<Desc/Clms Page number 1>
Einrichtung zum elektrostatischen Niederschlagen von Überzugsmaterial auf eine Unterlage
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum elektrostatischen Niederschlagen von Überzugsmaterial auf eine Unterlage mit einer Sprühvorrichtung und mit Einrichtungen zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes zwischen Sprühvorrichtung und Unterlage. Es ist bekannt, flüssiges Überzugsmaterial durch kombinierte mechanische und elektrostatische Wirkung zu versprühen und auf die zu überziehende Unterlage niederzuschlagen.
Die hiezu verwendeten mechanischen Vorrichtungen sind entweder Düsen, mittels wel- chen ein Strahl fein verteilter Partikel erzeugt werden kann, der sich durch elektrostatische Feldwirkung in der zur Beaufschlagung der Unterlage geeigneten Weise steuern lässt, oder rotierende Sprühkanten, mit- tels welchen ein Nebel fein verteilter Partikel erzeugt werden kann, der sich durch elektrostatische Feld- wirkung zur Unterlage hin führen lässt. Beide bekannten Einrichtungen besitzen Vor- und Nachteile. So kann mittels einer Düse relativ viel Material pro Zeiteinheit versprüht und in relativ konzentrierter Form auf den zu überziehenden Gegenstand transportiert werden ; insbesondere Hohlkörper mit grösseren, an- nähernd parallel zur Strahlrichtung liegenden Flächen lassen sich mittels Düsen gut überziehen.
Grössere, ebene Flächen dagegen lassen sich zufolge der konzentrierten Bündelung eines Düsenstrahls nur schwer gleichmässig beaufschlagen, da eine Steuerung der feinen relativ hohe kinetische Energie aufweisenden Strahlpartikel durch das elektrostatische Feld nur in geringem Masse möglich ist. Auch kann mittels einer Düse ein relativ hoch liegendes Minimum an Materialaustritt pro Zeiteinheit nicht unterschritten werden.
Düsen eignen sich somit weniger gut für das gleichmässige Überziehen grösserer Flächen. Rotierende Sprühkanten lassen sich auf sehr kleine Zerstäubungsmengen herunter regulieren und ergeben einen äusserst feinen Nebel von relativ geringer eigener Bewegungsenergie, der sich mittels des elektrostatischen Feldes leicht beeinflussen lässt, was zu besonders gleichmässigen Überzügen führt, solange es sich um relativ flache Unterlagen handelt ; das Überziehen von Hohlraumflächen lässt sich jedoch mit solchen Vorrichtungen zufolge der geringen Partikelkonzentration im Nebel und zufolge der geringen Eigengeschwindigkeit und somit Tiefenwirkung des Nebels nur schwer in genügender Dicke beaufschlagen ;
der hier auf das elektrostatische Feld angewiesene Transport, der Partikel in solche als Faraday'sche Käfige wirkende Hohlräume hinein ergibt in den wenigsten Fällen ein einwandfreies Resultat.
Die oben genannten Verhältnisse bringen es mit sich, dass in Betrieben mit stark unterschiedlichen zu überziehenden Gegenständen verschiedene Anlagen vorhanden sein müssen. Sollen kompliziertere Gegen- stände mit ebenen Flächen und Hohlräumen überzogen werden, so sind bis heute keine Einrichtungen bekannt, die den sich widersprechenden Forderungen von grossflächiger gleichmässiger Partikelverteilung für die ebenen Flächen und von gebündelter Tiefenwirkung für Hohlräume gleichzeitig gerecht werden. Erst die vorliegende Erfindung bringt eine Lösung für dieses Problem.
Zu diesem Zweck besitzt die erfindungsgemässe Einrichtung einen Strahlsprühapparat und mindestens einen diesem in Strahlrichtung nachgeordneten, rotierenden Kantensprühteil mit einer eine zentrale Öffnung begrenzenden, durch den Sprühstrahl beaufschlagbaren Auffangfläche, die mit einer Sprühkante in Verbindung steht, wobei Vorrichtungen zur Änderung des Verhältnisses der Beaufschlagung der Auffangfläche zu jener der zentralen Öffnung des Kantensprühteiles durch den Sprühstrahl vorgesehen sind.
Mit der erfindungsgemässen Einrichtung ist es möglich, Gegenstände, die z. B. einen zentralen, tiefen Hohlraum und mehr oder weniger ebene, grosse Randflächen aufweisen, einwandfrei gleichförmig in
<Desc/Clms Page number 2>
einem Arbeitsgang zu überziehen. Je nach Einstellung kann auch z. B. eine stärkere Beschichtung der, Hohlraumflächen oder der Randflächen erzielt werden, wobei zu beachten ist, dass der Strahlsprühapparat einerseits in direkter Beaufschlagung durch die zentrale Öffnung des Kantensprühteiles hindurch Überzugmaterial für die Hohlraumflächen liefert und anderseits indirekt durch Beaufschlagung der Auffangfläche des Kantensprühteiles das letztere mit Sprühmaterial beliefert, das seinerseits dieses Material zur Beaufschlagung der Randflächen des Gegenstandes versprüht.
Die Einrichtung lässt sich für Extremfälle auch so einstellen, dass alles vom SprühstrahlgeförderteMaterial entweder praktisch ausschliesslich durch die zentrale Öffnung des Kantensprühteiles hindurch direkt zum Gegenstand transportiert wird oder praktisch ausschliesslich über die Auffangfläche des Kantensprühteiles zu dessen Sprühkante und von dort auf den Gegenstand gelangt.
Inder Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt ; es zeigen : Fig. 1-4 im Axialschnitt je ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung, Fig. 5 und 5a im Axialschnitt bzw. in Frontansicht ein weiteres Beispiel, Fig. 6 und 6a im Axialschnitt bzw. in Frontansicht eine Variante des Beispiels nach Fig. 5 und 5a, Fig. 7 und 8 im Axialschnitt je eine Detailvariante des Kantensprühteiles, Fig. 9 im Axialschnitt einen kombiniertenKantensprühteil zur Verwendung in einer erfindungsgemässen Einrichtung, Fig. 10 schematisch in Seitenansicht eine Einrichtung nach der Erfindung im Betrieb, Fig. 11 die Materialverteilung des durch eine erfindungsgemässe Einrichtung auf einer ebenen,
Platte erzielbaren Überzugs, und Fig.
die mittels einer rotierenden Sprühscheibe allein erreichbare
Materialverteilung des Überzugs einer ebenen Platte.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist an dem einen Frontende des Zufuhrrohres 1 für das flüssige Überzugsmaterial, z. B. Lack, eine Sprühdüse 2 angeordnet. Vor der Sprühdüse 2 und koaxial zu dieser ist eine Ringscheibe 3 vorgesehen, die einen gegen dieDüse 2 hin ausgebogenen, eine zentrale Durchlass- öffnung 4 begrenzenden inneren Bördelrand 3a besitzt. Mittels radialen Streben 5a ist im Zentrum der Öff- nung 4 ein Leitkonus 5 festgehalten. An der Ringscheibe 3 ist ein die Düse 2 und den anschliessenden End- teil des Rohres 1 koaxial umschliessender Abschirmkonus 6 befestigt. Die Teile 3,6 sind in nicht gezeich- neter Weise drehbar und axial verschiebbar, z. B. auf dem Rohr 1 gelagert und stehen mit einem Elektro- motor in Antriebsverbindung.
Unmittelbar vor der Anschlussstelle des Konus 6 sind in der Ringscheibe 3 Öffnungen 7 vorgesehen, wogegen der ausserhalb dieser Öffnungen liegende und radial über den Konus 6 hinausragende Scheibenrand an seiner vom Konus 6 abgekehrten Frontseite einen Belag 8 aus elektrisch lei - I tendem Material trägt, der in einer ringförmigen Sprühkante 9 endet. Beim Betrieb der beschriebenen Einrichtung wird zwischen dem Belag 8 und dem zu überziehenden Gegenstand eine das die Sprühvorrichtung verlassende Material zum Gegenstand transportierende Potentialdifferenz erzeugt. Aus der Düse 2 tritt ein konischer Partikelstrahl aus und gelangt je nach axialem Abstand der Scheibe 3 von der Düse 2 zum Teil direkt durch die zentrale Scheibenöffnung 4 hindurch auf den zentralen, z.
B. durch eine Vertiefung gebildeten Teil des Gegenstandes, zum Teil auf die Innenfläche der rotierenden Ringscheibe 3. Der zentrale Konus 5 verhindert, dass ausserhalb der Scheibe 3 ein eventuell zu konzentrierter Strahlkern entsteht. Der vonder innerenAuffangfläche derScheibe 3 aufgefangeneStrahlteil gelangt durchZentrifugalkraftwirkung radial nach aussen, wo der sich bildende Film durch die Öffnungen 7 hindurch auf den Belag 8 hinausgetrieben wird, von dessen Sprühkante 9 das Überzugsmaterial als feiner Nebel absprüht und durch das zwischen Belag 8 und Gegenstand erzeugte elektrostatische Feld zu den Randteilen des Gegenstandes transportiert wird.
Da der Düsenstrahl, der üblicherweise einen Hohlkegel bildet, einen vorbestimmten Öffnungswinkelaufweist, nimmt de von derAuffangfläche. derScheibe 3 aufgefangeneStrahlanteil mitzunehmen- dem Abstand der Scheibe von der Düse zu und umgekehrt. Durch Verändern des gegenseitigen Abstandes von Düse und Ringscheibe lässt sich deshalb das Verhältnis der Beaufschlagung der Scheibe 3 zur Beaufschlagung der Öffnung 4 durch die Düse 2 beliebig einstellen.
Beim Beispiel nach Fig. 2 ist die Ringscheibe 3 mit einem etwas grösseren inneren Bördelrand 3b versehen, besitzt dagegen keinen zentralen Konus 5. Ferner ist der Kantensprühteil 3. 6 hier bezüglich der Düse 2 axial feststehend angeordnet. Um auch in diesem Fall das Beaufschlagungsverhältnis für Auffangfläche und zentraler Öffnung der Ringscheibe 3 verändern zu können, ist eine im Strahlbereich der Düse 2 liegende, einstellbare Lochblende 10 vorgesehen. Im übrigen sind Ausbildung und Wirkungsweise gleich wie beim erstbeschrlebenen Beispiel.
Das in Fig. 3 gezeigte Beispiel unterscheidet sich von jenem nach Fig. l ausser durch das Fehlen des zentralen Konus durch das Fehlen eines inneren Bördelrandes : die Wirkungsweise dieser Einrichtung blein aber grundsätzlich unverändert.
Während bei den vorangehend beschriebenen Beispielen angenommen. wurde, der Kantensprühteil 3, I sei drehbar und axial verschiebbar auf dem koaxialen Zuführrohr 1 gelagert, ist beim Beispiel nach Fig.'
<Desc/Clms Page number 3>
der Konus 6 und die mit ihm verbundene Scheibe 3 an einem axialen Schaft 13 befestigt, der in nicht gezeichneter Weise fliegend in einem Drehlager abgestützt ist. Das Zuführrohr 11 ist in diesem Fall achsparallel in die durch den Abschirmkonus 6 gebildete Kammer eingeführt und die Düse 12 ist leicht gegen
EMI3.1
zentrale Öffnung der Ringscheibe 3 ist auch hier der Kantensprühteil 3, 6 relativ zur Düse 12 axial verschiebbar.
Bei den vorangehend beschriebenen Beispielen ist eine glatte, kreisförmige Absprühkante 9 vorgesehen. Beim Beispiel nach den Fig. 5, 5a (das im übrigen der Ausführung nach Fig. 1 gleicht) ist der Rand der Ringscheibe 3 durch radiale Einschnitte und Ausbiegen der entstandenen Zungen mit Randschaufeln 14 versehen. Durch Löcher 7a im Konus 6 gelangt Sprühgut durch die Ausschnitte des Scheibenrandes auf die Randschaufeln 14 und wird von deren Umfangskante 9a abgesprüht. Bei rotierender Scheibe 3 wird durch die Schaufeln 14 ein Luftzug erzeugt, der verhindert, dass in den eigentlichen Sprühraum zwischen Scheibe und Gegenstand von aussen Luft eindringen kann, die Lacknebel aus diesem Sprühraum heraustragen könnte.
Eine Variante des vorangehend beschriebenen Beispiels ist in den Fig. 6 und 6a gezeigt. Hier ist der
EMI3.2