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Einrichtung zum Verhindern von Kurzschlussschäden bei einer elektrophoretischen Lackieranlage
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verhindern von Kurzschlussschäden an Elektroden und als solche dienenden Werkstücken bei einer elektrophoretischen Lackieranlage, bei der die
Elektrodengleichspannung aus einem Netztransformator über Gleichrichter mit nachgeschalteter
Glättungsdrossel entnehmbar ist.
Elektrophoretische Lackierbäder werden heute meist als Takt-oder als kontinuierliche
Durchlaufanlagen ausgeführt. Der Lackiervorgang vollzieht sich in beiden Fällen so, dass sich an dem an positiver Gleichspannung liegenden Lackiergut die Lackpartikel aus der wässerigen Dispersion niederschlagen.
Zur Spannungsversorgung einer derartigen Lackieranlage ist bereits eine Anordnung bekannt, bei der das die eine Elektrode darstellende Lackierbecken und das die andere Elektrode bildende Werkstück aus einem Netztransformator über gesteuerte Gleichrichter und eine Glättungsdrossel mit Gleichspannung versorgt werden. Bei einer derartigen Anlage kann es nun zu einem Kurzschluss zwischen den Elektroden kommen ; sei es durch direkte Berührung zwischen den Elektroden, d. h. zwischen Beckenrand und Werkstück oder sei es durch sonstige leitende Teile.
Trotz der normalerweise vorhandenen netzseitigen Sicherungen oder des sofortigen Löschens der Gleichrichter, fliessen, bedingt durch die zum Löschen notwendige Zeit und infolge der im Transformator und in der Glättungsdrossel gespeicherten magnetischen Energien, einige Zeit noch sehr hohe Kurzschlussströme weiter. Diese Kurzschlussströme rufen unter Umständen erhebliche Schäden an den Elektroden hervor ; z. B.
Kurzschlussmarken, Schweissstellen und Löcher.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die im Gleichspannungskreis auftretende Kurzschlussenergie derart zu steuern, dass an den Elektroden keine Schäden auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Betriebszustand der Gleichrichteranordnung und eines zwischen den Elektroden liegenden, vorzugsweise aus Thyristoren aufgebauten Hochstromschalters vom Schaltzustand eines ebenfalls zwischen den vorgenannten Elektroden liegenden, auf Spannungsrückgang ansprechenden Schaltelements abhängig gemacht wird und die Glättungsdrossel im Gleichstromspeisekreis als eisenlose Spule ausgebildet wird.
Als Hochstromschalter wird vorteilhafterweise eine Thyristoranordnung benutzt ; möglich wäre es jedoch auch, einen mechanischen Kurzschliesser zu verwenden, der z. B. von einem Thyristor angesteuert wird.
An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert :
Ein Netztransformator-l-ist mit seiner Primärwicklung --2-- an ein Drehstromnetz --RST-- angeschlossen. An seiner Sekundärwicklung --2a-- liegt eine steuerbare Drehstrom-Gleichrichterbrücke --3 -, deren Thyristoren von einem Spannungsregler --8-- aus gesteuert werden. Die Drehstrom-Gleichrichterbrücke-3-speist über eine Glättungsdrossel - das als positive Elektrode --5-- dienende Werkstück, in diesem Fall eine
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Automobilkarosserie, und die als andere Elektrode --6-- dienende Wandung des mit Lackieflüssigkeit --7-- gefüllten Tauchbeckens.
Zur Erzeugung eines Feldes im Inneren des Werkstückes --5-- sind zusätzlich Hilfselektroden --9-- vorgesehen, die ebenfalls über eine Drossel --14--, eine steuerbare Gleichrichterbrücke--13--mit Thyristoren und einen Netztransformator --10-- mit Primärwicklung--11--und Sekundärwicklung--12--aus einem Drehstromnetz --RST-- gespeist werden.
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Gleichermassen liegt zwischen den Hilfselektroden--9--und der Elektrode--6--ein Thyristor - -18-- ; das entsprechende Spannungsüberwachungsglied --17-- liegt zwischen Hilfselektrode --9-- und Elektrode-5--. Bricht infolge eines Kurzschlusses die zwischen den Elektroden-5 und 6-liegende Betriebsspannung von z.
B. 300 V zusammen, so spricht schon bei einer im Verhältnis zur Betriebsspannung geringen Spannungsabsenkung, z. B. bis zu 30 V, das Spannungsüberwachungsglied --15-- an und zündet den Thyristor--16--. Damit werden die Elektroden--5 und 6-kurzgeschlossen und die in der Glättungsdrossel --4-- und im Gleichstromkreis gespeicherte magnetische Energie, sowie die noch vom Netz bis zur vollständigen Löschung der Thyristoren der Gleichrichterbrücke--3--gelieferten Energien so vernichtet, dass an den Elektroden Kurzschlussschäden nahezu vollständig vermieden werden. Sinngemäss, wie eben beschrieben, arbeitet die
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und Hilfselektroden--9--vorkommen.
Zusätzlich zum Thyristor--18--wird noch der Thyristor --16-- gezündet und die Gleichrichterbrücken--3 und 13--gesperrt.
In Verbindung mit der gezeigten Schaltung wird vorteilhafterweise die gezeigte Glättungsdrossel --4-- (eventuell auch 14) als eisenlose Drossel ausgeführt, u. zw. aus folgendem Grund : Durch die bei einem Kurzschluss auftretenden hohen Ströme, die ja ein Mehrfaches des Nennstromes betragen, würde eine Eisenspule in Sättigung gehen, d. h. ihre Induktivität verringern, und damit gerade dann ihre Wirkung vermindern, wenn diese zur Kurzschlussstrombegrenzung benötigt würde.
Durch die erfindungsgemäss vorgesehene Verwendung einer eisenlosen Drossel bleibt auch im Kurzschlussfalle die strombegrenzende Wirkung der Drossel erhalten ; d. h. die Stossbelastung des den Hochstromschalter bildenden Thyristors --16-- hält sich noch immer mit vertretbarem Aufwand innerhalb beherrschbarer Grenzen. Die Verwendung einer eisenlosen Drossel an Stelle einer Eisendrossel ist dabei vom Aufwand her gesehen nicht kritisch, da die benötigten Induktivitäten in der Grössenordnung von mH auf einfache Weise durch einige grosse Windungen eines Kupferleiters erreicht werden können.