CN103201043B - 用于对物体进行静电涂装的方法以及施加装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对物体进行静电涂装的方法，其中在施加装置（34）和待涂装物体（50）之间产生电场。使至少一个配设给所述施加装置（34）的电晕电极（42）被置于地电势并且使至少一个配设给所述物体（50）的逆电极（60；60，64）至少有时被置于正电势。此外，本发明还涉及一种用于对物体进行静电涂装的设备，其包括用于涂装材料的施加装置（34）和具有高压源（46）的电场装置（42，46，60），通过该高压源能在施加装置（34）和待涂装物体（50）之间产生电场。所述场装置（42，46，60）包括至少一个配设给所述施加装置（34）的电晕电极（42）和至少一个配设给所述物体（50）的逆电极（60；60，64），其中，在所述设备（10）的工作期间，所述至少一个电晕电极（42）被置于地电势而所述至少一个逆电极（60；60，64）至少有时被置于正电势。

Description

用于对物体进行静电涂装的方法以及施加装置

技术领域

本发明涉及一种用于对物体进行静电涂装的方法，其中在施加装置和待涂装物体之间产生电场。

此外，本发明涉及一种用于对物体进行静电涂装的设备，包括:

a）用于涂装材料的施加装置；

b）具有高压源的电场装置，通过该高压源能在施加装置和待涂装物体之间产生电场。

背景技术

利用这种在市场中已知的方法和施加装置能给物体例如上漆。

为此使待涂装物体处于地电势。作为相反极，在施加装置——例如旋转式雾化喷射装置——上施加负的高电势或者给施加装置分配一电离装置，通过该电离装置使漆液滴或漆颗粒被电离。

这样被带电的漆颗粒由于在施加装置与物体之间形成的电场而被物体吸引、沉积在物体上并在此放电。但由施加装置输出的漆仅有一部分到达物体。通常不仅含有固体和/或粘合剂而且含有溶剂的漆的一部分流不被施加到物体。该部分流在本领域中被称为“过喷漆/飞漆”。

通常，除了施加装置，设备的所有其它部件、例如上漆舱的舱壁都处于地电势。出于此原因，设备的所有其它部件也都吸引漆颗粒，因而随着时间的推移，越来越多的过喷漆沉积在这些部件上。

通常试图通过使除待涂装物体以外的处于地电势的其它部件在空间上尽可能地远离施加装置和物体，从而使这些部件上的过喷漆的沉积保持在合理范围内。或者使用形式为薄膜或分离元件的覆盖物来覆盖待保护部件。另外，通过空气管控并且特别是通过引导空气穿过舱区域而将过喷漆从舱引出并降低其在舱壁和类似部件上的沉积。但这些解决方案都相当费事。

发明内容

本发明的目的是提供开头所述类型的方法和设备，所述方法和设备考虑到这些想法。

在开头所述类型的方法方面，该目的通过如下方式实现：使至少一个配设给所述施加装置的电晕电极被置于地电势并且使至少一个配设给所述物体的逆电极至少有时（按时间地，zeitweise）被置于正电势。

本发明基于以下认识，即使是在施加装置与物体之间建立一电场，该电场在施加装置朝向物体的方向上具有从地电势到正的高电势的场强梯度，仍能够进一步可靠地进行有指向性的涂装材料的静电施加。

电场的电势条件以及方向在此与已知的开头所述类型的设备相同。但是使配设给施加装置的电晕电极处于地电势的事实具有如下效果：在设备的所有其它处于地电势的部件与逆电极之间形成一相应的电场并且漆颗粒被推离这些部件。由此有效地降低了附着在这些部件上的过喷漆的比例。此外，由设备的处于地电势的部件推开的漆颗粒朝向逆电极方向并因此朝向物体方向转向，由此能够使到达物体并对物体形成涂装的漆的比例提高。

由此特别有效的是：漆颗粒可能到达的其它部件被置于地电势。

如果希望对导电物体进行涂装，则该物体有利地被用作逆电极。

如果希望对不导电物体进行涂装，则特别合适的是至少有时使用辅助逆电极作为逆电极，该辅助逆电极设置在物体的与施加装置相对的一侧。

在此具有优点的是，物体和辅助逆电极形成一逆电极系统并且能彼此独立地处于大小可调的高电势。所施加的涂装材料、特别是漆通常是导电的，只要其尚未硬化。随着在基本上不导电的物体上的漆的层厚度增大，该物体的导电性至少在所涂装的表面上有所提高。由此，随着时间的推移，可以将被部分涂装的物体用作逆电极，如使用上述导电物体的过程那样。

特别有利的是，所述施加装置、逆电极和物体设置在其中的上漆舱舱壁被置于地电势。这样，上漆舱可以构造得特别紧凑，从而即使在该舱壁与已知设备相比更加接近物体的情况下也能实现舱壁的仅略微地被涂覆。在此有利的是，使用筒形的舱壁。

在开头所述类型的设备方面，上述目的通过如下方式实现：

c）所述场装置包括至少一个配设给所述施加装置的电晕电极和至少一个配设给所述物体的逆电极；

d）在所述设备的工作期间，所述至少一个电晕电极被置于地电势而所述至少一个逆电极至少有时被置于正电势。

这些特征以及下面还将描述的特征的优点与上述的相应方法特征的优点相对应。

由此特别有效的是：设备的其它的能被漆颗粒到达的部件处于地电势。

为了对导电物体进行涂装，可以有利地使逆电极由物体形成。

如果希望对不导电物体进行涂装，相应有利的是：逆电极至少有时通过辅助逆电极形成，该辅助逆电极设置在物体的与施加装置相对的一侧。

在此，所述物体和辅助逆电极优选形成一逆电极系统并且优选能彼此独立地处于大小可调的高电势。

有利的是，施加装置、逆电极和物体设置在其中的上漆舱舱壁被置于地电势。

优选地，所述舱壁是筒形的。

附图说明

下面借助于附图来详细阐述本发明的实施例。在这些附图中：

图1示出具有场装置的上漆设备的第一实施例的示意图；

图2示出具有变型的场装置的上漆设备的第二实施例的示意图；

图3示出具有另一变型的场装置的上漆设备的第三实施例的示意图。

具体实施方式

首先参照图1。其中以10总体上表示上漆设备，该上漆设备包括上漆舱12。上漆舱12利用筒状的舱壁14界定出内室16，该内室在功能上被分为设置在上部的上漆区域18和设置在其下方的分离区域20。一舱顶盖22按常规方式设计成在此未示出的带过滤器顶盖的空气输入室的下界，通过该舱顶盖可以将空气从上方输入上漆区域18并使空气流经该上漆区域向下流入分离区域20。

在分离区域20中设有以静电方式工作的分离装置24，该分离装置包括多个彼此并行设置的平面分离板26，其中仅有两个带附图标记。在每两个分离板26之间均各设有一个电极单元28，该电极单元带有电晕丝28a和平板电极或栅电极28b，其中仅有一个被标注了附图标记。每个电极单元28与在此未示出的高压源的一个电极连接。分离板24经高压源的另一电极被置于地电势。这种类型的所谓的电分离器的原理由现有技术已知，因而无需进一步地说明。

在舱空气已流经分离装置24之后，该舱空气经一下部的舱开口30从上漆舱12流出并且能——必要时在另外地调节后——再次被输入到上述的空气输入室中。舱空气的主流动方向通过箭头32示出。

在上漆舱12的上漆区域18中设置有一形式为静止的喷嘴34的施加装置，该施加装置通过供给管路36由漆存储装置供应漆。在该实施例中，喷嘴34以气动方式工作并且产生向下取向的喷射射束，该喷射射束被示意性地示出并且被标注以附图标记38。在一变型方案中，也可以提出以另外的工作原理工作的施加装置。例如可以是所谓的无气喷射器和雾化喷射器如钟式雾化喷射器和压电雾化喷射器，这些都是已知的。

喷嘴34包括外套40，该外套的纵轴线竖直延伸并且该外套以沿竖直方向可动的方式被支承。外套40的下边缘带有多个沿周向方向均匀分布并且向下突出的电离针42。外套40经导线44与高压源46的一个电极连接，从而被置于地电势。

高压源46的另一电极经导线48与待上漆物体50连接，该物体必须是导电的。物体50可以经高压源46被置于正的高电势。

物体50借助于一已知的多轴的施加机器人52沿一规定的运动轨迹在喷嘴34的喷射射束38中运动。施加机器人52包括一前部的自由（悬伸）臂部54和与之绝缘的后部部分，该臂部携带物体50并处于该物体的电势，该后部部分处于地电势。施加机器人52的前部的自由臂部54可以通过舱壁14中的开口58进入上漆舱12的上漆区域18中并在那里运动。

除了带有电离针42的外套40以及施加机器人52的后部部分56以外，筒状的舱壁14也处于地电势。

上述的上漆设备10可以给导电的物体50上漆并且以如下方式工作：

在喷嘴34的外套40和因而电离针42处于地电势期间，在本实施例中给物体50施加约+50kV的正的高电势。所施加的电势的大小总体上取决于若干参数：包括例如物体50或上漆舱12的几何结构以及所用喷嘴34的类型。

如果这时使电离针42和物体50与高压源46的相应电极相连接并将高压源激活，则由于电离针42和物体50之间的电势差而形成一电场。物体50由此起到电离针42的逆电极60的作用。总体上通过电离针42、逆电极60和高压源46形成电场装置，通过该电场装置在喷嘴34和待涂装物体50之间产生电场。

电离针42在此形成配设给喷嘴34的电晕电极，其由于所存在的电势差而释放出电子并且作为喷射电极/电晕电极（Sprühelektroden）工作。因为电离针42在其尖端上具有比物体50更大的弯曲度，所以电离针42的极性也决定了所形成的电晕的极性。

喷嘴34这时被激活并且释放出漆颗粒，由此产生包括空气和漆颗粒的漆雾。空气和漆颗粒都在电离针42上被电离并且由于所存在的电场而向物体50移动，由此使该物体被涂装。

在图1中，在喷射射束38的区域中示例性地示出一弧形的等势线/等电位线76。在所述的电势条件下，该等势线的场强为约+10kV。

漆颗粒被推离处于地电势的喷嘴34和带电离针42的外套40，而且也被推离上漆舱12中处于地电势的所有其它部件。所述其它部件特别是上述的舱壁14和施加机器人52的后部部分56。

因此，如果漆颗粒到达在上漆舱12中的除待涂装物体50以外的处于地电势的其它部件，则漆颗粒会被这些部件推开。

由此方式使得沉积在除待涂装物体50以外的其它部件上的漆颗粒的比例保持极低。

但是，由于舱空气从舱顶盖22流到下部的舱开口30，漆颗粒的一部分被舱空气接纳并带走并且从物体50旁流过而不附着在该物体上。为从舱空气中除去这些漆颗粒而设置分离装置24，该分离装置按已知方式工作。

图2中示出作为第二实施例的、变型的上漆设备10'。其中与图1的上漆设备10的相应部件相对应的部件带有相同的附图标记。

在此高压源46设计成使得能够在物体50上施加一正的、大小可调的高电势。

与图1的上漆设备10不同的是，施加机器人52的前部的自由臂部54带有一辅助逆电极64。该辅助逆电极64具有一透镜状的电极头66并经一固定单元68这样与施加机器人52相连接，使得辅助逆电极始终静止地位于物体50的与喷嘴34相对的一侧上。在此，电极头66的其中一个主表面指向物体50。

另外可以在辅助逆电极64上同样施加一正的、大小可调的高电势，为此使该辅助逆电极相应地通过导线70与高压源46连接。导线70通过虚线示出。

在上漆设备10'中，形式为物体50的逆电极60和带有电极头66的辅助逆电极64形成一逆电极系统72并且能彼此独立地被置于正的高电势。

上漆设备10'也可用于给不导电的物体50上漆并且以如下方式工作：

在上漆过程开始时，首先仅在辅助逆电极64上施加一正的高电势。该高电势在该实施例中为+50kV。在电离针42和辅助逆电极64之间形成一电场，物体50位于该电场中。该物体由于不导电而不对该电场造成任何影响。

这时将喷嘴34激活并且使在电离针42上电离的漆颗粒朝向物体50和第二逆电极64的方向移动。这些漆颗粒的一部分在朝向辅助逆电极64移动的路程中沉积在物体50上。

由于在未硬化状态下导电的漆，物体50此时至少在其表面上是导电的。物体50与高压源46的接通这样形成，使得所施加的漆以足够的层厚被加载高压。物体50上的漆层越厚，在其上施加的高电势就可以越大并且物体50本身可以越好地作为逆电极60起作用。

因此，随着物体50上的漆层厚度增大，辅助逆电极64上的高电势的大小降低并且作为逆电极的物体50上的高电势提高，直至在物体50上或者在其涂层上存在+50kV的完全高电势。

在上漆设备10'中同样地，如上所述，到达除待涂装物体50以外的其它同样处于地电势的部件的漆颗粒也被这些其它部件推开并且朝向物体50转向。

图3中示出上漆设备10''的第三实施例。其中与图2的上漆设备10'的相应部件相对应的部件具有相同的附图标记。

在上漆设备10''中辅助逆电极64不与施加机器人52连接，而是静止地设置在上漆区域18中并且沿舱空气的流动方向观察位于上漆舱12的分离区域20上游的不远处。

在上漆设备10''中，辅助逆电极64具有一蘑菇状的电极头74，该电极头指向物体50。逆电极64的电极头74经导线70与高压源46连接，从而也可在它上面施加一可调的高电势。

在上漆设备10''中，物体50形式的第一逆电极60和带有蘑菇状电极头74的辅助逆电极64形成逆电极系统72并且能彼此独立地被置于正的高电势。

原则上，上漆设备10''与上漆设备10'一样地工作，也就是说在上漆过程开始时蘑菇状的电极头74被置于+50kV的高电势，其随着上漆过程的进行而逐渐降低，而相反地，在物体50上施加的高电势与所达到的施加的漆的层厚度相关地逐渐提高。

在上漆设备10''中同样地，如上所述，到达除待涂装物体50以外的其它同样处于地电势的部件的漆颗粒也被这些其它部件推开。

总而言之，上漆设备10、10'和10''能非常紧凑地构造有上漆舱12，该上漆舱与传统的上漆舱相比具有较小的尺寸并且该尺寸不必过多地超过待涂装物体的尺寸。

Claims (12)

1.用于对物体进行静电涂装的方法，其中在施加装置(34)和待涂装物体(50)之间产生电场，其特征在于，使至少一个配设给所述施加装置(34)的电晕电极(42)被置于地电势，并且使至少一个配设给所述物体(50)的逆电极(60；60，64)至少有时被置于正电势，其它的能被漆颗粒到达的部件(14，56)处于地电势。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述物体(50)作为逆电极(60)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，至少有时使用辅助逆电极(64)作为逆电极(64)，该辅助逆电极设置在所述物体(50)的与所述施加装置(34)相对的一侧。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述物体(50)和所述辅助逆电极(64)形成一逆电极系统(72)并且能彼此独立地处于大小可调的高电势。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述施加装置(34)、所述逆电极(60；60，64)和所述物体(50)设置在其中的上漆舱(12)的舱壁(14)被置于地电势。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，使用筒形的舱壁(14)。

7.用于对物体进行静电涂装的设备，包括：

a)用于涂装材料的施加装置(34)；

b)具有高压源(46)的电场装置(42，46，60)，通过该高压源能够在所述施加装置(34)和待涂装物体(50)之间产生电场，

其特征在于，

c)所述场装置(42，46，60)包括至少一个配设给所述施加装置(34)的电晕电极(42)和至少一个配设给所述物体(50)的逆电极(60；60，64)；

d)在所述设备(10)的工作期间，所述至少一个电晕电极(42)被置于地电势而所述至少一个逆电极(60；60，64)至少有时被置于正电势

e)所述设备的其它的能被漆颗粒到达的部件(14，56)处于地电势。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述逆电极(60)由所述物体(50)形成。

9.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述逆电极(64)至少有时通过辅助逆电极(64)形成，该辅助逆电极设置在所述物体(50)的与所述施加装置(34)相对的一侧。

10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述物体(50)和所述辅助逆电极(64)形成一逆电极系统(72)并且能彼此独立地处于大小可调的高电势。

11.根据权利要求7或8所述的设备，其特征在于，所述施加装置(34)、所述逆电极(60；60，64)和所述物体(50)设置在其中的上漆舱(12)的舱壁(14)被置于地电势。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述舱壁(14)是筒形的。