DD268176A5

DD268176A5 - Verfahren zur betriebssteuerung einer elektrostatischen beschichtungsanlage

Info

Publication number: DD268176A5
Application number: DD88313880A
Authority: DD
Inventors: Rolf Schneider; Peter Henger; Manfred Luderer
Original assignee: ��@��@��@�K@��Kk��
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1988-03-22
Publication date: 1989-05-24
Also published as: CN1016583B; ES2004324A4; KR880010832A; FI88466B; EP0283936B1; FI881346A0; DE3871578D1; JPH0657338B2; EP0283936A2; AU599290B2; CZ187388A3; MX169076B; SK187388A3; US4851253A; CN88101598A; ES2004324T3; SU1766240A3; KR930005171B1; CZ283607B6; AU1337788A

Abstract

Bei der elektrostatischen Beschichtung von Werkstuecken mit einer Beschichtungsanlage, in der das von einem geerdeten Rotationszerstaeuber abgespruehte Material im Koronaentladungsbereich von Aussenelektroden aufgeladen wird, kann die Gefahr einer Eigenbeschichtung der Sprueheinrichtung herabgesetzt werden, wenn man den Koronastrom auf einen vorbestimmten, insbesondere konstanten Wert einregelt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Charakteristik det bekannten Standes der Technik

Bei der elektrostatischen Beschichtung von Werkstücken_#wie z. B. Fahrzeugrohkarossen ist es bekannt und üblich, die Werkstücke serienweise durch Sprühkabinen zu fördern, in denen einzeln oder gruppenweise an Hochspannungserzeuger angeschlossene Roiationszerstäuber installiert sind. In konventionellen Anlagen wurde das Beschichtungsmaterial direkt im oder am Zerstäuber auf das Hochspannungspotential gelegt. Damit die in neuerer Zeit bevorzugten Bescliichtungsmaterialien relativ hoher elektrischer Leitfähigkeit wie die sogenannten Wasserlacke verwendet werden können, ist es dagegen zweckmäßiger, das gesamte Lackzufuhrsystem und die Zerstäuberglocke od. dgl. zu erden und die mechanisch zerstäubten Farbpartikel durch die Zerstäuberglocke umgebende äußere Elektroden aufzuladen (vgl. DE-OS 3429075 und 36O92a'O). Die Aufladung erfolgt durch lonenanlagerung aufgrund der Koronaentladung durch die Elektrodenspitzen.

Im Betrieb einer derartigen Anlage war es bisher üblich, die an die Sprüheinrichtung^ angelegte Spannung des Hochspannungserzeugers auf konstanten Werten zu stabilisieren, die zur Berücksichtigung der jeweiligen Betriebt edingungen stufenweise beispielsweise im Bereich von 60 bis 10OkV eingestellt werden konnten. Wenn die Spannung auf einerr; konstanten Wert gehalten wird, treten aber insbesondere bei der erwähnten Außenaufladung des Beschichtungsmaterials durch Koronaentladung Probleme auf, da sich unter Umständen beträchtliche Schwankungen des Koronastroms im Betrieb ergeben können. Der Koronastrom ist deutlich höher als der bei der konventionellen Kontaktaufladung des Beschichtungsmaterials im Zerstäuber übliche Betriebsstrom und hängt nicht nicht nur von der Elektrodenspannung ab, sondern f.v-h von verschiedenen Umgebungsbedingungen wie Luftfeuchtigkeit und eventueller Verschmutzung des Elektrodenbereiches. Beispielsweise kann in einer typischen Beschichtungsanlage der erwähnten Art der Korona-Botriebsstrom zwischen 100 und 300 μΑ schwenken, wenn sich die Luftfeuchtigkeit zwischen 30% und 90% ändert, wie es in der Praxis ohne weiteres möglich ist. Sowohl zu geringe als auch zu hohe Betriebsströme müssen aber vermieden werden, weil im ersten Fall keine ausreichende Ionisierung zustande kommt mit der Folge eines unbefriedigenden Beschichtungswirkungsgrads (Verhältnis zwischen abgesprühtem Material und dem das Werkstück erreichenden Material), während im zweiten Fall die Gefahr einer Überladung des Farbnebels mit

Raumladungsoffekten besteht, die erfindungsgemäß den Koronastrom und die Ionisierung fast vollständig unterdrücken können. In beiden Fällen \ann es infolge der unzureichenden Aufladung der Farbpartikel zu einer schnellen Verschmutzung der Elektroden sowie iii.-«jr Halteranordnung und sonstiger Teile des Zerstäubers durch das abgesprühte Material kommen. Zusätzliche Schwierigkeiten ergeben sich aus der starken Abhängigkeit des im Vergleich zum Betriebsstrom bei Kontaktaufladung relativ hohen Koronastroms von Schwankungen der Spannung, die wesentlich größere Stromänderungen zur Folge haben als im Fall eines kleineren Botriebsstroms. Derartige Stromänderungen sind in der Praxis unerwünscht. Aus der DE-OS 3445946 ist es bekannt, oeim elektrostatischen Beschicken von großen Werkstücken wie z. B. Fahrzeugkarossen die Anlage zur Vermeidung eines Spannungsdurchbruchs zwischen Werkstück und Beschickungseinrichtung selbsttätig abzuschalten, wenn der Betriehsstrom auf einen Schwellwert ansteigt, der in Abhängigkeit von der in einem gewissen Bereich verstellbaren Betriebsspannung vorbestimmt wird. Zu diesem Zweck werden alle für die wählbaren Spannungswerte geltenden Stromschwellwerte gemeinsam insbesondere in einem Mikroprozessor gespeichert und im Betrieb er tsprechend der jeweils eingestellten Spannung selbsttätig ausgewählt. Es kann auch zunächst nur ein Warnsignal erzeugt weiden, wenn der während des Betriebes ständig gemessene Strom einen zwischen dem Normalwert und dem Abschaltschwellwen liegenden Zwischenschwellwert überschreitet.

Bei einem aus der DE-OS 2451818 bekannten Verfahren zum elektrostatischen Beschichten von Werkstücken, die mit veränderlichem Abstand an unter Hochspannung stehenden Sprühscheiben vorbeilaufen, wird so lange die Sp «ng konstant gehalten, bis ein bestimmter Abstand unterschritten und damit ein einstellbares Strommaximum erreicht wi. uann wird zur Begrenzung der Feldstärke zwischen Sprühscheibe und Werkstück der Strom vorübergehend konstant gehalt^;,, bis schließlich bei Unterschreiten eines einstellbaren Mindestabstands die angelegte Hochspannung abgeschüttet wird. Abgesehen davon, daß bei diesem Verfahren dns Beschlchtungsmaterial nicht beim Ansprühen auf Erdpotential liegt und nicht durch Koronaentladung aufgeladen wird, erfolgt also bei dem bekannten Verfahren nur eine Begrenzung auf einen Strommaximalwert, der während des normalen Betriebes je nach Abstand beliebig unterschritten werden kann, so daß die oben erwähnten Verschmutzungsprobleme insbesondere bei Änderungen der Luftfeuchtigkeit und anderer Umgebungsbedingungen auftreten können.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Eigenverschmutzung der Sprüheinrichtung und die dadurch ausgelösten, -.,säulichen Aufwendungen für einen kontinuierlichen Arbeitsprozeß weitgehend zu vermeiden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Betriebssteuerung für eine mit Koronaentladung und mit konstanter Spannung arbeitende elektrostatische Beschichtungsanlage anzugeben.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß während des Betriebes der Korona-Betriebsstrom auf einen vorbestimmten We;t festgehalten und dieser vorbestimmte Wert vorzugsweise konstant ist, während die Versorgungsspannung der Elektroden zur Regelung des Betriebsstromes geändert wird. Dabei wird der konstant zu haltende Stromwert vorteilhafterweise in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit und/oder sonstigen Umgebungsbedingungen eingestellt oder geändert.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch das Festhalten vorbestimmter, in der Regel konstanter Werte des Betrisbsstromes während des normalen Betriebes, d. h.

nicht in Abhängigkeit von bestimmten Abständen zwischen Werkstück und Sprüheinrichtung, kann insbesondere der Einfluß der Luftfeuchtigkeit (Wasserdampfgiihalt) auf die Koronaentladung kompensiert werden. Infolgedessen wird im Betrieb stets optimale Koronaentladung gewährleistet, so daß die abgesprühten Farbpartikel zum größtmöglichen Anteil aufgeladen werden und zu dem zu beschichtenden Werkstück wandern, statt sich auf der Sprüheinrichtung selbst niederzuschlagen. Mit einem die Isolation herabsetzenden Niederschlag können zugleich Probleme der Strommessung vermieden werden, die sich aus Nebenschlußströmen ergeben können.

Ausführungsbeispiel

Im Normalfall erfordert die Konstanthaltung des Betriebsstromes einen geschlossenen Regelkreis, in dem der gemessene Strom die die Regelgröße darstellt und der Regler je nach Abweichungen der Regelgröße vom Sollwert eine Stellgröße zur Steuerung der Versorgungsspannung der Elektroden erzeugt. In der Praxis wird also eine kontinuierliche Änderung der Spannung der den Hochspannungserzeuger bildenden Kaskade od. dgl. und damit der Feldstärke zwischen den Elektroden und dem zu beschichtenden Werkstück erfolgen. Diese Regelung ist aber nicht die einzige Möglichkeit zur Realisierung der Erfindung. Beispielsweise kann man den Hochspannungserzeuger auch in direkter Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit im Sinne eines konstanten Knronastroms steuern.

Ferner muß der vorbestimmte einzuhaltende Stromwert nicht für alle Betriebsbedingungen derselbe sein. Insbesondere kann es zweckmäßig sein, bei extrem trockener Luft in der Sprühkabine einen anderen konstant bleibenden Wert einzustellen als bei extrem feuchter Luft. Ähnliches gilt für sonstige veränderliche Umgebungsbedingungen.wie z. B. die räumliche Beziehung zwischen Sprüheinrichtung und Werkstück. Aus diesen Gründen kann es also zweckmäßig sein, den einzuhaltenden Stromwert in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit und/oder sonstigen Umgebungstemperaturen zu ändern.

Wenn die Versorgungsspannung der Elektroden zur Konstanthaltung des Betriebsstroms geändert werden muß, lassen diese Änderungen auch Rückschlüsse auf richtigen oder fehlerhaften Betrieb zu. Beispielsweise besteht bei einem Kurzschluß, bei zunehmender Verschmutzung oder bei einer im Hinblick auf einen Spannungsdurchbruch gefährlichen Annäherung des Werkstücks an die Sprühvorrichtung die Tendenz zu einem steilen Stromanstieg, dem durch entsprechende Verminderung der Spannung gegengesteuert wird. Die Versorgungsspannung der Elektroden wird stä: idlg gemessen, und wenn sie einen Grenzwert unterschreitet, kann ein Alarmsignal erzeugt und/oder die Beschichtungsanalge abgeschaltet werden. Der Spannungsgrenzwert kann unter Umständen in Abhängigkeit von den jeweiligen Betriebsbedingungen eingestellt und selbsttätig geändert werden. Ein Alarmsignal kann auch dann erzeugt werden, wenn die Versorgungsspannung sich be: der Regelung unzulässig schnell ändert, oder wenn sich der Betriebsstrom selbst innerhalb einer vorgegebenen Zeit um mehr als ein zulässiges Maß ändert, etwa wenn die Stromregelung versagt oder zu träge arbeitet. Schließlich kann auch eine zu hohe Betriebsspannung eine Fehlermeldung auslösen.

Die beschriebene Einregelung des Kcrona-Betriebsstroms auf einen bestimmten, in der Regel konstanten Wert erfolgt während des normalen Beschichtungsbetriebes. Bis bei Inbetriebnahme der Anlage der gewünschte Stromwert erreicht wird, kann dagegen zunächst der gemessene Betriebsstrom durch Vergleich mit vorgegebenen spannungsabhängigen Daten daraufhin überwacht werden, ob er zulässige Werte unter- oder insbesondere überschreitet, vorzugsweise in der aus der erwähnten DE-OS 3445946 an sich bekannten Weise. Bei unzulässigen Abweichungen des Stromes wird ein Alarmsignal erzeugt bzw. die Anlage abgeschaltet, während bei fehlerfreiem Erreichen des vorgesehenen Stromwertes die Stromregelung eingeschaltet wird, wobei nun zur Betriebsüberwachung festgestellt wird, ob die Versorgungsspannung über dem vorgeschriebenen Mindestwert bleibt. Die Umschaltung der Anlage vom Stromschwellwertbetrieb auf Konstantstrombetrieb kann selbsttätig beispielsweise bei Überschreiten einer vorbestimmten Spannung des Hochspannungserzeugers nach dessen Einschaltung erfolgen.

Claims

1. Verfahren zur Betriebssteuerung oinor elektrostatischen Beschichtungsanlage, in der das von einer Sprüheinrichtung zerstäubte Beschichtungsmaterial durch Koronaentladung mit Hilfe von Elektroden aufgeladen wird, die an einen Hochspannungserzeuger mit änderbarer Hochspannung angeschlossen sind, insbesondere für leitfähiges und beim Absprühen auf Erdpotential liegendes Beschichtungsmaterial, wobei der der Koronaentladung entsprechende Betriebsstrom gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Betriebes der Beschichtungsanlage der Korona-Betriebsstrom auf einem vorbestimmten Wert festgehalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert konstant ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 odar 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung der der Elektroden zur Regelung des Betriebsstroms geändert wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der konstant zu haltende Stromwei i <n Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit und/oder sonstigen Umgebungsbedingungb.i eingestellt oder geändert wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannung der Elektroden in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit gesteuert wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betriebsüberwachung festgestellt wird, ob die Versorgungsspannung der Elektroden einen zujässigen Wert unterschreitet.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Alarmsignal erzeugt wird, wenn die Versorgungsspannung sich bei der Stromregelung unzulässig schnell ändert.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Alarmsignal erzeugt wird, wenn sich der Bütriebsstrom innerhalb einer vergegebenen Zeit um mehr als ein zulässiges Maß ändert.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der ßatriebsstrom durch Vergleich mit vorgegebenen spannungsabhängigen Werten überwacht wird, bis er den vorgesehenen festzuhaltenden Wert erreicht, und daß bei unzulässigen Abweichungen des Stroms ein Alarmsignal erzeugt wird, während bei fehlerfreiem Erreichen des vorgesehenen Stromwertes die Beschichtungsanlage auf den Betrieb mit dem konstanten bzw. vorbestimmten Stromwert umgeschaltet wird.