DE102007060211A1

DE102007060211A1 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Sprühbeschichten von Objekten

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Publication number: DE102007060211A1
Application number: DE102007060211A
Authority: DE
Inventors: Markus Lenherr
Original assignee: Gema Switzerland GmbH
Current assignee: Gema Switzerland GmbH
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2009-06-18
Anticipated expiration: 2027-12-15
Also published as: DE102007060211B4

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum elektrostatischen Sprühbeschichten von Objekten (8; 8-2) mit Beschichtungsmaterial, vorzugsweise mit Beschichtungspulver, mittels mindestens einer manuellen oder vorzugsweise automatischen Sprüheinheit (2), enthaltend das Erzeugen eines elektrischen Hochspannungsfelds (6) mit einer vorbestimmten elektrischen Polarität zwischen mindestens einer Hochspannungselektrode (4) und dem zu beschichtenden Objekt (8; 8-2), während das Objekt (8; 8-2) mit Beschichtungsmaterial besprüht wird, dadurch gekennzeichnet, dass nur während des Sprühbeschichtens einer Kante (31, 32, 33, 34; 31-2, 32-2, 33-2, 34-2) des Objekts (8; 8-2) mit Beschichtungsmaterial, jedoch nicht während des Sprühbeschichtens eines von der Kante entfernten großflächigen Oberflächenbereichs (36; 36-2) des Objekts mit Beschichtungsmaterial, das Hochspannungsfeld (6) durch ein gleichzeitig gegen die betreffende Kante oder gegen einen nahe bei der Kante gelegenen Objektbereich gerichtetes Gegenhochspannungsfeld (21, 22, 23, 24) geschwächt wird, welches eine zum Hochspannungsfeld (6) entgegengesetzte elektrische Polarität hat und von mindestens einer Gegenhochspannungselektrode (11, 12, 13, 14) erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrostatischen Sprühbeschichten von Objekten gemäß den Patentansprüchen.
Für das elektrostatische Sprühbeschichten müssen die zu beschichtenden Objekte mindestens eine geringe elektrische Leitfähigkeit haben.
Beschichtungsmaterial kann Beschichtungsflüssigkeit oder vorzugsweise Beschichtungspulver sein, in Abhängigkeit von der Art der Sprüheinheit, mit welcher das Beschichtungsmaterial auf das betreffende Objekt gesprüht wird. Sprüheinheiten werden üblicherweise als Sprühpistolen oder Spritzpistolen bezeichnet, unabhängig davon, ob es von Hand zu haltende manuelle Geräte oder von einer mechanischen Trägervorrichtung zu haltende automatische Geräte sind. Die Trägervorrichtung kann beispielsweise ein Hubvorrichtung oder ein Roboter sein. Die Objekte werden nach dem Sprühbeschichten in einer Wärmevorrichtung erhitzt, damit sich die Beschichtung mit dem Objekt dauerhaft verbindet.
Eine automatische Sprühbeschichtungsanlage für Beschichtungspulver ist beispielsweise aus der US 4,357,900 bekannt. Eine Sprüheinheit bzw. Sprühpistole für Beschichtungspulver ist auch aus der US 4,324,361 bekannt. Hochspannungserzeuger für Hochspannungselektroden von Sprüheinheiten sind beispielsweise aus den US 3,608,823 und US 3,895,262 bekannt. Eine manuelle Sprüheinheit oder Sprühpistole zum Sprühen von Beschichtungsflüssigkeit, welche einen Hochspannungserzeuger enthält, ist aus der US 3,731,145 bekannt. Die Hochspannung kann beispielsweise zwischen 2 kV und 170 kV liegen. Das Hochspannungspotential kann negativ oder positiv sein.
Beim elektrostatischen Sprühbeschichten von Objekten kann an Objektkanten in unerwünschter Weise eine dickere Schichtdicke an Beschichtungsmaterial entstehen als an großflächigen Bereichen des Objektes, welche von den Kanten entfernt sind. Wenn dadurch bei großflächigen Objekten am Rand entlang eine größere Schichtdicke als im großflächigen Zentrumsbereich gebildet wird, entsteht optisch ein Bilderrahmeneffekt.
Zu beschichtende Objekte können von beliebiger Art und von beliebigem Material sein, es muss lediglich mindestens eine geringe elektrische Leitfähigkeit haben. Objekte können beispielsweise Maschinengehäuse sein oder Platten aus Metall oder beispielsweise aus nicht leitenden Fasern die mit einem elektrisch leitenden Material miteinander verbunden sind, beispielsweise so genannte mitteldichte Faserplatten (MDF-Platten).
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Möglichkeit zu schaffen, durch welche die Differenz von ungleichen Beschichtungsdicken der genannten Art reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen
1 schematisch eine Seitenansicht einer elektrostatischen Sprühbeschichtungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
2 schematisch eine Draufsicht auf die Sprühbeschichtungsvorrichtung von 1 mit einer Beschichtungseinheit beim Sprühbeschichten einer vorderen Kante eines Objektes,
3 schematisch eine Draufsicht auf die Sprühbeschichtungsvorrichtung von 1 beim Sprühbeschichten einer hinteren Kante des Objektes,
4 schematisch eine Seitenansicht der Sprühbeschichtungsvorrichtung in 1 von rechts gesehen, wobei die Beschichtungseinheit beim Beschichten einer oberen Kante des Objektes dargestellt ist,
5 die Sprühbeschichtungsvorrichtung von 4 beim Beschichten einer unteren Kante des Objektes,
6 eine Seitenansicht eines zu beschichtenden Objektes, welches einen Ausschnitt und dadurch mehrere vordere, hintere, obere und untere Kanten hat,
7 schematisch einen Längsschnitt zur Verdeutlichung des Prinzips einer Sprüheinheit,
8 schematisch eine Seitenansicht einer möglichen Ausführungsform einer Elektrodeneinheit,
9 schematisch eine elektrische Schaltung zur Darstellung, wie ein Gegenhochspannungserzeuger an zwei oder mehr, beispielsweise vier Gegenhochspannungselektroden gleichzeitig angeschlossen werden kann, und
10 schematisch ein elektrisches Schaltbild, welches zeigt, wie zwei oder mehr, beispielsweise vier Gegenhochspannungselektroden alternativ mit einem einzigen Gegenhochspannungserzeuger verbunden werden können.
Die in 1 dargestellte elektrostatische Sprühbeschichtungsvorrichtung der Erfindung ist zum elektrostatischen Sprühbeschichten von Objekten mit Beschichtungsmaterial, vorzugsweise Beschichtungspulver, ausgebildet. Sie enthält mindestens eine Sprüheinheit 2, welche mindestens eine Hochspannungselektrode 4 aufweist, die mit einem Hochspannungserzeuger (7) elektrisch verbunden oder verbindbar ist zum Erzeugen eines elektrischen Hochspannungsfeldes 6 mit einer bestimmten elektrischen Polarität zwischen der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 und dem zu beschichtenden Objekt 8, während das Objekt 8 mit Beschichtungsmaterial beschichtet wird. Mit der elektrischen Polarität des Hochspannungsfeldes 6 ist die positive oder negative Polarität der Hochspannung an der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 gemeint, die das Hochspannungsfeld 6 erzeugt.
Die Sprüheinheit 2 ist zum Sprühen des Beschichtungsmaterials mit einer Sprühdüse 10 oder einem Rotationszerstäuber versehen.
Gemäß der Erfindung ist mindestens eine Gegenhochspannungselektrode 11, 12, 13 und/oder 14 vorgesehen. Bei der in den Zeichnungen dargestellten Sprühbeschichtungsvorrichtung sind der Sprüheinheit 2 beispielsweise vier Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und 14 zugeordnet, welche mit einem Gegenhochspannungserzeuger (8, 9 oder 10) verbunden oder verbindbar sind zur Erzeugung eines Gegenhochspannungsfeldes 21 oder 22 oder 23 oder 24, welches eine zum Hochspannungsfeld 6 der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 entgegen gesetzte elektrische Polarität hat. Mit der elektrischen Polarität des mindestens einen Gegenhochspannungsfeldes 21, 22, 23 und/oder 24, ist die negative oder positive Polarität der Gegenhochspannung an der mindestens einen Gegenhochspannungselektrode 11, 12, 13 und/oder 14 gemeint, die das Gegenhochspannungsfeld 21, 22, 23 bzw. 24 erzeugen.
Die mindestens eine Gegenhochspannungselektrode 11, 12, 13, 14 ist so nahe bei der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 angeordnet, dass das Hochspannungsfeld 6 und das Gegenhochspannungsfeld 21, 22, 23 bzw. 24 spätestens auf dem zu beschichtenden Objekt einander gegenseitig beeinflussen.
Eine elektrische, vorzugsweise computerisierte Steuereinrichtung ist derart ausgebildet, dass, während des Besprühens einer Kante des Objektes 8, beispielsweise einer Vorderkante 31, einer Hinterkante 32, einer Oberkante 33 oder einer Unterkante 34 des Objekts 8 mit Beschichtungsmaterial, jedoch nicht während des Besprühens eines von der Kante entfernten großflächigen Oberflächenbereiches des Objektes, beispielsweise des Zentrumsbereiches 36 des Objektes 8 von 1, mit Beschichtungsmaterial, das Hochspannungsfeld 6 der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 durch das gleichzeitig gegen die betreffende Kante 31, 32, 33 bzw. 34 oder gegen einen nahe bei dieser Kante gelegenen Objektbereich gerichtete Gegenhochspannungsfeld 21, 22, 23 bzw. 24 geschwächt wird, welches die zum Hochspannungsfeld entgegen gesetzte Polarität hat und von der mindestens einen Gegenhochspannungselektrode 11, 12, 13 bzw. 14 erzeugt wird. Das Schwächen des Hochspannungsfeldes 6 bedeutet nicht, dass es vollständig aufgehoben wird. Das betreffende Gegenhochspannungsfeld 21, 22, 23 oder 24 kann an der betreffenden Kante des Objektes das Hochspannungsfeld 6 überlappen oder nicht überlappen. Das Gegenhochspannungsfeld muss jedoch jeweils so nahe benachbart zum Hochspannungsfeld 6 erzeugt werden, dass es mindestens durch die elektrische Leitfähigkeit des Objektes das Hochspannungsfeld schwächen kann durch einen gegenseitigen Ausgleich von positiven und negativen Ladungen des Hochspannungsfeldes 6 durch das betreffende Gegenhochspannungsfeld 21, 22, 23 oder 24.
Während des Sprühbeschichtens eines von den Kanten, z. B. 31, 32, 33, 34 des Objektes 8, entfernten großflächigen Oberflächenbereiches des Objektes 8 mit Beschichtungsmaterial ist nur die Hochspannung der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 eingeschaltet, während die Hochspannung von allen Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 oder 15 abgeschaltet ist.
Gemäß der Erfindung ist mindestens eine der Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und/oder 14 vorgesehen, abhängig davon, ob an einer vorderen Kante 31, einer hinteren Kante 32, einer oberen Kante 33 und/oder einer unteren Kante 34 des Objektes 8 der unerwünschten Bildung einer größeren Schichtdicke als in großflächigen Bereichen, insbesondere im Zentrumsbereich 36 des Objektes 8 entgegen gewirkt werden soll.
Die zu beschichtenden Objekte 8 werden vorzugsweise durch eine Transportvorrichtung 42 in Transportrichtung 44 durch den Beschichtungsmaterial-Sprühbereich der mindestens einen Sprüheinheit 2 hindurch transportiert.
Gemäß den 1 und 2 ist zur Reduzierung oder Vermeidung einer unerwünschten größeren Beschichtungsdicke an der vorderen Kante 31 des Objektes 8 die mindestens eine vordere Gegenhochspannungselektrode 11 vorgesehen, welche mit einem Gegenhochspannungserzeuger verbunden oder verbindbar ist zur Erzeugung eines auf das zu beschichtende Objekt 8 gerichteten Gegenhochspannungsfeldes 21, dessen Polarität entgegen gesetzt zur Polarität des Hochspannungsfeldes 6 der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 ist. Die mindestens eine vordere Gegenhochspannungselektrode 11 ist in Transportrichtung 44 der Objekte 8 mit Abstand vor der Hochspannungselektrode 4 des Hochspannungsfeldes 6 angeordnet. Die Steuereinrichtung 40 ist derart ausgebildet, dass, während des Besprühens der in Transportrichtung 44 gesehen vorderen Kante 31 des Objektes, das Hochspannungsfeld 6 der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 durch das gleichzeitig gegen diese vordere Kante oder gegen einen nahen bei dieser vorderen Kante 31 gelegenen Objektbereich gerichtete vordere Gegenhochspannungsfeld 21 der mindestens einen vorderen Gegenhochspannungselektrode 11 geschwächt wird.
Bei der Beschichtung von von den Kanten 31, 32, 33 und 34 entfernten großflächigen Objektbereichen, insbesondere dem Zentrumsbereich 36 des Objektes 8, sind die Hochspannungen von allen Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und 14 abgeschaltet.
Gemäß den 1 und 3 ist zur Reduzierung oder Vermeidung einer unerwünschten größeren Beschichtungsdicke an einer hinteren Kante 32 des Objektes 8 die mindestens eine hintere Gegenhochspannungselektrode 12 vorgesehen, welche mit einem Gegenhochspannungserzeuger verbunden oder verbindbar ist zur Erzeugung eines auf das zu beschichtende Objekt 8 gerichteten hinteren Gegenhochspannungsfeldes 22, dessen Polarität entgegen gesetzt zur Polarität des Hochspannungsfeldes 6 der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 ist. Die mindestens eine hintere Gegenhochspannungselektrode 12 ist in Transportrichtung 44 der Objekte 8 mit Abstand nach der Hochspannungselektrode 4 des Hochspannungsfeldes 6 angeordnet. Die Steuereinrichtung 40 ist derart ausgebildet, dass, während des Besprühens der in Transportrichtung nach hinten zeigenden hinteren Kante 32 des Objektes 8, das Hochspannungsfeld 6 der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 durch das gleichzeitig gegen diese hintere Kante 32 oder gegen einen nahe bei dieser hinteren Kante 32 gelegenen Objektbereich gerichtete hintere Gegenhochspannungsfeld 22 der mindestens einen hinteren Gegenhochspannungselektrode 12 geschwächt wird.
Zusätzlich zum Transport der Objekte 8 in Transportrichtung 44, oder anstatt dieser Transportbewegung, kann auch eine Bewegung der Sprüheinheit 2 mit der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 und mindestens einer der Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und/oder 14 vorgesehen sein. Hierfür kann eine Trägervorrichtung 46, beispielsweise in Form einer Hubvorrichtung oder eines Roboters, vorgesehen sein, an welchem die Sprüheinheit 2 zusammen mit ihrer mindestens einen Hochspannungselektrode 4 und zusammen mit der mindestens einen Gegenhochspannungselektrode 11, 12, 13 und/oder 14 auf und ab bewegbar angeordnet ist, so dass diese Teile relativ zu dem beschichtenden Objekt auf und ab bewegbar sind.
Gemäß den 1 und 4 ist zur Reduzierung oder Vermeidung einer unerwünschten größeren Beschichtungsdicke an einer oberen Kante 33 des Objektes 8 die mindestens eine untere Gegenhochspannungselektrode 13 vorgesehen, die mit Abstand unterhalb der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 angeordnet ist und mit einem Gegenhochspannungserzeuger verbunden oder verbindbar ist zur Erzeugung eines Gegenhochspannungsfeldes 23, welches eine zur elektrischen Polarität des Hochspannungsfeldes 6 entgegen gesetzte Polarität hat. Die Steuereinrichtung 40 ist zur Steuerung der Sprühbeschichtungsvorrichtung derart ausgebildet, dass, während des Sprühbeschichtens der nach oben gerichteten oberen Kante 33 des Objektes 8 mit Beschichtungsmaterial, das Hochspannungsfeld 6 der Hochspannungselektrode 4 durch das gleichzeitig gegen diese obere Kante 33 oder gegen einen nahe bei dieser oberen Kante 33 gelegenen Objektbereich gerichtet untere Gegenhochspannungsfeld 23 der mindestens einen unteren Gegenhochspannungselektrode 13 geschwächt wird.
Gemäß den 1 und 5 ist zur Reduzierung oder Vermeidung einer unerwünscht größeren Beschichtungsdicke an einer unteren Kante 34 des Objektes 8 mindestens eine der mindestens einen Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und/oder 14 eine obere Gegenhochspannungselektrode 14, die mit Abstand oberhalb der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 angeordnet ist und mit einem Gegenhochspannungserzeuger zur Erzeugung eines oberen Gegenhochspannungsfeldes 24 verbunden oder verbindbar ist, welches eine zur elektrischen Polarität des Hochspannungsfeldes 6 der Hochspannungselektrode 4 entgegen gesetzte elektrische Polarität hat. Die Steuereinrichtung 40 ist zur Steuerung der Sprühbeschichtungsvorrichtung derart ausgebildet, dass, während des Sprühbeschichtens der nach unten gerichteten unteren Kante 34 des Objektes 8, das Hochspannungsfeld 6 der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 durch ein gleichzeitig gegen diese untere Kante 34 oder gegen einen nahe bei dieser unteren Kante 34 gelegenen Objektbereich gerichtetes oberes Gegenhochspannungsfeld 24 der mindestens einen oberen Gegenhochspannungselektrode 14 geschwächt wird.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung kann eine Kombinationseinheit enthaltend die Sprüheinheit 2, die mindestens eine Hochspannungselektrode 4 und mindestens eine der mindestens einen Gegenhochspannungselektrode 11, 12, 13, und/oder 14 am Ende eines Roboterarms befestigt werden, der diese Kombinationseinheit unter der Steuerung der Steuereinrichtung 40 in der beschriebenen Weise bewegen und zusätzlich auch um die Mittelachse des Sprühelements (Sprühdüse 10 oder Rotationszerstäuber), und damit um die zentrale Längsachse des Sprühstrahles drehen kann. Damit kann eine einzige der Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und/oder 14 für die Beschichtung von allen vorderen, hinteren, unteren und oberen Kanten eines Objektes 8 ausreichen, da durch Rotation der Kombinationseinheit jede der Gegenhochspannungselektroden relativ zu einer zu beschichtenden Kante in eine gewünschte Position gedreht werden kann.
Ein zu beschichtendes Objekt kann zwei oder mehr nach vorne gerichtete vordere Kanten, nach hinten gerichtete hintere Kanten, nach oben gerichtete obere Kanten, und/oder nach unten gerichtete untere Kanten haben. Als Beispiel zeigt 6 ein Objekt 8-2, welches zusätzlich zu den genannten Kanten 31, 32, 33 und 34 auch eine zweite nach vorne gerichtete vordere Kante 31-2, eine zweite nach hinten gerichtete hintere Kante 32-2, eine nach oben gerichtete zweite obere Kante 33-2 und eine nach unten gerichtete zweite untere Kante 34-2 aufweist, die ein Fenster oder eine Vertiefung 48 begrenzen. Auch an diesen zweiten Kanten 31-2, 32-2, 33-2 und 34-2 kann gemäß der Erfindung das Hochspannungsfeld 6 der mindestens einen Hochspannungselektrode 4 der Sprüheinheit 2 durch ein Gegenhochspannungsfeld der mindestens einen Gegenhochspannungselektrode 11, 12, 13 und/oder 14 geschwächt werden, um die Erzeugung einer dickeren Beschichtungsschicht als in den von den Kanten entfernten großflächigen Objektbereichen zu vermeiden, welche von den Kanten entfernt sind und in welchen keine der Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und 14 eingeschaltet ist, so dass in diesen großflächigen Bereichen 36-2 kein Gegenhochspannungsfeld erzeugt wird.
7 zeigt im Längsschnitt schematisch das Prinzip einer Sprüheinheit 2. Sie hat eine Sprühöffnung 52 am stromabwärtigen Ende eines Beschichtungsmaterialkanals 54 zum Versprühen des Beschichtungsmaterials. Ferner ist mindestens eine Hochspannungselektrode 4 vorgesehen zur elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmaterials mit einer positiven oder negativen Polarität. Die mindestens eine Hochspannungselektrode 4 ist an einen Hochspannungserzeuger 56 angeschlossen, vorzugsweise über einen Strombegrenzungswiderstand 58. Der Hochspannungserzeuger 56 befindet sich vorzugsweise in der Sprüheinheit 2, kann jedoch gemäß einer anderen Ausführungsform auch extern von der Sprüheinheit 2 angeordnet sein.
Die mindestens eine Gegenhochspannungselektrode 11, 12, 13 und/oder 14 kann an der Sprüheinheit befestigt oder getrennt von der Sprüheinheit 2 angeordnet sein.
Gemäß 1 hat jede der mindestens einen Gegenhochspannungselektrode 11, 12, 13 und/oder 14 quer zur Sprührichtung des Beschichtungsmaterials einen Abstand 60 von der mindestens einen Hochspannungselektrode 4, welcher beispielsweise zwischen 5 cm und 15 cm liegt, vorzugsweise bei ungefähr 10 cm.
Die Anzahl und Positionierung der Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und 14 ist von der Art des zu beschichtenden Objektes abhängig. Abhängig von der Art des zu beschichtenden Objektes kann beispielsweise nur die eine und/oder die andere der jeweils mindestens einen Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und/oder 14 verwendet werden.
Die Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und 14 können einzeln positioniert werden oder Bestandteil einer Gegenhochspannungselektrodeneinheit sein. Ferner bestehen verschiedene Möglichkeiten, um einen Gegenhochspannungserzeuger mit einer oder mit mehreren Gegenhochspannungselektroden zu verbinden.
8 zeigt ein Beispiel einer Gegenhochspannungseinheit 60 in Seitenansicht. Die Gegenhochspannungseinheit 60 enthält einen Gegenhochspannungserzeuger 62, an welchem, vorzugsweise über einen Strombegrenzungswiderstand 64, mindestens eine der Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und 14 angeschlossen ist, beispielsweise die mindestens eine vordere Gegenhochspannungselektrode 11.
9 zeigt schematisch die Möglichkeit, einen Gegenhochspannungserzeuger 62 gleichzeitig an mehrere Gegenhochspannungselektroden anzuschließen, beispielsweise an die Gegenhochspannungselektroden 11, 12, 13 und 14.
10 zeigt schematisch die Möglichkeit, einen Gegenhochspannungserzeuger 62 mittels einer, vorzugsweise von der Steuereinrichtung 40 gesteuerten, Umschalteinrichtung 66 alternativ jeweils nur mit der mindestens einen vorderen Gegenhochspannungselektrode 11, der mindestens einen hinteren Gegenhochspannungselektrode 12, der mindestens einen unteren Gegenhochspannungselektrode 13 oder der mindestens einen oberen Gegenhochspannungselektrode 14 elektrisch zu verbinden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 4357900 [0004]
- US 4324361 [0004]
- US 3608823 [0004]
- US 3895262 [0004]
- US 3731145 [0004]

Claims

Verfahren zum elektrostatischen Sprühbeschichten von Objekten (8; 8-2) mit Beschichtungsmaterial, vorzugsweise mit Beschichtungspulver, mittels mindestens einer manuellen oder vorzugsweise automatischen Sprüheinheit (2), enthaltend das Erzeugen eines elektrischen Hochspannungsfelds (6) mit einer vorbestimmten elektrischen Polarität zwischen mindestens einer Hochspannungselektrode (4) und dem zu beschichtenden Objekt (8; 8-2), während das Objekt (8; 8-2) mit Beschichtungsmaterial besprüht wird, dadurch gekennzeichnet, dass nur während des Sprühbeschichtens einer Kante (31, 32, 33, 34; 31-2, 32-2, 33-2, 34-2) des Objekts (8; 8-2) mit Beschichtungsmaterial, jedoch nicht während des Sprühbeschichtens eines von der Kante entfernten großflächigen Oberflächenbereichs (36; 36-2) des Objekts mit Beschichtungsmaterial, das Hochspannungsfeld (6) durch ein gleichzeitig gegen die betreffende Kante oder gegen einen nahe bei der Kante gelegenen Objektbereich gerichtetes Gegenhochspannungsfeld (21, 22, 23, 24) geschwächt wird, welches eine zum Hochspannungsfeld (6) entgegen gesetzte elektrische Polarität hat und von mindestens einer Gegenhochspannungselektrode (11, 12, 13, 14) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekte (8; 8-2) mittels einer Transportvorrichtung (42) in einer definierten Transportrichtung (44) bewegt werden, dass während des Sprühbeschichtens einer in Transportrichtung (44) gesehen vorderen Kante (31; 31-2) des Objekts (8; 8-2), das Hochspannungsfeld (6) durch ein gleichzeitig gegen diese vordere Kante (31; 31-2) oder gegen einen nahe bei der Kante gelegenen Objektbereich gerichtetes vorderes Gegenhochspannungsfeld (21) mit entgegen gesetzter elektrischer Polarität geschwächt wird; dass das vordere Gegenhochspannungsfeld (21) mittels mindestens einer vorderen Gegenhochspannungselektrode (11) erzeugt wird, die vorzugsweise in Transportrichtung (44) mit Abstand vor der Hochspannungselektrode (4) des Hochspannungsfeldes (6) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Objekte (8; 8-2) mittels einer Transportvorrichtung (42) in einer definierten Transportrichtung (44) bewegt werden, dass während des Sprühbeschichtens einer in Transportrichtung (44) hinteren Kante (32; 32-2) des Objekts (8; 8-2), das Hochspannungsfeld (6) durch ein gleichzeitig gegen diese hintere Kante oder gegen einen nahe bei der Kante gelegenen Objektbereich gerichtetes hinteres Gegenhochspannungsfeld (22) geschwächt wird, dass das hintere Gegenhochspannungsfeld (22) mittels mindestens einer hinteren Gegenhochspannungselektrode (12) erzeugt wird, die mit Abstand von der Hochspannungselektrode (4) des Hochspannungsfeldes (6), vorzugsweise in Transportrichtung mit Abstand nach der Hochspannungselektrode (4) des Hochspannungsfelds (6) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüheinheit (2) und zusammen mit ihr auch die mindestens eine Hochspannungselektrode (4) und die mindestens eine Gegenhoch spannungselektrode (11, 12, 13, 14) relativ zu dem zu beschichtenden Objekt (8; 8-2) auf und ab bewegt werden, während das Objekt mit Beschichtungsmaterial besprüht wird, dass während des Sprühbeschichtens einer nach oben gerichteten oberen Kante (33; 33-2) des Objekts, das Hochspannungsfeld (6) durch ein gleichzeitig gegen diese obere Kante oder gegen einen nahe bei der Kante gelegenen Objektbereich gerichtetes oberes Gegenhochspannungsfeld (23) geschwächt wird, wobei das obere Gegenhochspannungsfeld (23) mittels mindestens einer oberen Gegenhochspannungselektrode (13) erzeugt wird, die mit Abstand von der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) des Hochspannungsfeldes (6), vorzugsweise unterhalb der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) des Hochspannungsfelds (6) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüheinheit (2) und zusammen mit ihr auch die mindestens eine Hochspannungselektrode (4) und die mindestens eine Gegenhochspannungselektrode (11, 12, 13, 14) relativ zu dem zu beschichtenden Objekt (8; 8-2) auf und ab bewegt werden, während das Objekt mit Beschichtungsmaterial besprüht wird, und dass während des Sprühbeschichtens einer nach unten gerichteten unteren Kante (34; 34-2) des Objekts, das Hochspannungsfeld (6) durch ein gleichzeitig gegen diese untere Kante oder gegen einen nahe bei der Kante gelegenen Objektbereich gerichtetes unteres Gegenhochspannungsfeld (24) geschwächt wird, wobei das untere Gegenhochspannungsfeld (24) mittels mindestens einer unteren Gegenhochspannungselektrode (14) erzeugt wird, die mit Abstand von der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) des Hochspannungsfeldes (6) vorzugsweise oberhalb der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) des Hochspannungsfelds (6) angeordnet ist.
Elektrostatische Sprühbeschichtungsvorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Objekten (8; 8-2) mit Beschichtungsmaterial, vorzugsweise mit Beschichtungspulver, enthaltend mindestens eine Sprüheinheit (2), welche mindestens eine Hochspannungselektrode (4) aufweist, die mit einem Hochspannungserzeuger elektrisch verbunden oder verbindbar ist zum Erzeugen eines elektrischen Hochspannungsfeldes (6) mit einer vorbestimmten elektrischen Polarität zwischen der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) und dem zu beschichtenden Objekt (8; 8-2), während das Objekt mit Beschichtungsmaterial beschichtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gegenhochspannungselektrode (11, 12, 13, 14) vorgesehen ist, welche mit einem Gegenhochspannungserzeuger (62) verbunden oder verbindbar ist zur Erzeugung eines Gegenhochspannungsfeldes (21, 22, 23, 24), welches eine zum Hochspannungsfeld (6) der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) entgegen gesetzte elektrische Polarität hat, wobei die mindestens eine Gegenhochspannungselektrode (11, 12, 13, 14) so nahe bei der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) angeordnet ist, dass das Hochspannungsfeld (6) und das Gegenhochspannungsfeld (21, 22, 23, 24) spätestens auf dem zu beschichtenden Objekt (8; 8-2) einander gegenseitig beeinflussen, dass eine Steuereinrichtung (40) vorgesehen ist, welche bewirkt, dass, nur während des Sprühbeschichtens einer Kante (31, 32, 33, 34; 31-2, 32-2, 33-2, 34-2) des Objekts (8; 8-2) mit Beschichtungsmaterial, jedoch nicht während des Sprühbeschichtens eines von der Kante entfernten großflächigen Oberflächenbereiches (36; 36-2) des Objektes (8; 8-2) mit Beschichtungsmaterial, das Hochspannungsfeld (6) der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) durch das gleichzeitig gegen die betreffende Kante oder gegen einen nahe bei der Kante gelegenen Objektbereich gerichtete Gegenhochspannungsfeld (21, 22, 23, 24) geschwächt wird, welches die zum Hochspannungsfeld (6) entgegen gesetzte elektrische Polarität hat und von der mindestens einen Gegenhochspannungselektrode (11, 12, 13, 14) erzeugt wird.
Sprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transportvorrichtung (42) zum Transportieren der zu beschichtenden Objekte (8; 8-2) in einer definierten Transportrichtung (44) vorgesehen ist, dass mindestens eine vordere Gegenhochspannungselektrode (11) vorgesehen ist, welche mit einem Gegenhochspannungserzeuger (62) verbunden oder verbindbar ist zur Erzeugung eines auf das zu beschichtende Objekt (8; 8-2) gerichteten Gegenhochspannungsfeldes (21), dessen elektrische Polarität entgegen gesetzt zur elektrischen Polarität des Hochspannungsfeldes (6) der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) ist, wobei die mindestens eine vordere Gegenhochspannungselektrode (11) in Transportrichtung (44) der Objekte mit Abstand vor der Hochspannungselektrode (4) des Hochspannungsfeldes (6) angeordnet ist, und wobei die Steuereinrichtung (40) derart ausgebildet ist, dass, während des Sprühbeschichtens einer in Transportrichtung (44) gesehen nach vorne zeigenden vorderen Kante (31; 31-2) des Objektes, das Hochspannungsfeld (6) der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) durch das gleichzeitig gegen diese vordere Kante oder gegen einen nahe bei der Kante gelegenen Objektbereich gerichtete vordere Gegenhochspannungsfeld (21) der mindestens einen vorderen Gegenhochspannungselektrode (11) geschwächt wird.
Sprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Transportvorrichtung (42) zum Transportieren der zu beschichtenden Objekte (8; 8-2) in einer definierten Transportrichtung (44) vorgesehen ist, dass mindestens eine hintere Gegenhochspannungselektrode (12) vorgesehen ist, welche mit einem Gegenhochspannungserzeuger (62) verbunden oder verbindbar ist zur Erzeugung eines auf das zu beschichtende Objekt gerichteten hinteren Gegenhochspannungsfeldes (22), dessen elektrische Polarität entgegen gesetzt zur elektrischen Polarität des Hochspannungsfeldes (6) der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) ist, wobei die mindestens eine hintere Gegenhochspannungselektrode (12) in Transportrichtung (44) der Objekte (8; 8-2) mit Abstand nach der Hochspannungselektrode (4) des Hochspannungsfeldes (6) angeordnet ist, und wobei die Steuereinrichtung (40) derart ausgebildet ist, dass, während des Sprühbeschichtens einer in Transportrichtung (44) nach hinten zeigenden hinteren Kante (32; 32-2) des Objekts, das Hochspannungsfeld (6) der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) durch das gleichzeitig gegen diese hintere Kante oder gegen einen nahe bei der Kante gelegenen Objektbereich gerichtete hintere Gegenhochspannungsfeld (22) der mindestens einen hinteren Gegenhochspannungselektrode (12) geschwächt wird.
Sprühbeschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüheinheit (2) und zusammen mit ihr auch die mindestens eine Hochspannungselektrode (4) und die mindestens eine Gegenhochspannungselektrode (11, 12, 13, 14) an einer Trägervorrichtung (46) auf und ab bewegbar angeordnet sind und dadurch relativ zu dem zu beschichtenden Objekt (8; 8-2) auf und ab bewegbar sind, dass mindestens eine der mindestens einen Gegenhochspannungselektrode (11, 12, 13, 14) eine untere Gegenhochspannungselektrode (13) ist, die mit Abstand unterhalb der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) angeordnet ist und mit einem Gegenhochspannungserzeuger (62) verbunden oder verbindbar ist zur Erzeugung eines unteren Gegenhochspannungsfeldes (23), welches eine zur elektrischen Polarität des Hochspannungsfeldes (6) entgegen gesetzte elektrische Polarität hat, und dass die Steuereinrichtung (40) zur Steuerung der Sprühbeschichtungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass, während des Sprühbeschichtens einer nach oben gerichteten oberen Kante (33; 33-2) des Objekts (8; 8-2) mit Beschichtungsmaterial, das Hochspannungsfeld (6) der Hochspannungselektrode (4) durch das gleichzeitig gegen diese obere Kante oder gegen einen nahe bei der Kante gelegenen Objektbereich gerichtete untere Gegenhochspannungsfeld (23) der mindestens einen unteren Gegenhochspannungselektrode (13) geschwächt wird.
Sprühbeschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprüheinheit (2) und zusammen mit ihr auch die mindestens eine Hochspannungselektrode (4) und die mindestens eine Gegenhochspannungselektrode (11, 12, 13, 14) an einer Trägervorrichtung (46) auf und ab bewegbar angeordnet sind und dadurch relativ zu dem zu beschichtenden Objekt (8; 8-2) auf und ab bewegbar sind, dass mindestens eine der mindestens einen Gegenhochspannungselektrode (11, 12, 13, 14) eine obere Gegenhochspannungselektrode (14) ist, die mit Abstand oberhalb der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) angeordnet ist und mit einem Gegenhochspannungserzeuger (62) zur Erzeugung eines oberen Gegenhochspannungsfeldes (24) verbunden oder verbindbar ist, welches eine zur elektrischen Polarität des Hochspannungsfeldes (6) der Hochspannungselektrode (4) entgegen gesetzte elektrische Polarität hat, und dass die Steuereinrichtung (40) zur Steuerung der Sprühbeschichtungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass, während des Sprühbeschichtens einer nach unten gerichteten unteren Kante (34; 34-2) des Objekts (8; 8-2), das Hochspannungsfeld (6) der mindestens einen Hochspannungselektrode (4) durch ein gleichzeitig gegen diese untere Kante oder gegen einen nahe bei der Kante gelegenen Objektbereich gerichtetes oberes Gegenhochspannungsfeld (24) der mindestens einen oberen Gegenhochspannungselektrode (14) geschwächt wird.