Einrichtung zur Versorgung von Vorrichtungen zum elektrostatischen Auftragen von Überzugsmaterial mit Hochspannung Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, mittels welcher Vorrichtungen zum elektrostatischen Auftragen von überzugsmaterial die erforderliche Hochspannung zugeführt wird.
Bekanntlich kann irgendein überzugsmaterial auf einer Unterlage aufgebracht werden, indem das Über zugsmaterial fein zerstäubt wird, die Partikeln oder Tröpfchen dann elektrisch aufgeladen und schliesslich in einem elektrostatischen Hochspannungsfeld zur Unterlage transportiert werden. Während bei allen Verfahren der Materialtransport im allgemeinen der gleiche ist, unterscheiden sich die einzelnen Verfahren in der Erzeugung der Partikeln bzw. Tröpfchen.
Weil sich alle auftretenden Erscheinungen am ein fachsten bei der Zerstäubung und beim Niederschlag von Flüssigkeiten überblicken und darstellen lassen, soll im folgenden ausschliesslich von Flüssigkeiten bzw. Tröpfchen die Rede sein, obgleich die gleichen oder ähnlichen überlegungen auch für zerstäubte feste Substanzen gelten.
Bei einem bekannten Verfahren wird das über zugsmaterial durch mechanische und gleichzeitig wir kende elektrostatische Kräfte in einem Zerstäuber, der eine Glocke, eine Rotationsscheibe oder ein Sprühspalt sein kann, fein zerstäubt und mittels eines elektrostatischen Feldes zwischen dem Zerstäuber und dem Beschichtungsobjekt auf letzterem abge schieden. Bei diesem Verfahren ist es wichtig, dass am Zerstäuber nicht allzuhohe Spannungen auftreten, da durch diese das bekannte elektrostatische Trop- fenabziehen auftreten kann, was sich in einem un erwünschten Tropfenwurf äussern würde.
Um diese Erscheinungen zu vermeiden, wurde bekanntlich spe ziell bei den elektrostatischen Handspritzpistolen zu vorderst im Pistolenkopf ein Strombegrenzungswider- stand von einigen 100 Megohm eingebaut. Bei zu hohem Feldgradienten und damit bei zu hohem Sprühstrom entsteht in diesem Widerstand ein Span nungsabfall, der die Spannung so weit senkt, dass kein Tropfenabziehen zustande kommen kann. Wei terhin bringt dieser Widerstand den Vorteil mit sich, dass durch ihn Überströme bei der Entladung der Kapazität des Zuführungskabels in zulässigen Gren zen gehalten werden.
Durch die Einschaltung des Begrenzungswider standes wird jedoch gleichzeitig ein Nachteil mit ein geschleppt, der darin besteht, dass mit der Strom begrenzung die elektrostatischen Sprühorgane auch in ihrer Leistung, d. h. in dem je Zeiteinheit versprüh ten überzugsmaterial, recht begrenzt sind und ein rasches Arbeiten verunmöglichen.
Dieser Nachteil wirkt sich natürlich gerade bei Verfahren besonders stark aus, die von vornherein auf Hochleistung entwickelt worden sind.
Bei einem solchen beispielsweisen Verfahren wird das überzugsmaterial durch einen mechanischen Zer stäuber in beinahe überfeine Tröpfchen zerstäubt, diese feinen Tröpfchen hierauf in einer mechanischen Einrichtung umgeformt und derart in ihrem Fluge beeinflusst, dass sie sich durch ein zwischen dieser Umformungseinrichtung und dem Beschichtungsob- jekt aufgebautes elektrostatisches Feld auf dem Be- schichtungsobjekt abscheiden lassen.
Bei diesem Ver fahren stellt sich die Bedingung eines nicht zu hohen Potentials an der Sprühelektrode nicht, da die Flüs sigkeit nicht durch elektrostatische Kräfte; sondern rein mechanisch in z. B. einer Düse zerstäubt wird.
Anderseits ist es aber aus Sicherheitsgründen für den Fall notwendig, dass die elektrostatische Spritz pistole dem Beschichtungsobjekt zu stark genähert wird und dabei Funken, mit unter Umständen zün- denden Eigenschaften, entstehen könnten, diese Fun kenbildung zu unterdrücken.
Die bei diesen Verfahren grossen Mengen fein zerstäubten Materials verlangen aber auch grosse Ab scheidungsströme und damit auch ein hohes Feld zwischen mechanischem Zerstäuber, Tropfenumfor- mer (Rekombinator) und Beschichtungsobjekt. Ein Strombegrenzungswiderstand könnte bei diesem Ver fahren demnach auch nur mit ganz wesentlichen Nachteilen verwendet werden.
Diese Nachteile können erfindungsgemäss dadurch behoben werden, dass in die Zuführung der Hoch spannung zum elektrostatischer. Niederschlagsgerät eine Reaktanz hoher Blindleistung und im Vergleich dazu niedriger Resistanz eingebaut ist. Dies ist ver ständlich, da ein Funke in seinem Anfangszustand im Sinne des Steilanstieges der Townsend-Entladung eine sprunghafte Änderung des Sprühstromes (Co- ronastrom) darstellt, welche Änderung nach Fourier als hochfrequente Schwingung aufgefasst werden kann. Dasselbe gilt auch für den Funken, wenn er einmal gezündet haben sollte.
Eine Funkenbildung kann somit unterbunden werden, indem man der hochfrequenten Schwingung eine hohe Induktivität entgegenstellt, die aber für den beim Materialtransport des normalen elektro statischen Auftragevorganges fliessenden Gleichstrom keinen hohen Ohmschen Widerstand darstellt.
Diese Bedingung erfüllen hohe Selbstinduktivitä- ten, Reaktanzen oder Pupinspulen. Pupinspulen wer den hauptsächlich in der Telephonie verwendet und dienen dazu, um die Kapazität des Fernmeldekabels einigermassen zu kompensieren. Hier hingegen soll die schädliche Wirkung der Kapazität des Zufüh rungskabels und aller übrigen elektrischen Teile so gut wie möglich unschädlich gemacht werden. Eine hierzu geeignete Dimensionierung ist leicht durch führbar.
Man wird mit Frequenzen von einigen <B>100</B> kHz bis zu einigen 100 MHz rechnen können und erforderliche Scheinwiderstände bis hinauf zu einigen 100 Megohm annehmen müssen. Die resul tierenden Induktivitäten lassen sich dennoch leicht herstellen, da die vorkommenden Gleichströme in der Grössenordnung von 10-6 A liegen.
Wo im einzelnen diese Induktivitäten unterge bracht sind, ist nicht zuletzt durch die Konstruk- tion der ganzen Anlage bedingt. So kann es vor teilhaft sein, die Induktivität an dem einen oder an deren Ende des Zuführungskabels in kompakter Form unterzubringen oder auch im Sprühkopf selbst. Die Reaktanz kann aber auch über die Zuleitung ver teilt sein. Zweckmässig ist die Reaktanz dann auf Seele und Mantel des Zuleitungskabels verteilt, ähn lich wie bei einer Krarupierung.
Weiterhin ist es nicht unbedingt erforderlich, die Reaktanz nur aus einer Induktivität aufzubauen. Es wird oftmals nützlich sein, die Reaktanz aus einem induktiven und einem kapazitiven Teil zusammen zusetzen. Ausschlaggebend ist, dass die Funkenbil dung wirkungsvoll unterdrückt wird, so dass auch in sehr hochgespannten Feldern und bei Verwendung von entflammbarem überzugsmaterial volle Sicher heit gewährleistet ist.