DE1156342B - Elektrostatische Fluessigkeitsauftragvorrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

R10218 Ib/75 a

ANMELDETAG: 6. NOVEMBER 1952

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 24. OKTOBER 1963

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrostatische Flüssigkeitsauftragsvorrichtung zum gleichzeitig beidseitigen, insbesondere beidseitig verschiedenfarbigen Überziehen mehrerer, im wesentlichen ebenflächiger Werkstücke geringer Dicke, z.B. Gardinenstangen, Unterlegscheiben, Messerschalen, Tapetenabschlußleisten, Klappen für die Handschuhfächer von Kraftfahrzeugen, gestanzte Heizungsabschlußgitter, Kraftfahrzeugnummernschilder, Kleiderbügel und Tabletts. Diese werden als Niederschlagselektroden mit ihren Längskanten parallel zueinander benachbart von einer Transportvorrichtung zwischen mehreren symmetrisch zur Fördereinrichtung angeordneten Farbspritzeinrichtungen hindurchgeführt.

Beim Überziehen derartiger Werkstücke treten insofern Schwierigkeiten auf, als die Kanten der Werkstücke bei Anwendung der üblichen Verfahren einen Überzug von geringerer Schichthöhe erhalten als ihre Seiten. Diese Erscheinung ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die elektrostatischen Kraftlinien so scharf in die Kanten der Werkstücke einmünden, daß die Überzugsteilchen infolge ihrer Bewegungsenergie diesen Kraftlinien nicht folgen können, und über die Kante der Werkstücke hinausgetragen anstatt auf diese niedergeschlagen werden. Sollen gar die Werkstücke auf beiden Seiten mit verschiedenfarbigen Überzügen versehen werden, so erweisen sich die bekannten Vorrichtungen als vollkommen ungeeignet, da sie es nicht erlauben, die beiden Farbbereiche scharf genug gegeneinander abzugrenzen.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese Mängel der bekannten Vorrichtungen zu beseitigen und eine Vorrichtung zu schaffen, welche sich durch hohe Arbeitsleistung auszeichnet. Sie löst diese Auf-. gäbe dadurch, daß bei einer Vorrichtung der genannten Art an sich bekannte, Spritzeinrichtung und Gegenelektrode in sich vereinigende rotierende Sprühköpfe, deren Rotationsachsen in einer gemeinsamen Normalebene zur Förderrichtung der Werkstücke liegen, vorgesehen werden.

Durch die elektrische Spannungsdifferenz der Sprühköpfe gegenüber den zwischen ihnen laufenden Werkstücken besteht zwischen den Werkstücken und den Köpfen ein elektrostatisches Feld, welches eine elektrostatische Zerstäubung des flüssigen, den Köpfen zugeführten Überzugsmaterials und die Niederschlagung dieses so erzeugten Flüssigkeitsnebels auf die Werkstücke bewirkt, wenn sie zwischen den Köpfen entlang bewegt werden. Bei einer solchen Anordnung wird die Feldausbildung zwischen einem der Köpfe und dem Werkstück sowohl durch den oder Elektrostatische Flüssigkeitsauftragvorrichtung

Anmelder:

Harper J. Ransburg Company,
Indianapolis, Ind. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. M. Eule

und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. W. J. Berg,

Patentanwälte, München 13, Kurfürstenplatz 2

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. November 1951 (Nr. 256 030)

Edwin Marlin Ransburg, Indianapolis, Ind.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

die Köpfe auf der einen Seite des Werkstückes als auch durch die von dem letzteren oder den letzteren Köpfen ausströmenden, elektrisch geladenen Partikeln beeinflußt. Dadurch wird die Ausbildung der einzelnen Feldabschnitte so verändert, daß die geladenen Teilchen des Überzugsmaterials, die über die Werkstückkanten gelangen, den Werkstückweg nicht mehr überschreiten, sondern in stärkerem Maße auf das Werkstück hin bewegt werden, als es ohne diesen neuen Feldverlauf der Fall wäre.

Der Gedanke, den Weg der Teilchen des Überzugsmaterials durch ein elektrostatisches Feld zu verändern, ist bekannt. So ist bei einer bekannten Vorrichtung zum Überziehen rotationssymmetrischer längs ihrer Achse bewegter Werkstücke um die Werkstücke herum ein elektrisch geladener Käfig angeordnet und das Überzugsmaterial wird von parallel zum Werkstückweg gerichteten Spritzpistolen in den Zwischenraum zwischen Käfig und Werkstücken gesprüht. Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Überziehen von großflächigen Werkstücken wie etwa Blechtafeln sind beidseitig zur Tafelebene längs des Werkstückförderweges sich erstreckende geladene Gitter vorgesehen, wobei das Überzugsmaterial von auf- und niederbewegten Sprühköpfen, deren Sprührichtung parallel zur Werkstückoberfläche verläuft, ebenfalls in den Raum zwischen den Werkstücken

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und den Gittern gesprüht wird. Derartige Vorrich- Bewegungsenergie oder die eine solche verloren hatungen sind jedoch zum Überziehen einer Vielzahl ben, versuchen den Kraftlinien zu folgen und beflacher Gegenstände, wie Blechstreifen, ungeeignet, wegen sich längs derselben, mit Ausnahme der Stellen, da bei ihnen die erreichbare Feldliniendichte wegen an denen die Kraftlinien stark gekrümmt sind und der großen Ausdehnung der Gitter relativ gering ist. 5 die durch die Eigenbewegung der Teilchen erworbene Das führt dazu, daß das Feld nicht ausreicht, ge- Bewegungsenergie so groß ist, daß diese eine andere nügend Farbpartikel in den Spalten zwischen den ein- als die Richtung der Kraftlinien annehmen. Solche zelnen Werkstücken auf die Werkstücke zu bringen. Bereiche sind in der Nähe der Kanten Ub der Stan-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der gen in der Richtung der Längsebene der Stangen vorZeichnung dargestellt. Es zeigt io handen, wo die Kraftlinien sich krümmen, um in der

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Färb- rückwärtigen Oberfläche lic zu enden, auf tragvorrichtung und Die Kraftlinien, die auf den Seitenflächen Ua

Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen zu dieser. stehen, sind in ihrer ganzen Länge verhältnismäßig

In der Vorrichtung, die in Fig. 1 dargestellt ist, gerade, und geladene Partikel, die ursprünglich in trägt ein oberhalb des Spritzraumes laufendes Förder- 15 den Wirkungsbereich dieser Linien kamen, folgen band 10 die zu überziehenden Teile 11, z.B. Vor- ihnen zur Niederschlagung. Die Kraftlinien, die auf hangstangen von etwa 25 mm Breite und etwa 19 mm den Kanten lift und den Rückflächen lic enden, Dicke, die mit ihrer langen Achse waagerecht in einer krümmen sich — obwohl sie anfänglich ebenfalls Vorrichtung 10' in regelmäßigen Abständen unterein- gerade waren — mehr oder weniger scharf auf diese ander aufgehängt sind. Auf beiden Seiten des Werk- 20 Teile der Oberfläche zu. Ein geladenes Teilchen, stückweges sind einander gegenüberliegend an sich welches im Anfang in den Wirkungsbereich dieser bekannte elektrostatisch arbeitende Zerstäuberköpfe Linien kam, folgt ihnen, solange sie gerade sind; aber 12 und 13 angebracht, deren Rotationsachsen in sobald der gekrümmte Teil erreicht wird, verursacht einer gemeinsamen Normalebene zur Förderrichtung die inzwischen erworbene Bewegungsenergie, daß die der Werkstücke liegen. Jeder Kopf besteht aus einem 25 Teilchen diesen Linien nicht mehr folgen und über nach einer Seite offenen Hohlkörper, der um eine sie hinausgetragen werden. Dadurch wird die Niederwaagerechte Achse rotiert und mit flüssigem Über- schlagsdichte auf den Kanten 11 b geringer als auf zugsmaterial durch eine geeignete Zuleitung 14 ver- den Seiten 11 α. Die Teilchen, die auf diese Weise sorgt wird. Eine Hochspannungsquelle 15, deren der Niederschlagung auf der Kante 11 & entgehen, einer Pol geerdet und deren anderer Pol mit den 30 fliegen unter dem Einfluß des Feldes weiter, so daß Köpfen 12 und 13 verbunden ist, erzeugt ein elektro- viele auf der Rückfläche Hc niedergeschlagen werden, statisches Feld zwischen jedem Kopf in den Werk- Unter den Bedingungen der Fig. 2 ist es nicht ungestücken 11, die durch ihre Aufhängungen 10'und die wohnlich, auf der Rückfläche lic einen dickeren Fördereinrichtung 10 geerdet sind. Die jedem Kopf Belag als auf der Kante 11 b zu finden, und in vielen durch die Leitung 14 zugeführte Flüssigkeit breitet ₃₅ Fällen erhalten die Kanten life praktisch überhaupt sich infolge der Zentrifugalkraft auf der Innenseite keinen Belag von Überzugsmaterial, des Hohlkörpers aus und bildet so einen ringförmigen in Fig. 3 sind die Verhältnisse dargestellt, die dann

Film von Überzugsmaterial, den die elektrostatischen zustande kommen, wenn der Anordnung nach Fig. 2 Kräfte an der Kante dieses Filmes in feine geladene erfindungsgemäß ein zweiter Zerstäuberkopf oder ein Partikel zerstäuben, die im wesentlichen den Kraft- ₄₀ zweiter Satz Köpfe hinzugefügt wird, die dem Kopf linien des elektrostatischen Feldes folgen und so auf oder den Köpfen, die das elektrische Feld 20 erdie Werkstückeil niedergeschlagen werden. zeugen, gegenüberliegen. Durch diese Ergänzung

Die Vorrichtung nach Fig. 1 ermöglicht eine hin- wird eine Feldausbildung erreicht, die den durch reichend gleichmäßige Herstellung eines Überzuges 20, 21 dargestellten Kraftlinienverlauf aufweist. Diese auf den Vorhangstangen 11, auch auf den Seiten- ₄₅ Verhältnisse sind auch für Fig. 1 gültig, in der zwei teilen und Kanten jeder Stange. Sätze gleichmäßig geladener Köpfe 12 und 13 sich

Man ersieht aus Fig. 1, daß jedem Kopf 12 auf auf beiden Seiten des Werkstückweges im Spritzraum einer Seite des Werkstückweges ein Kopf 13 auf der gegenüberstehen. Man bemerkt, daß die Feldverteianderen Seite koaxial gegenübersteht. Diese Anord- lung für die Kraftlinien 20 in Fig. 3 gegenüber der in nung verbürgt eine optimale Wirkung. 50 Fig. 2 gezeigten verschieden ist. Der zweite Kopf oder

Zur besseren Erläuterung der eben gegebenen Dar- Satz hat die Enden der Kraftlinien 20 nach ihrem stellung sei auf die schematischen Fig. 2 und 3 ver- Ausgangspunkt hin so weit zurückgedrängt, daß keine wiesen. Fig. 2 gibt die mit der Erfindung vermiedenen von ihnen die mittlere Längsebene der Stangen überVerhältnisse wieder, wie sie bei Anbringung der Zer- schreitet und auch kein Umgreifen auf die Rückstäuberköpfe auf nur einer Seite der Werkstücke vor- 55 Seite lic mehr stattfindet. Fernerhin ist die allgehanden wäre. Das elektrostatische Feld zwischen den meine Richtung der Endteile dieser Kraftlinien so Stangen und dem oder den Köpfen kann durch Kraft- geändert worden, daß ihre Neigung zur Stangenlinien dargestellt werden, die den durch 20 wieder- mittelebene versteuert ist und sie die Kanten 11 & gegebenen allgemeinen Verlauf haben. Die Mehrzahl früher treffen als die Endteile der entsprechenden der Kraftlinien, die von dem oder den Köpfen aus- 60 Linien in Fig. 2. Durch diese Änderung des Feldgehen, wird auf der Seitenfläche lla der Stange Verlaufs in der Nähe der Kante life werden die in enden, die dem Kopf zugewendet ist, einige werden diesem Bereich befindlichen Partikel in verstärktem auf der Kante 11 b der Stange enden, andere aber Maße auf diese Kante hingezogen, wodurch eine werden zwischen den Stangen hindurchgehen, sich wesentlich bessere Bedeckung dieser Kante mit Überkrümmen und auf der rückseitigen Fläche der Stan- 65 zugsmaterial erreicht wird.

gen 11 c enden. Die elektrostatischen Kräfte wirken Anders ausgedrückt kann die auf ein geladenes

entlang dieser Kraftlinien 20, und die Teilchen des Teilchen unter den in Fig. 2 dargestellten Bedin-Überzugsmaterials, die keine wesentliche anfängliche gungen wirkende Kraft als dadurch zustandekom-

mend angesehen werden, daß eine Abstoßung durch den Kopf oder die Köpfe auf der einen Seite der Werkstücke und die Anziehungskräfte, die durch die Werkstücke ausgeübt werden, zusammenwirken. Für die Partikel, die ursprünglich über die Kante der Stange hinausgehend oder auf die Zwischenräume zwischen diesen Stangen gerichtet waren, wirkt diese Abstoßung gegen die dem Niederschlag auf die Kante 11 b bewirkenden Kräfte auf diese Teilchen. Wenn jedoch Köpfe auf beiden Seiten der Werkstücke angebracht sind, wie in Fig. 1 und 3, so wirkt auf die Partikel, die von jedem der Zerstäuberköpfe kommen, eine weitere Kraftkomponente, nämlich die einer Abstoßung durch den Kopf auf der anderen Seite des Werkstückes. Beide auf das Teilchen wirkenden Abstoßungskräfte, die von den gegenüberliegenden Köpfen 12 und 13 herrühren, wirken in entgegengesetzter Richtung und sind gleich, wenn das Teilchen in die Mittelebene des Werkstückes gelangt. Daher werden infolge des Vorhandenseins der Köpfe 13 die Beschleunigungskräfte, die durch die Köpfe 12 gegeben sind, verringert und die Anziehung durch das Werkstück wird den Flugweg der Partikel in verstärktem Maße bestimmen.

Zu dem Abstoßungseffekt, der durch den Zerstäuberkopf 13 auf die aus dem Kopf 12 austretenden Teilchen ausgeübt wird, kommt eine weitere im wesentlichen gleichgerichtete Abstoßungswirkung hinzu, die auf diese Partikel durch die von den aus dem Kopf 13 stammenden geladenen Teilchen ausgeübt wird. Diese Ladungen versuchen, die Kraftkomponente senkrecht zur Werkstückebene zu vermindern und die relative Wirkung der auf das Teilchen ausgeübten Anziehungskräfte der benachbarten Stange zu verstärken.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrostatische Flüssigkeitsauftragsvorrichtung zum gleichzeitig beidseitigen insbesondere beidseitig verschiedenfarbigen Überziehen mehrerer, im wesentlichen ebenflächiger Werkstücke geringer Dicke, die als Niederschlagselektroden mit ihren Längskanten parallel zueinander benachbart von einer Transportvorrichtung zwischen mehreren symmetrisch zur Fördereinrichtung angeordneten Farbspritzeinrichtungen hindurchgeführt werden, gekennzeichnet durch an sich bekannte, Spritzeinrichtung und Gegenelektrode in sich vereinigende rotierende Sprühköpfe (12, 13), deren Rotationsachsen in einer gemeinsamen Normalebene zur Förderrichtung (10) der Werkstücke (11) liegen.

2. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sprühköpfe (12, 13) die gleiche Rotationsachse haben.

3. Vorrichtung nach Ansprach 1 oder 2, gekennzeichnet durch mehrere in Förderrichtung einander nachgeordnete Gruppen von jeweils in einer Normalebene zur Fördereinrichtung der Werkstücke liegenden Sprühköpfe.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 530198;
französische Patentschrift Nr. 982 327;
USA.-Patentschriften Nr. 2247 963, 2421787, 428 991, 2 470 994, 2 559 225.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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