-

'·<> tigt. Die Fördereinrichtung bewegt dann die Gegenstände in einen Ofen hinein, wo die mit Farbe versehenen Gegenstände auf eine Temperatur im Bereich zwischen ungefähr I77°C und ungefähr 260⁰C oder sogar mehr füi eine Zeitperiode gebracht werden, die im Bereich

>'■ von 10 bis 30 Minuten oder mehr liegt. Die I litzehärtung tier Farbe ist erforderlich, damit der verbleibende Teil des Lösungsmittels in dem Farbfilm verdampft und um chemische Veränderungen /u fordern oder zu beschleunigen, um so die Oberfläche der Gegenstände mit einem

'" harten, glatten und im wesentlichen kontinuierlichen, gut bzw. gepflegt aussehenden trockenei Farbfilm /u versehen.

Obwohl die Kombination des Sptiih Fjrbüberziehens und der Behandlung hei hohen t'emperaturen einen

'■' ansehnlichen und erwünschten farbfilm erzeugt, hat die bekannte Farbspriihpistole eine /aiii von ernsthaften Nachteilen. Eine bemerkenswerte Zahl der Farbtröpfchen wird an den Gegenstanden durch die Druckluft

vorbeigetrieben und als sogenanntes Overspray vergeudet Um das Versprühungsproblem zu beseitigen, sind teure Filter und andere das überschüssig versprühte Material sammelnde 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, 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, um die Gegenstände aufzunehmen, während sie sich an der Fördereinrichtung für Zeitperioden von 10 bis 30 Minuten oder mehr kontinuierlich bewegen.

Beginnend in den 50er 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 Oberziehen und das Pulver-SpriJhüberziehen.

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 Metall-Luftsprühpistole 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 Sprühüberziehen 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 durch die kleine öffnung einer speziell entworfenen Düse hindurchgedrückt wird, wird die Farbe in einen Sprühnebel oder dgl. von ausreichender Größe, von ausreichender Qualität und mit ausreichender Fördergeschwindigkeit für industrielles Farbsprühüberziehen zersläuöt. Das luftlose Sprühfarbüberziehen beseitigte das Farbe vergeudende Ausblasen von Druckluft.

Das elektrophoretisehe Farbiiberziehen benötigt überhaupt keine .Sprühpistole mehr. Zu streichende Gegenstände werden an einer Fördereinrichtung in ein großes Had hinein- uiul durch dieses himliirchgeführt, welches Uarzübentugsmalerialleikhen enthält, die in einer Flüssigkeit oder einem fließfähigen Medium suspendiert sind. Während die Gegenstände in dem Had eingetaucht sind, wird ein elektrisches Feld zwischen den Gegenstanden und einem lilektmdengilter in dem Tank erzeugt, oder der Tank selbst dient als Elektrode.

Das elektrische Feld bewirkt die Bewegung von Harzüberzugsmaterialteilchen 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 Luftsprühpistole nicht mehr. Das Pulver ist trocken, wobei feingemahlene Partikel oder Teilchen eine Teilchengröße von bis zu ungefähr 200 μ im Durchmesser aufweisen. Das Pulver wird in einen Luftstrom eingebracht, in diesem mitgeführt 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 uri-f dem auf einem Partikel bzw. Teilchen anziehenden Potential befindlichen Gegenstand zugeordnet sind.

Weder das elektrostatische Sprühfarbüberiiehen, noch das drucklose Farbsprühüberziehen, noch das elektrostatische Pulverfarbüberziehen oder das elektrophoretische Farbüberziehen beseitigt den viel Platz beanspruchenden teueren Hochtemperaturofen, der notwendig ist, um einen akzeptablen glatten und im wesentlichen gleichförmigen, dekorativen und schützenden Überzug bzw. Finish zu schaffen.

Bei einer Sprühpistole der eingangs genannten Art werden die einzelnen Komponenten des zu versprühenden Materials erst außerhalb der Sprühpistole miteinander vermischt (GBPS 11 84 900), d. h. nachdem sie aus der Sprühpistole ausgegeben worden sind, so daß kaum eine zufriedenstellende Vermischung der Komponenten zu erzielen ist.

Bei einer weiterhin bekannten Sprühpistole mit Spritzkopf (Zeitschrift: »Kunststoff-Rundschau«, 1969, Se'te 126 und 127) werden die Komponenten des zu versprühenden Materials innerhalb des Spritzkopfes gemischt. Hierbei besteht die Gefahr, daß das Material sich z.T. bereits innerhalb des Spritzkopfes verfestigt oder aushärtet, d. h. vor dem Versprühen, so dr.ß eine schlechte Versprühung die Folge ist, wobei schließlich die Düse verstopft werden kann, so daß mit der bekannten Sprühpistole überhaupt nicht mehr gearbeitet werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, 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.

Dies wird durch eine Druikliiftpistnle gemiili dem Palentanspruch I erreicht.

Mit Hilfe der Druckliiflpistole gemäß der Erfindung kanu eine sorgfältige Mischung der Komponenten erzielt werden, da i'ie Vermischung der Komponenten innerhalb der I)ruckluftpistole stattfindet. Dennoch muß nicht mit der Gefahr gerechnet werden, daß d.r>

Material bereits innerhalb der Druckluftpistole aushärtet oder sich verfestigt. Weiterhin wird bei der Druckluftpistole gemäß der Erfindung die Druckluft nicht nur zum Zerstäuben der gemischten Komponenten verwendet, sondern auch zum Reinigen der Druckluftpistole.

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 mm bedeckt werden. Trockene Filme von geringer Dicke überdecken nicht die Materialoberflächenunvollkommenheiten und weisen nicht genug Widerstand gegen Verschleili 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 al? dünnere Filme.

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oder Farbmaterialrinnen oder nicht akzeptabler Oberflächenrauheit zu bilden, sollte die Sprühpistole die Farbe in fließfähige Teilchen zerstäuben, deren maximale Größe einen gegebenen Durchmesser nicht überschreitet und vorzugsweise die meisten Teilchen einen kleineren Durchmesser haben. Ein Verfahren um zu bestimmen, ob die Zerstäubung hinsichtlich der Teilchengröße zweckmäßig ist, ist den Durchmesser von funkten 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 10 cm χ ungefähr 15 cm flachen Zielgegenstandes durch den Sprühstrahl bzw. Sprühnebel in Längsrichtung längs seiner Längsabmessung, wobei die eine Fläche in einer senkrechten Ebene zur Sprühachse in einem Abstand von ungefähr 30 cm 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 Mitteldurchmesser der zehn größten Punkte auf dem Ziel (nachfolgend als Spriihpunktgröße bezeichnet) kleiner ist als ungefähr 0,38 mm, 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 0,51 mm 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 Fahrzeugkörper 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 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 cm Breite 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% Gewichtsanteile an flüchtigen Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln auf, welche schließlich in die Atmosphäre während des Versprühens, während des sogenannten flash-off und während des F.rwärmens, Trocknens bzw. Aushärtens in die Atmosphäre verdampfen. Die verbleibenden 50% festen Bestandteile bestehen im wesentlichen aus Acrylharz 'ind dm notwendigen Pigmenten und/oder aus metallischen Flocken, welche dem endgültigen Finish die gewünschte Farbe und das gewünschte Leuchten erteilen. Obwohl Acrylharze in weitem Maße verwendet werden, ΐι·η

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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. Das Sprühfarbüberziehen dauert ungefähr eine Minute pro Fahrzeug jedoch erfordert das Erwärmen bzw. Härten ungefähr 25 Minuten. Das Aushärten von Acrylfarben erfordert Temperaturen im Bereich von ungefähr 204⁰C.

Den Herstellern von Harzen ic. 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 Hinzufügung 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 Verarbeitungszeit (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 Wr'ung auf die Viskosität, die durch die rasche Polymerisation hervorgerufen wird.

Demgemäß sind mit Katalysator versehene Mehrkomponentenmaterialien 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.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig.] ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung gernäß 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 schematisch den drehbaren Teil und die öffnung der Vorrichtung nach F i g. 1 zeigt, wobei die Kammer und die Öffnung in der Misch- und Materialaussendestellung gezeigt sind.

Fig.3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Kammer und der öffnung der Vorrichtung gemäß Fig. (, wobei die Kammer und die öffnung in der Materialentnahme bzw. Reinigungslage gezeigt sind. in

In den Fig. I bis 3 ist eine Hansprühpistole gemäß der Erfindung mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Die Handpistole 10 weist einen llauptpistolenkörpcrteil II. 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 cltr Auslöser 13 sowohl als auch andere zweckmäßigerweise vorgesehene Teile der Pistole 10 sind aus irgendeinem korrosions- bzw. verschleißbeständigem Material hergestellt, WClCIICS III UCiUg dUf UlC £11 MtIMIICMUCM lö Komponenten und auf das Mehrkomponentenmaterial, welches aus den zu mischenden Komponenten resultiert, chemisch inert ist. Zweckmäßige Materialien umfassen Aluminium, Aluminiumlegi^rungen, Stahl, Stahllegierungen, Kupferlegieiungen, Kunststoffe, beispielsweise Azetal-Harz, Epoxyd-Harz, glasgefülltes Epoxydharz, Nylon und glasgefülltes Nylon.

Eine 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 i . 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, J5 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 *n ßenthält.

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 038 mm 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-Harz 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 Komponenten A, welche ein zweckmäßiges Isocyanat-Endgruppen-Polymer ist, und &o der Behälter 19 beinhaltet die Komponente B, welche ein zweckmäßiges polyfunktionales reaktionsfähiges Amin oder Polyol ist. Die Behandlung bzw. Aushärtung von Polyurethan wird durch Mischen des Präpolymers mit polyfunktionalen reaktionsfähigen Aminen und Polyolen herbeigeführt.

Ein Schlauch 20 liefert Druckluft oder anderes Gas aus einer Quelle 21 zur Sprühpistole 10 durch ein zweckmäßigs (nicht gezeigtes) Regulierventil durch Verbindung des Schlauches 20 mit 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 Sprühmuster, 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 ßbei Beendigung ihres Zuflusses zu der Pistole zu reinigen.

Wie in Fig. 1 gezeigt, hat der Auslöser 13 eine /.weckmäßige Länge und ist mit der Pistole schwenkbar verbunden. Der Auslöser 13 ist um eine durch einen Bolzen 24 gebildete Achse mit der Pistole schwenkbar verbunden, welcher verwendet wird, um den Auslöser an der Pistole zu haltern.

Schwenkverschiebung des Auslösers 13 in Richtung auf den Handgriff 12 bewirkt, daß der Auslöser mit

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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 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 sich 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 dem 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 der kann aus irgendeinem zweckmäßigen Material, beispielsweise einer Stahllegierung, hergestellt sein. Drehung des Zylinders 30 bewirkt eine entsprechende Drohung 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 vorn, nach hinten oder seitlich 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 Überzugsmaterials zu erreichen.

In der Pistole 10 ist die öffnung 37 für das fließfähige Material in zusammenwirkender Beziehung mit der Druckluft-Zerstäubungseinrichtung 40 durch Lagerflächen 40a und 42s des Pistotenkörpers gehalten. Die äußere Räche 35a des Teiles 35 (F i g. 2 und 3) weist eine

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kugelförmige oder sphärische und eine zylindrische Drehfläche auf. Ein Drucklager 31 drückt den Teil 35 durch den Zylinder 30 nach vorn. Die äußere Fläche 35a wird demgemäß mit der Lagerfläche 4Ja des Pistolenkörpers 10 in Berührung gehalten, welcher mit dieser in konformen Eingriff tritt und die Bewegung des Teiles 35 längs seiner Drehachse beschränkt. Die Lagerfläche 41a weist einen Abschnitt 41 b auf, welcher hohe Schmiereigenschaften ha' um die Reibung zu verringern und um die Drehfreiheil 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 Dnickluft-Zerstäubungseinrichtung 40 begrenzt. Nuten 15/) in der äußeren Fläche 35a des Teiles 35 gestatten, daß Luft an der L.agerfläche 42ü vorbeistreicht.

Der drehbare Teil 55 isl 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 H herbeigeführt wird, und weiterhin eine Mehrzahl von Einlaßöffnungen oder öffnungen 38 und 39 auf. die mil der Mischkammer 36 verbunden sind und entweder mit den Behaltern 18 und 19 der Komponenten A und Ii des Mehrkomponentenmatcrials oder mit der Drucklüftquelle 21. wie in F i g. J 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 Quersehnittsaufbau hat. der von dem Durchmesser bzw. von dem Querschniilsaufbauder Kammer 36 verschieden ist.

Die Komponente A wird in die Mischkammer 36 durch die öffnung 38 und die Einlaßöffnung 16 eingeführt, welche ein zweckmäßiges Prüfventil, wie in F i g. 2 gezeigt, aufweist. Die Komponente B wird in tue 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 Sehnenrichtung 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 41 und 42 bilden das Vorderende der Pistole 10. schließen den vorderen Teil des Hauptpistolenkörpers 11 ab und schaffen außerdem Lagerflächen, um den Teil 35, wie vorangehend beschrieben, in Stellung zu bringen bzw. in Stellung zu halten. Die vorderen Endteile 41 und 42 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 41 und 42 haben einv innere Fläche, welche zusammen mit der äußeren Fläche des vorderen Abschnitts des Teiles 35, einen Luftdut'chgang 43 zu dem vorderen Teil der Pistole 10 schaffen.

Eine Luftkappe 44 weist ein Paar von Druckluft ausgebenden öffnungen 45, die an gegenüberliegend angeordneten Vorsprüngen angeordnet sind, und eine

oder mehrere luftaussendende öffnungen 46 auf, die die öffnung 37 für das fließfähige Material umgeben. Die Luftkappe 44 ist an dem Pistolenkörper 10 vermittelt eines mit Gewinde versehenen Festhalterringes 44 befestigt. Luftöffnungen 46 richten Druckluft in Richtung auf das Mehrkomponentenmaterial, 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 mm oder weniger zu schaffen. Weiterhin wird die Druckluft, die von den Öffnungen 45 ausgeht, verwendet, um die zerstäubten Teilchen in ein elliptisches oder fächerförmiges Sprühmuster umzugestalten. Ein zweckmäßiger Leitungsdruck in dem

J5 Schlauch 20 für die /um Zerstäuben des Mehrkomponentenmaterials verwendete Luft, welches von der Öffnung 37 ausgegeben wird, liegt im Hereich /wischen ungefähr 3,5 bis ungefähr 7,1 kp Vm-.

In den Fig. I und i ist der Auslöser in seiner

ίο nichtsprühenden Lage oder Reinigungslage dargestellt und die öffnungen 38 und 39 sind so .ingeordnet, daß die Komponenten A und P nicht in die Mischkammer 36 eintreten können. Die öffnungen 38 und 39 des Teiles 35 sind nun durch eine l.uftkammer 48, die in dem Korper 11 an dem hinteren Ende des Teiles 35 gebildet ist, mit der Druckluftquelle 21 in Verbindung. Reinigungs- b/w. 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 F i g. 3 zu sehen.

Unter Berücksichtigung des vorangehend Geschilderten wird im folgenden mit Bezug auf die Leichnung 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 den Förderleitungen 14 bzw. 15 für die fließfähigen Komponenten im wesentlichen in Ausrichtung. Die Komponenten A und B werden in die Mischkammer 36 durch öffnungen 38 bzw. 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 Sprühpunktgrö ße von ungefähr 038 mm oder weniger zu zerstäuben, und um das Versprühte der Komponentenmaterialteilciien zu formen. Die Luft wird durch die Luftkappe 44 von der Quelle 21 durch Durchgänge 43 und 49

zugeführt

Das Unterbrechen der Fortführung des Sprühvorganges wird dadurch herbeigeführt, daß der Auslöser 13 in seine Norma! — 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 mit diesen in Ausrichtung und dadurch von den enisprechenden Komponentenbehällern 18 und 19 getrennt. Wenn sich der Teil 35 bewegt, bewegen sich .lie öffnungen 38 und 39 bis sie vollständig zur Drucklufthammer 4? freigelegt sind. Ein wesentlicher Anteil der Luft die von der Quelle 21 herströnit, wird nun aus der Kammer 48 durch die öffnung 38 und 39, die Kammer 36 und die öffnung 37 herausgeführt, wodurch di: öffnungen gesäubert bzw. abaereinigt werden, die M'schkammer und die öffnung von allem Rest des Kon ponentenmaterials gereinigt werden und gefährliches Verkleben der Sprühpistole verhindert wird.

Die Bewegung de; Teiles 35 in die .Sauberungstellung beendet in keinem lall den Druckluftstrom von den öffnungen in der I.uftkappe 44. wie dies am besten in F i g. 3 zu sehen ist. Dies ist ein bedeutsames Merkma' da es sichel stellt, dal! der abgereinigte.· Rest ebenso wie das Mehrkomponerienmaierial von der öffnung 37 während des normalen Sprühvorganges ausgegeben wird, in Teilchen in der gewünschten Sprühpunktgröße von ungefähr 0.38 irm (15 mil) zerstäubt wird und auf dem Gegenstand ohne Zerstörung seines (ibeivtigs bzw. Finishs abgesetzt bzw. niedergeschlagen wird.

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

Wenn auch die Druckluftpistol'- 10, die in den F ι g. I bis 3 der Zeichnurg gezeigt ist, eine in der Hand gehaltene oder vor. Hand betätigbare Pistole ist. so kann die Erfindung in entsprechender Weise auch in einer ferngesteuerten oder automatischen Pistole verwirklicht werden. Darüber hinaus, obwohl die Sprühpistole 10 keine elektrostatische Pistole ist, kann die Erfindung auch auf eine ele<trostatische Pistole angewendet werden.

Beispiel 1

Eine Stahlmetalllläche, 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 Materalien, 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 (16) trägt, wird mit ungefähr 117 Volumenteilen eines Reduziermittels gemischt, welches die Kennummer R7K69 trägt. Die Komponente B ist ein ungemischter und nicht reduzierter Katalysator V66V28, welcher durch die oben genannte Firma verkauft wird. Die Komponenten werden der Pistole IG mit einer Strömungsgeschwindigkeit der Komponente A von 417 ccm/min und von 50ccm/min der Komponente B zugeführt. Der Leitungsdruck für die Kompo- nente A beträgt ungefähr 4,9 kp/cm², und der Leituiigsdruck für die Komponente B beträgt ungefähr 4,2 kp/cm². Der Zerstäubungsluft-Leitungsdruck beträgt ungefähr 6,4 kp/cm², um eine Sprühpunktgröße von weniger als 0,38 mm zu erreichen. Die Pistole 10 wird in

ίο einem Abstand von ungefähr 25 bis ungefähr 37 cm von dem Substrat während des Aussendens und Zerstäubens des Materials gehalten. Der Durchgang bzw. ein Schritt der Pistole ist ungefähr halbwegs überlappt. Nach ungefähr 30 Minuten 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 mm, erscheint im wesentlichen kontinuierlich zu sein und hat eine Festigkeit bzw.

m Zähigkeit, einen Abriebwiderstand, einen SchlagwiJ^r stand, einen chemischen Widerstand und Lösungsmittelbeständigkeit.wie für Hochqualitätsfinishe erforderlich.

Selbstverständlich kann die Zeit, um einen harten

IiIm zu erzeugen bis auf 30 Minuten verringert werden,

:= indem der Film einer erhöhten Temperatur von ungenhr82¹C ausgesetzt wird.

B e ι s ρ i e I 2

Eine Stahlmeidlllläche, welche /ii übersprühen ist, ist

·,., sauber, frei von Staub, Wachs, fell, Öl, Rost und anderem fremden Material. Die Metallflächc wird vorzugsweise .sandgeblasen, i;nd der gesamte Rest des Sandblasstaubes wird mit dem Toluol oiler einem DampfenifcitiingsmiMel entfernt.

r. Der Bestandteil A ist eine Mischung aus Materialien, ,lic durch die oben genannte Firma hergestellt wird. Ungefähr 6(X) Volunienteile Harz, welches unter dem N.inien Polane verkauft wird und die Kennummer 179825 (16) trägt, wird im Behälter 18 mit ungefähr 20d

.ι ι Teilen des Redu/icrmittels mit der Kennummer R7Kb9 gemischt. Die Komponente B ist eine Mischung von ungefähr 500 Volumenteilen des Katalysators V66V27 und ungefähr 140 Volumenteilen des Reduziermittels R7KT39. die beide durch die oben genannte Firma

■li vertrieben werden. Die Komponenten werden · die Pistole 10 nut einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 403 ccm/min der Komponente A und rrit einer Strömungsgeschwindigkeit der Komponente B von ungefähr 64 ccm/min eingeführt. Der Leitungsdruck für die Komponente A und für die Komponente ß, und der Leitungsdruck für die Zerstäubungsluftleitung haben die gleichen Werte wie vorangehend genannt. Die Pistole 10 wird in einem Abstand von ungefähr 25 bis ungefähr 37 cm 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 Polyurethanfilrns 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 und hat Zähigkeit bzw. Festigkeit, Abriebwiderstand, Schlagfestigkeit, chemische Beständigkeit und Lösungsmittelbeständigkeit wie für einen Quaütätsfinish erforderlich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckluftpistole zum Versprühen eines Mehrkomponentenmaterials, bestehend aus einem Pistolenkörper, der mit separaten Quellen einer ersten und einer zweiten zu mischenden und zu versprühenden Komponente und weiterhin mit einer Druckluftquelle verbunden ist, einem Druckluftzerstäuber an dem Pistolenkörper zur Bildung eines Sprühnebels aus Mehrkomponentenmaterial und aus einer Ventilanordnung innerhalb des Pistolenkörpers zur Verbindung des Druckluftzerstäubers mit den Komponentenquellen oder mit der Druckluftquelle, dadurch gekennzeichnet, daß eine bewegbare Mischkammer (35) innerhalb des Pistolenkörpers (11,41,42) gehaltert ist und einen Teil mit einer Ausgabeöffnung (37) für das gemischte Mehrkomponentenmaterial aufweist, der als Bestandteil des Druckluftzerstäubers (40) ausgebildet ist, die Mischkammer (35) in bezug auf den Pistolenkörper (11,41, 42) zwiscbcn einer ersten Stellung, in welcher Mehrkomponenlenmaterial durch die Mischkammer (35) zur Ausgabeöffnung (37) strömt, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in welcher die Mischkammer (35) die Strömung von Mehrkomponentenmaterial absperrt und Druckluft durch die Mischkammer (35) und die Ausgabeöffnung (37) strömt, und daß die Mischkammer (35) durch Eingriffsflächen (35a, 4Ia^ der Mischkammer (15) und des Pistolenkörpers (41) die Ausgabeöffnung (37) weder in Längsrichtung längs der Achse noch in seitlicher Richtung in bezug auf den Druckluftzerstäuber (40) bewegend gehaltert ist.

2. Sprühpistole nnch A?:ipruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (15) innerhalb des Pistolenkörpers (II, 4t 42) zwischen zwei winkclmäßig um die Achse ihrer äußeren Fläche verschobenen Arbeitsstellungen drehbar beweglich ist, und zwar zwischen einer Sprühstellung, in welcher Öffnungen (38, 39) der Mischkammer (35) mit den Quellen (18, 19) der Komponenten verbunden sind und gleichzeitig die äußere Fläche (}5a^der Mischkammer (35) die Druckluftströmung absperrt, und einer Nichtsprühstellung, in welcher die Öffnungen (38,39) der Mischkammer (35) mit der Druckluftquelle (21) ausgerichtet sind und gleichzeitig die äußere Fläche (35a; die Quellen (18, 19) der Komponenten absperrt.

3. Sprühpistole nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Fläche (35a) der Mischkammer (35) im Durchmesser in Längsrichtung längs ihrer Drehachse abnehmend ausgebildet ist und daß der Pistolenkörper (41, 4IaJ mit der äußeren Fläche CiSa) übereinstimmend zwecks Verhinderung von Bewegung der Ausgabeöffnung (37) längs ihrer Achse und seitlich in bezug auf den I)riiikliii!zerstäuber (40) ausgebildet ist.

\. Sprühpistole nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Fläche (35jJ der Mischkammer (B) einen kugelförmigen Peil (\5.i) aufweist und d.iß der Pistolenkörper (II, 41, 42) einen kugelförmigen feil (41 ,ij aufweist, der mit der äußeren fl.ithe (\ϊα) der Mischkammer (35) im Eingriff angeordnet ist.