Der Erfindungsgegenstand im Hauptpatent betrifft eine Anordnung an einer Einrichtung zum elektrostatischen Beschichten von geerdeten Gegenständen, zum Messen des Erdungswiderstandes derselben und ist gekennzeichnet durch eine berührungslos das elektrische Potential der Gegenstände zu beeinflussen bestimmte Elektrode und durch einen mit dieser Elektrode oder mit einer Influenz- oder Messelektrode verbundenen Messkreis.
Diese Anordnung beruht auf der Erkenntnis, dass bei ungenügender Erdung, d. h. bei zu hohem Erdungswiderstand.
das elektrische Potential der ungenügend geerdeten Gegenstände sich tatsächlich beeinflussen lässt, was sich in einem bestimmten Verlauf des Ladestromes bzw. in einem tatsächlich erhöhten Potential äussert. Dabei ist vorgesehen, entweder aus dem erhöhten Potential oder aus dem zur Erhöhung des Potentials notwendigen Ladestrom bzw. aus dessen Verlauf eine Grösse abzuleiten, und von dieser Grösse auf den Erdungswiderstand zu schliessen. Es versteht sich, dass bei dieser Anordnung sehr viele Faktoren zu berücksichtigen sind. Zu diesen Faktoren gehört die Ausdehnung, die Masse, gegebenenfalls auch die Leitfähigkeit der Gegenstände selbst, der Abstand zu der Elektrode und/oder zu der Influenzelektrode, die Abmessung der Influenzelektrode und deren Masse und, falls die Gegenstände an der Messanordnung vorbeigefördert werden, auch die Fördergeschwindigkeit.
Abgesehen davon, dass alle diese Faktoren zu berücksichtigen sind, ist die Anordnung gemäss dem Hauptpatent nicht ausreichend gefeit gegen Störeinflüsse fremder elektrischer Felder, und ist daher in der Regel gegen solche Einflüsse weitgehend abzuschirmen.
Es ist nun ein Anliegen der vorliegenden Erfindung, die Anordnung des Hauptpatentes so weit zu verbessern, dass die Faktoren, die es bei der Ermittlung des Erdungswiderstandes zu berücksichtigen gilt, wenn nicht anzahlmässig, so doch zumindest bezüglich ihres Einflusses auf den ermittelten Messwert zu vermindern und dabei die Anordnung auch weniger anfällig gegen Störeinflüsse von Fremdfeldern zu machen.
Zu diesem Zweck wird die Anordnung des Hauptpatentes in dem Sinne verbessert, dass die Influenzelektrode ein Bestandteil eines den Messkreis enthaltenden elektrischen Feldstärkenmessgerätes ist.
Dabei kann die Influenzelektrode eine der Elektroden des Elektrodensystems eines Influenz-E-Feldmeters sein, z. B. eines solchen nach Schwenkhagen (vgl. beispielsweise Archiv für technisches Messen (ATM), Lieferung 413, Juni 1970, R 62-63), bei dem der Messkreis direkt auf die Feldstärke des vom Gegenstand ausgehenden elektrostatischen Feldes geeicht ist, das seinerseits von dem Potential des Gegenstandes, und mithin auch vom Wert des Erdungswiderstandes abhängig ist.
Anderseits kann die Influenzelektrode auch in einem berührungslosen Entladekreis einer Ionisationskammer eingeschaltet sein, in der ein radioaktiver Strahler, z. B. ein Alphaoder Beta-Strahler, eine ionisierte Umgebung mit praktisch konstanter lonenkonzentration erzeugt, wobei diese Ionisationskammer durch das vom Gegenstand ausgehende elektrische Feld beaufschlagt wird. Dieses Feld beschleunigt oder verzögert nach Massgabe seiner Feldstärke einen in der Ionisationskammer vorhandenen Ionenstrom und dieser Strom wird über die Influenzelektrode gemessen. Der aus dem Ionenstrom sich ergebende elektrische Strom bildet mithin ein Mass für die Feldstärke des die Ionisationskammer beaufschlagenden elektrischen Feldes, mithin ein Mass für das Potential des Gegenstandes und damit auch - indirekt - ein Mass für den Wert des Erdungswiderstandes selbst.
Ausführungsbeispiele sind nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben, wobei jedoch auch auf die Fig. 1-4 und die zugehörige Beschreibung des Hauptpatentes zu verweisen ist. Es zeigt:
Fig. 1 einen Teil einer Anordnung mit einem Influenz Feldmessgerät und
Fig. 2 einen Teil einer Ausführungsvariante mit einem Feldmessgerät, das eine offene Ionisationskammer aufweist.
Bei den Anordnungen der Fig. 1 und 2 hat man sich links der gezeichneten Figur einen zu beschichtenden Gegenstand, beispielsweise eine Platte, vorzustellen, dessen elektrisches Potential von einer Elektrode, beispielsweise einer Corona Entladungselektrode beeinflusst wird. Von diesem Gegenstand geht ein elektrisches Feld aus, dessen Feldlinien mit E bezeichnet sind. Würde das elektrische Potential des Gegenstandes durch die Corona-Entladungselektrode nicht oder nur in verschwindendem Masse beeinflusst. würde von dem Gegenstand praktisch kein elektrisches Feld ausgehen, und dies hinwiederum würde auf einen ausreichend niedrigen Erdungswiderstand schliessen lassen.
Bei den Anordnungen der Fig. 1 und 2 ist die Influenzelektrode 24 als Bestandteil eines Feldstärkenmessgerätes zu erkennen, das die Feldstärke des soeben genannten elektrischen Feldes misst. das von dem durch die Corona-Entladungselektrode aufgeladen gebliebenen Gegenstandes ausgeht. Falls diese Corona-Entladungselektrode auf der der dargestellten Anordnung gegenüberliegenden Seite der Gegenstände angeordnet ist, können selbstverständlich diese Anordnungen auch dazu benützt werden, wie im Hauptpatent beschrieben, die nachgeschaltete elektrostatische Beschichtungseinrichtung beim Ausbleiben eines Gegenstandes bzw. während des Durchlaufes einer Lücke zwischen zwei Gegenständen auszuschalten.
Bei der Messanordnung der Fig. 1 kommt ein Influenz Feldstärkemessgerät nach Schwenkhagen zur Anwendung. Bei diesem Gerät ist die Influenzelektrode 34 in einer topfförmi- gen Abschirmung 41 angeordnet, in deren Frontplatte 42 sektorförmige Öffnungen 43 ausgespart sind, die voneinander von ebensovielen. gleichgeformten Abdecksektoren (in der Zeichnung nichtsichtbar) getrennt sind. Zwischen der in der Abschirmung 41 isoliert aufgehängten Influenzelektrode 34 und der Frontplatte 42 ist eine Chopper-Scheibe 44 aus Metall angeordnet die am Ende einer von einem Motor 45 getriebenen Welle 46 sitzt und über einen Anschlusspunkt 47 geerdet ist. Die Chopper-Scheibe 44 besitzt ebensoviele und ähnlich geformte sektorförmige Öffnungen 48 wie die Frontplatte 42.
Die Feldlinien E des von der Corona-Entladungselektrode aufgeladen gebliebenen Gegenstandes (nicht dargestellt) greifen durch die Öffnungen 43 der Frontplatte 42 und enden je nach der momentanen Stellung der Chopper Scheibe 44 entweder auf dieser oder an der Influenzelektrode 34.
Die Influenzelektrode 34 ist mit dem Eingang eines Wechselstromverstärkers 49 verbunden. Der Ausgang dieses Verstärkers 49 ist mit einem Multiplikator 50 verbunden, in dem das aus dem Verstärker anfallende Signal mit einer vom Motor 45 bezogenen, die Frequenz und Phase der Chopper Scheibe 44 wiedergebenden Referenzspannung multipliziert wird. Danach wird das so entstandene Wechselspannungssignal in einem Tiefpassfilter 51 gleichgerichtet und als nach Grösse und Vorzeichen der zu messenden Feldstärke entsprechende Gleichspannung einem Messgerät 52 zugeführt.
Wie bereits erwähnt, findet sich ein solches Gerät, umfassend die Bestandteile 34 und 41 bis 52 der Fig. 1 in der erwähnten Literaturstelle beschrieben und ist als kompakte Einheit im Handel erhältlich.
Der Vorteil der Messanordnung der Fig. 1 besteht nicht nur darin, dass sie auch verhältnismässig kleine Feldstärken von etwa 2 kV/m sicher zu erfassen vermag, sondern auch darin, dass der Messwert dank der ausgesprochenen Richt charakteristik der Influenzelektrode in der Abschirmung kaum Störeinflüssen ausgesetzt ist.
Auch bei dieser Anordnung ist indessen über das vom aufgeladen gebliebenen Gegenstand ausgehende elektrische Feld ein einwandfreier Rückschluss auf den Erdnungswiderstand möglich, wobei dank der Empfindlichkeit dieser Messanordnung der Erdungswiderstand erheblich genauer ermittelt werden kann.
Dasselbe gilt im Prinzip für die Messanordnung der Fig. 2, wo die Influenzelektrode im Inneren einer Ionisationskammer 53 angeordnet ist. Diese Ionisationskammer weist eine Öffnung 54 auf, durch die die Feldlinien E eintreten können. Das Innere der Ionisationskammer 53 weist infolge der Anwesenheit eines Strahlers 55, z. B. eines schwachen Alpha-Strahlers oder eines Beta-Strahlers, eine praktisch konstante Ionenkonzentration auf. Der Strahler 55 kann in die Influenzelektrode 34 in dem Sinne integriert sein, als diese aus einem leitenden, schwach radioaktiven Material bestehen kann, wie es beispielsweise für solche Zwecke von der Firma US Radium Corporation in den Handel gebracht wird.
Durch eine geringe Vorspannung, z. B. durch eine Batterie 56, ist die Influenzelektrode 34 bezüglich der Ionisationskammer 53 vorgespannt, so dass stets ein durch einen Widerstand 57 begrenzter, und von der Ionenkonzentration abhängiger geringer Ruhestrom fliesst, der als Spannungsabfall über dem Widerstand 57 abgegriffen werden kann.
Treten nun die Feldlinien E in die Ionisationskammer, beschleunigen (oder verzögern) sie den lonenstrom und führen zu einer Änderung des elektrischen Stromes durch den Widerstand 57, welche Änderung, an einem Instrument 58 ablesbar, ein Mass für die Richtung und die Grösse der Feldstärke des Feldes ist, das von dem wiederum nicht dargestellten, elektrostatisch zu beschichtenden Gegenstand ausgeht, sofern dessen Erdungswiderstand zu gross ist, um die von der Sprühelektrode aufgebrachte Ladung rechtzeitig abzuleiten.
Es versteht sich von selbst, dass im Zusammenhang mit der vorgeschlagenen Messanordnung auch andere Feldstärken-Messgeräte verwendet werden können, soweit diese berührungslos arbeiten. Die in Fig. 1 und 2 beschriebenen Feldstärken-Messgeräte sind ausdrücklich als Beispiele zu verstehen.