DE1577920B2 - Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Gegenständen mit pulverförmiger! Feststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Gegenständen mit pulverförmigen Feststoffen, die zu ihrer Zerstäubung in Form eines Schleiers an einer kreisförmigen Ionisationselektrode vorbeigeführt werden, welche durch den Rand einer an Hochspannung liegenden, umlaufenden Zerstäuberscheibe gebildet ist, wobei oberhalb der Zerstäuberscheibe eine an einen Pulverbehälter angeschlossene und der Scheibenoberfläche das Pulver durch Schwerkrafteinwirkung zuführende Pulverzuleitung angeordnet ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der USA.-Patentschrift 29 61 581 bekannt, jedoch sitzt gemäß der dortigen zeichnerischen Darstellung die Zerstäuberscheibe am Ende einer waagerechten Drehachse, woraus sich in Verbindung mit der Lage des Vorratsbehälters des zu zerstäubenden Mediums und dessen Zuführleitung, aber auch aus dem zugehörigen Beschreibungstext, ergibt, daß es sich bei diesem Medium nur um Flüssigkeiten handeln kann. Indessen wäre selbst dann, wenn man die bekannte Vorrichtung mit senkrecht gestellter Drehachse für die Zerstäuberscheibe betreiben würde, ein ordnungsgemäßes Arbeiten mit Pulver nicht möglich, weil die Scheibe vom Austrittsende der Zuleitung her gesehen konkav gewölbt ist, wodurch bei rotierender Scheibe eine unsymmetrische Luftanströmung entsteht, die auf der konkaven Seite der Scheibe zur Ausbildung eines ringförmigen Wirbels um die Scheibenachse herum führt, der eine gleichmäßige Pulverabgabe in der Scheibenumfangsebene unmöglich macht. Bei der Flüssigkeitszerstäubung tritt hingegen dieser Effekt kaum störend in Erscheinung, weil die zugeführte Flüssigkeit durch Adhäsion in einem dünnen Film an der Scheibenfläche haftet, bis sie radial unter gleichzeitiger Aufladung durch elektrische Leitung abgeschleudert wird.

Im übrigen ist es aus der DT-AS 10 85 073 auch bereits bekannt, die konkav gewölbte Zerstäuberscheibe einer Vorrichtung für den elektrostatischen Flüssigkeitsauftrag am Ende einer senkrecht verlaufenden Drechachse anzuordnen. Die Flüssigkeit wird der Scheibe außerhalb deren Drehachse, also etwas exzentrisch, zugeführt, was ohne weiteres möglich ist, da die bereits erwähnten Adhäsionskräfte zusammen mit der konkaven Scheibenform dennoch für eine weitgehend gleichmäßige Verteilung des Flüssigkeitsfilms auf der Scheibenoberfläche sorgen. Außerdem machen sich etwa auftretende Schwankungen in der Schichtdicke des Flüssigkeitsfilms kaum störend bemerkbar, da sich Flüssigkeiten unmittelbar durch Leitung aufladen, im Gegensatz zu Pulver, dessen Teilchen nur dann eine hinreichende elektrostatische Ladung aufnehmen, wenn ', sie alle durch den sehr schmalen Entladungsbereich einer Ionisationselektrode hindurchgeführt werden.

Eine ebene Scheibe mit kreisbogenförmig auf verschiedenen Durchmessern angeordneten Schlitzen für eine Vorrichtung zum elektrostatischen Flüssigkeitsauftrag ist aus der französischen Patentschrift 11 07 574 bereits bekannt. Auf der der Flüssigkeitszuführseite abgewandten Fläche der Scheibe sind die Schlitze an ihrem Außenumfang durch in einer scharfen Kante en- ; dende Ringschulterabschnitte begrenzt. Für eine Vorrichtung zum elektrostatischen Bepulvern eignet sich : diese Scheibe schon deswegen nicht, weil sich zufolge j der Schlitze und der Ringschulterabschnitte die für den Pulvertransport notwendigen, radial von innen nach ι außen verlaufenden Luftströme auf der Scheibenober- \ seite und der Scheibenunterseite nicht ausbilden kön- | nen. Aus dem gleichen Grund stellt sich auch die für die j Aufladung der Pulverteilchen unerläßliche, gleichmäßi- ! ge Koronaentladung am Scheibenumfang bei dieser be- j kannten Scheibe nicht ein.

Aus der USA.-Patentschrift 30 11 472 ist schließlich noch eine Vorrichtung für die elektrostatische Flüssig- i keitszerstäubung mittels mehrerer, auf einer gemeinsa- j men Drehachse übereinandersitzender, becherförmiger | Zerstäuberelektroden bekannt. |

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der einleitend angegebenen Gattung zum elektrostatischen Beschichten von Gegenständen mit pulverförmigen Feststoffen zu schaffen, die eine gleichbleibend hohe elektrostatische Aufladung praktisch sämtlicher Pulverteilchen zu erzielen gestattet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) die Drehachse der Zerstäuberscheibe in an sich bekannter Weise vertikal steht, daß

b) die Zuleitung des Pulvers innerhalb der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle angeordnet ist, daß

c) die Zerstäuberscheibe eben ist und zumindest teilweise in den Querschnitt der Hohlwellenbohrung hineinreicht und daß

d) die Hohlwelle in Höhe der Zerstäuberscheibe am Umfang verteilt angeordnete öffnungen aufweist.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildun-

gen der Vorrichtung nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist die Vorrichtung nach der Erfindung an Hand einer beispielsweise gewählten Ausführungsform schematisch vereinfacht dargestellt.

Die teilweise im Schnitt wiedergegebene Vorrichtung umfaßt einen Hohlarm 7', der beispielsweise an einer Laufkatze (nicht dargestellt) befestigt sein kann und in seinem Inneren eine über geeignete Lager 21 drehbar gelagerte Hohlwelle 8' enthält, deren oberes Ende in einem anderen, nicht dargestellten Lager geführt ist. Die Hohlwelle 8' trägt etwa in der Mitte ihrer Länge eine Keilriemenscheibe 22, die über einen durch eine öffnung 25 in dem Hohlarm 7' hindurchverlaufenden Keilriemen 23 von einer weiteren Keilriemenscheibe 24 aus angetrieben wird.

Im Bereich ihres unteren Endes trägt die Hohlwelle 8' im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei koaxial und übereinander angeordnete Zerstäuberscheiben 10', 10'a und 10'6. Diese Zerstäuberscheiben können ebene Metallscheiben mit verhältnismäßig scharfen umfänglichen Kanten sein. Die unterste Zerstäuberscheibe 10' ist am Stirnende der Hohlwelle 8' befestigt und mit einer auf einem Kreis liegenden Reihe von axialen Durchbrüchen 11' versehen. Die beiden anderen Zer-Stäuberscheiben 10'a und 10'6 besitzen nach innen gerichtete, ringförmige Flanschteile 27a und 276 im Inneren der Hohlwelle 8'. Über der Ebene der jeweiligen Zerstäuberscheibe sind in der Wandung der Hohlwelle 8' öffnungen 26, 26a und 266 umfänglich verteilt angeordnet, welche die Oberseiten der in die Hohlwelle hineinragenden ringförmigen Flanschteile mit den Oberseiten der entsprechenden, außen liegenden Zerstäuberscheiben verbinden.

In der Hohlwelle 8' verlaufen Pulverzuleitungen 13', 13'a und 13'6, deren obere Enden an einen oder mehrere Vorratsbehälter oder Abgabetrichter (nicht dargestellt) angeschlossen sind. Die Zuleitung 13' endet unten in einem kurzen Abstand oberhalb des im Inneren der Hohlwelle liegenden Teils der Zerstäuberscheibe 10', während die unteren Enden der beiden anderen Zuleitungen 13'a und 13'6 in kurzen Abständen über den ringförmigen Flanschteilen 26a und 266 der beiden anderen Zerstäuberscheiben münden.

Die Vorrichtung umfaßt ferner nicht dargestellte Mittel zum Anlegen einer Gleichhochspannung an alle drei Zerstäuberscheiben 10', 10'a und 10'6 über mit der Hohlwelle 8' verbundene Schleifringe.

Im Betrieb, d.h. bei raschrotierender Hohlwelle 8' und an den Zerstäuberscheiben anliegender Hochspannung, gelangt das Überzugsmaterial oder gelangen die Überzugsmaterialien unter Schwerkrafteinfluß über die Zuleitungen 13', 13'a und 13'6 auf den inneren Bereich der Zerstäuberscheibe 10' bzw. die inneren, ringförmigen Flanschteile 27a und 276, von wo sie durch Fliehkraftwirkung über die öffnung 26, 26a und 266 auf die äußeren Bereiche der Zerstäuberscheiben 10', 10'a und 10'6 geschleudert werden, wobei ein Teil der von der Zuleitung 13' auf die unterste Zerstäuberscheibe 10' abgegebenen Überzugsmaterials durch die Durchbrüche If! nach außen geschleudert wird. Die Zuleitungen 13'a und 13'6 für die beiden oberen Zerstäuberscheiben müssen nicht unbedingt je Zerstäuberscheibe doppelt vorgesehen sein; je Zerstäuberscheibe kann auch eine einzige Zuleitung ausreichend oder die Verwendung von mehr als zwei Zuleitungen zweckmäßig sein.

Die Anordnung einer Mehrzahl von in vertikalem Abstand voneinander vorgesehenen Zerstäuberscheiben gemäß der Zeichnung (wobei jedoch auch mehr oder weniger als zwei Scheiben vorgesehen sein können) kann in verschiedener Hinsicht von Vorteil sein. So kann eine solche Anordnung dazu dienen, die Oberfläche eines Gegenstands verhältnismäßig großer senkrechter Abmessung wie beispielsweise einer Badewanne zu überziehen, ohne daß eine Verschiebung der Vorrichtung in senkrechter Richtung notwendig ist. Außerdem kann eine mit mehreren Zerstäuberscheiben ausgestattete Vorrichtung dazu verwendet werden, um unterschiedliche Überzugsmaterialien gleichzeitig abzugeben. Hierzu sind dann die Zuleitungen 13', 13'a und 13'6 an ihrem oberen Ende an die verschiedene Überzugsmaterialien enthaltenden Vorratsbehälter angeschlossen. Beispielsweise kann über zwei der dargestellten Zerstäuberscheiben ein duroplastisches Kunstharzpulver abgegeben werden, während über die dritte Zerstäuberscheibe gleichzeitig ein Fixiermittel oder ein Polymerisationskatalysator abgegeben wird. Für diesen Anwendungsfall kann es sich als vorteilhaft erweisen, die gesamte Vorrichtung in senkrechter Richtung in bezug auf den zu überziehenden Gegenstand verfahrbar auszubilden.

Bei der beschriebenen Vorrichtung wirken Schwerkraft und Fliehkraft sowie das elektrostatische Feld derart zusammen, daß ein gleichmäßiger Schleier fein verteilter Pulverteilchen auf die zu überziehende Oberfläche abgegeben wird. Eine derartige Vorrichtung kann auf Grund der erzielten Drehsymmetrie des abgegebenen Pulverschleiers mit besonderem Erfolg für das Überziehen von Gegenständen mit die Zerstäuberscheibe vollständig umgebender Oberfläche verwendet werden. Die Vorrichtung eignet sich aber auch für das Übersehen von Gegenständen, deren Oberfläche die Zerstäuberscheibe nicht oder nur teilweise umgibt, wobei dann ein Teil des Umfangs des Zerstäuberkopfes mit einem entsprechenden Schild, einer Prallplatte oder einer Stauscheibe abgedeckt wird. Ferner ist es möglich, eine derartige Vorrichtung für das gleichzeitige Überziehen einer Mehrzahl von Gegenständen beliebiger Form zu verwenden, die während der Bepulverung ringförmig um den umlaufenden Zerstäuberkopf herum angeordnet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Gegenständen mit pulverförmigen Feststoffen, die zu ihrer Zerstäubung in Form eines Schleiers an einer kreisförmigen Ionisationselektrode vorbeigeführt werden, welche durch den Rand einer an Hochspannung liegenden, umlaufenden Zerstäuberscheibe gebildet ist, wobei oberhalb der Zerstäuberscheibe eine an einen Pulverbehälter angeschlossene und der Scheibenoberfläche das Pulver durch Schwerkrafteinwirkung zuführende Pulverzuleitung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Drehachse der Zerstäuberscheibe (10') in an sich bekannter Weise vertikal steht, daß

b) die Zuleitung (13') des Pulvers innerhalb der als Hohlwelle (8') ausgebildeten Antriebswelle angeordnet ist, daß

c) die Zerstäuberscheibe (10') eben ist und zumindest teilweise in den Querschnitt der Hohlwellenbohrung (8') hineinreicht und daß

d) die Hohlwelle in Höhe der Zerstäuberscheibe am Umfang verteilt angeordnete öffnungen (26) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberscheibe (10') axiale Durchbrüche (1Γ) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere koaxial und übereinander angeordnete Zerstäuberscheiben (10', 10'a, 10'6^ vorgesehen sind und jeder derselben eine Pulverzuleitung (13', 13'a, i3'b) innerhalb der Hohlwelle (8') zugeordnet ist, die jeweils an einen anderen Pulverbehälter angeschlossen sein kann.