DD241206A1

DD241206A1 - Vorrichtung zum elektrostatischen und reibungselektrischen beschichten von gegenstaenden

Info

Publication number: DD241206A1
Application number: DD28106885A
Authority: DD
Inventors: Peter Dressler
Original assignee: Verkehrswesen Hochschule
Priority date: 1985-09-27
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1986-12-03
Also published as: DD241206B5

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen und/oder reibungselektrischen Beschichten von Gegenstaenden unter Verwendung einer Pulverspruehpistole in Verbindung mit einer zusaetzlichen Aufladung der Pulverteilchen durch eine Glimmentladung und eine Reibungsaufladung, bei der die aufgeladenen Pulverteilchen in der Pulverwolke an der Pistolenspitze nicht entzuendet werden koennen und bei der ein Absetzen der Pulverteilchen an der Pistolenspitze oder an anderen Stellen sowie Fehlstellen auf der abgeschiedenen Pulverschicht und eine Schichtdickenbegrenzung durch Rueckspruehen vermieden werden. Der reibungselektrische Effekt wird durch die zusaetzliche Aufladeelektrode verstaerkt und eine Hochspannung von 10 bis 50 kV eingesetzt. Die elektrostatisch halbleitende Aufladeelektrode kann sich im Inneren eines Spruehrohres, im Pulverbecher und/oder in der Pulverzufuehrungsleitung befinden.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen und reibungselektrischen Beschichten von Gegenständen mit Pulverteilchen unter Verwendung einer Pulversprühpistole.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen »

Die elektrische Aufladung der Pulverteilchen geschieht entweder durch Ionisation, durch reibungselektrische Aufladeorgane oder durch Anwendung beider Arten zugleich. Die lonisationsaufladung wird durch Korona an metallischen Drähten (DD-WP 123 644und DD-WP126791) erreicht, und die reibungselektrische Aufladung geschieht bei Berührung der Pulverteilchen an Oberflächen (DD-WP 106308) andersgearteter Stoffe.

Die bekannten technischen Lösungen zum elektrischen Aufladen der Pulverteilchen haben den Nachteil, daß bei den Koronadrahtspitzen am Pistolenkopf zu viele Luftionen erzeugt werden, die zu Fehlstellen in derauf dem Gegenstand aufgetragenen Pulverschicht führen und/oder die Schichtdicke begrenzen. Außerdem muß zur Kompensation der auf dem Reibkegel oder anderen reibungselektrischen Aufladeorganen verbliebenen Gegenladung zu der Ladung auf den Pulverteilchen eine geerdete lonisationsspitze angebracht werden.

Ein dritter Nachteil ist die Erzeugung der Korona zur lonisationsaufladung der Pulverteilchen durch Drahtspitzen am Pistolenkopf, da von diesen eine Funkenentladung zum Werkstück erfolgen kann, die bestimmte Pulver-Luftgemisch in Brand setzen kann.

Ein weiterer Nachteil ist das Ansetzen von Pulverteilchen am Pistolenkopf und besonders in der Nähe der Koronaspitzen nach längerer Beschichtungsdauer, da diese angesetzten Pulverteilchenansammlungen als Verband losreißen und zu Fehlstellen auf der abgeschiedenen Schicht führen oder die Koronaaufladung verringern.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum reibungselektrischen und elektrostatischen Beschichten von Gegenständen mit Pulverteilchen unter Verwendung einer Pulversprühpistole zu entwickeln, bei der die beschriebenen Nachteile weitestgehend vermieden werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum reibungselektrischen und elektrostatischen Beschichten von Gegenständen mit Pulverteilchen unter Verwendung einer Pulversprühpistole zu entwickeln, die das Ansintem von Pulverteilchen verhindert und die Pulveraufladung erhöht. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß zusätzlich zur an sich bekannten reibungselektrischen Aufladung durch einen Reibkegel eine Aufladung der Pulverteilchen durch eine elektrostatisch halbleitende

Aufladeelektrode im Inneren des Sprührohres und/oder des Pulverbechers und/oder der Pulverzuführungsleitung vorgenommen wird. Weiterhin wird die Polarität der Hochspannung mit der Polarität der reibungselektrisch erzeugten Ladung auf den Pulverteilchen in Übereinstimmung gebracht. Außerdem ist es zweckmäßig, auf der elektrostatisch halbleitenden Aufladeelektrode durch Anlegen einer entsprechenden Hochspannung bei Pulverdurchfluß eine Glimmentladung zu erzeugen und die elektrostatisch halbleitende Aufladeelektrode aus Gummi mit eingelagerten Kohlenstoffteilchen mit einem elektrischen Oberflächenwiderstand (gemessen nach TGL15347) zwischen R₀ = 10⁸bis 10¹⁰Ohmzu versehen. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine Hochspannung von ± 10 bis ± 50 kV zu verwenden.

Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatisch halbleitende Aufladeelektrode im Inneren des Sprührohres der Sprühpistole im Bereich des Reibkegels und/oder im Inneren des Pulverbechers zylinderförmig angebracht ist. · _

Es ist auch vorteilhaft, bei Verwendung einer Pulverzuführungsleitung zwischen der Sprühpistole und der Pulver-Dosiervorrichtung die elektrostatisch halbleitende Aufladeelektrode in Form eines zylinderförmigen Mantels in der Pulverzuführungsleitung anzuordnen, wobei als Gegenelektrode eine zweite elektrostatisch halbleitende Elektrode zentrisch angeordnet und geerdet ist.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, an Stelle der Hochspannung die halbleitende Aufladeelektrode eletrisch zu erden, damit die Gegenladungen zu den aufgeladenen Pulverteilchen auf dem Reibkegel kompensiert werden und dadurch der reibungselektrische Effekt zusätzlich verstärkt wird.

Die Aufladung durch die Glimmentladung der an Hochspannung liegenden elektrostatisch halbleitenden Aufladeelektrode geschieht im Inneren des Sprührohres und/oder des Pulverbechers. Dadurch werden außerhalb der Pistole eine ionenarme Pulverwolke erzeugt und ein vorzeitiges Rücksprühen und damit Fehlstellen und Schichtdickenbegrenzung in derauf dem geerdeten Gegenstand aufgetragenen Pulverschicht vermieden. Außerdem kann durch die Glimmentladung in Inneren der Sprühpistole die Pulverwolke an dem Pistolenkopf nicht mehr entzündet werden, so daß damit eine Brandgefahr ausgeschlossen ist. Durch das Ersetzen der Korona durch die Glimmentladung wird zusätzlich ein Absetzen der Pulverteilchen an dem Pistolenkopf und an anderen Stellen vermieden. Die Aufladung der Pulverteilchen durch die Glimmentladung ermöglicht es, eine Hochspannung von ± 10 bis ± 50 kV einzusetzen gegenüber den sonst üblichen Hochspannungen bis ± 9OkV. Damit kann das Hochspannungskabel vom Generator zur Pistole geringer dimensioniert und die Pistole leichter und handlicher ausgeführt werden. Die Polarität der Hochspannung wird so eingestellt, daß sie die reibungselektrische Aufladung der Pulverteilchen unterstützt

Die hohe Aufladung der Pulverteilchen ermöglicht es, z. B. Pulver bis zu einer Korngröße von 400^m aufzutragen.

Ausführungsbeispiele

Anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine erfindungsgemäß ausgerüstete Sprühpistole,

Fig. 2: einen Pulverbecher mit erfindungsgemäßer Aufladeelektrode.

Zunächst sei ein Beispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.

In einem Sprührohr 1 einer Sprühpistole ist ein Reibkegel 2 angeordnet, dem die elektrostatisch halbleitende Aufladeelektrode 3 zylinderförmig gegenübersteht. Über die Luftzuführung 4 wird die Luft eingeblasen und über den Hochspannungsdraht 5 die Hochspannung an die Aufladeelektrode 3 gelegt, wobei das über den Anschlußstutzen 6 zugeführte Pulver an dem Prallkörper 7 zerstäubt wird. Der Reibkegel 2 wird durch den Reibkegelhalter 8 gehalten und zentriert. Das Hochspannungskabel besteht neben dem Hochspannungsdraht 5 aus der Innenisolierung 9, der geerdeten Abschirmung 10 und der Außenisolierung 11. Der Griff 12 der Sprüpistole ist mit dem Sprühohr 1 verbunden.

Fig. 2 zeigt einen Pulverbecher 13 mit dem Gewindeanschluß 14und der elektrostatisch halbleitenden Aufladeelektrode 3, der die Hochspannung über dem Hochspannungsdraht 5 zugeführt wird. Die Aufladeelektrode 3 besteht aus Gummi mit eingelagertem Kohlenstoff in Form von Graphit, Ruß oder anderen geeigneten Stoffen, die eine bestimmte Leitfähigkeit im Gummi erzeugen.

Im weiteren wird ein anderes Beispiel erläutert.

Das sich am Reibkegel 2 mit dem Prallkörper 7 reibende Pulver, angetrieben durch die aus der Luftzuführung austretende Luft, wird zusätzlich an der Aufladeelektrode 3 elektrostatisch aufgeladen. Dabei ist zu beachten, daß die Polarität der Hochspannung, die an der Aufladeelektrode 3 anliegt, mit der Polarität der reibungselektrisch erzeugten Ladung auf den Pulverteilchen in Übereinstimmung gebracht wird. Besonders günstig ist der Aufladeeffekt, wenn durch die Hochspannung eine Glimmentladung erzeugt und durch die in der Aufladeelektrode 3 eingelagerten Kohlenstoffteilchen ein elektrischer Oberflächenwiderstand zwischen R₀= 10⁸bis 10¹⁰Ohm (nach TGL15347) eingestellt wird.

Durch diese Aufladung ist es auch möglich, kleinere Hochspannungen, z. B. ± 10 bis ± 5OkV, zu verwenden, was vorteilhaft für die Sicherheit der Sprühpistole ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich bei der Verwendung eines Pulverbechers, indem die Aufladung bereits durch eine im Pulverbecher 13 angeordnete Aufladeelektrode 3 erfolgt. Die weitere Aufladung erfolgt dann in der Sprühpistole. Weiterhin ergeben sich Vorteile bei der Verwendung einer Pulver-Dosiervorrichtung. Hierbei erfolgt die Aufladung in der Pulverzuführungsleitung, in der die Aufladeelektrode 3 in Form eines mantelförmigen Zylinders angeordnet ist.

Die elektrostatisch halbleitende Aufladeelektrode 3 kann auch geerdet werden. Dadurch wird die Sprühpistole zu einer rein elektrokinetischen Sprühpistole. Wird ein Pulver z.B. negativ aufgeladen, so bleiben auf dem Reibkegel 2 positive Ladungen zurück. Diese positiven Ladungen influenzieren auf der geerdeten Aufladeelektrode 3 negative Ladungen, die die positiven Ladungen auf dem Reibkegel 2 kompensieren und gleichzeitig die Pulverteilchen besser aufladen. Damit wird die reibungselektrische Aufladung verstärkt.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Vorrichtung zum elektrostatischen und reibungselektrischen Beschichten von Gegenständen mit Pulverteilchen unter Verwendung eines Reibkegels und einer in einem Sprührohr angeordneten an Hochspannung liegenden Aufladeelektrode, gekennzeichnet dadurch, daß der Reibkegel (2) im Sprührohr (1) aus einem nichtleitfähigen, reibungselektrisch aufladbaren Material besteht und die an Hochspannung liegende Aufladeelektrode (3) zumindest im Anfangsbereich des Sprührohres aus elektrostatisch halbleitfähigem Material gefertigt und an eine Hochspannung von ±10 bis ± 5OkV mit gleicher Polarität wie die reibungselektrisch erzeugte Pulverladung angeschlossen ist.
2. Vorrichtung nach Pkt. 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Hochspannung an dem der Pulveraustrittsöffnung zugewandten Ende der elektrostatisch halbleitfähigen Aufladeelektrode (3) angeschlossen ist und das andere Ende an Erdpotential liegt.
3. Vorrichtung nach Pkt. 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrisch halbleitfähige Aufladeelektrode (3) einen elektrischen Oberflächenwiderstand R₀ von 10⁸ bis 10¹⁰ Ohm hat (gemessen nach TGL15347).
4. Vorrichtung nach Pkt. 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die elektrisch halbleitfähige Aufladeelektrode (3) aus Gummi mit eingelagerten Kohlenstoffteilchen besteht.
5. Vorrichtung nach Pkt. 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß bei einer elektrostatisch halbleitenden Aufladeelektrode (3) mit einem elektrischen Oberflächenwiderstand R₀ = 10⁸ Ohm (gemessen nach TGL15347) eine Aufladespannung von ± 20 kV und bei Ro= 10¹⁰ Ohm von ±40 kV angelegt wird.
6. Vorrichtung nach Pkt. 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß bei Verwendung einer Pulverzuführungsleitung zwischen der Sprühpistole und der Pulver-Dosiervorrichtung die elektrostatisch halbleitende Aufladeelektrode (3) in Form eines zylinderförmigen Mantels in der Pulverzuführungsleitung angeordnet und daß als Gegenelektrode axial eine weitere elektrostatisch halbleitende Aufladeelektrode, die an Erdpotential liegt, angebracht ist.