DE1652423A1

DE1652423A1 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen UEberziehen

Info

Publication number: DE1652423A1
Application number: DE19671652423
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ransburg Corp
Current assignee: Ransburg Corp
Priority date: 1966-10-21
Filing date: 1967-10-18
Publication date: 1971-03-25
Also published as: GB1210257A; NL7201962A; BE705420A; NL6712993A; SE363983B; SE324129B; GB1210258A; US3512502A; DE1652423B2; CH476522A; NL134990C

Description

PATENTANWXLTE DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 1 R R 9 / O Q DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C GERNHARDT 100*4*0

MDNCHEN HAMBURG

telefon= 395314 2000 hambuRG 5o;L7.Oktober 1967

TELEGRAMME= KARPATENT KDNIGSTRASSE 28

W.22952/67 4/Me

Ransburg Electro-Coating Corp., Indianapolis, Indiana (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen

Überziehen.

Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zum elektrostatischen Zerstäubungs-Überziehen und insbesondere auf Verfahren und Vorrichtungen, welche elektrisch aufgeladene Zerstäuber verwenden, welche ein ringförmiges Zerstäubungsmuster erzeugen und welche Mittel zum Steuern des Zerstäubungsmusters aufweisen, um einen gleichförmigen Niederschlagsüberzug zu erhalten.

Zerstäuber, welche eine elektrisch aufgeladene ringförmige Zerstäuberkante haben, sind in der Technik des elektrostatischen Überziehens bekannt. Derartige Zerstäuber erzeugen ein Zerstäubtes von fein verteilten aufgeladenen Flüssigkeitsteilchen in einem ringförmigen Zerstäubungsmuster, das einen mittleren Teil aufweist, der im wesentlichen frei von Partikeln 1st. Falls Oberzugsmaterial in senkrechter

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Richtung aus einem solchen Zerstäuber auf eine ausgedehnte ebene Oberfläche vorgeschleudert wird, welche sich quer zur Vorbewegungsrichtung des Zerstäubten erstreckt, bildet der niedergeschlagene Überzug ein Band, welches eine Breite hat, die gleich dem Außendurchmesser des vorgeschleuderten Zerstäubungsmusters ist. Die Dicke des niedergeschlagenen Überzugs ist in der Mitte des Bandes relativ dünn und erhöht sich auf eine maximale Dicke zwischen der Mitte und jeder äußeren Kante des Musters. Daher hat die Dicke des auf einer sich quer bewegenden ausgedehnten ebenen Oberfläche niedergeschlagenen Überzugs aus einem solchen Zerstäuber eine Verteilung mit einem Doppelberg.

Ein ausgedehnter gleichförmiger niedergeschlagener Überzug kann dadurch hergestellt werden, daß eine Mehrzahl solcher Zerstäuber angeordnet wird, so daß die niedergeschlagenen Bänder sich miteinander vermischen, um ein breiteres Band zu erzeugen, das gleichförmiger ist. Ein solches Verfahren ist in der U. S.-Patentschrift 2 839 425 aufgezeigt. Bei der Verwendung eines solchen Verfahrens haben sich jedoch gewisse Beschränkungen herausgestellt, weil, falls die Zerstäuber zu nahe aneinander angeordnet werden, ihre relative Nähe zueinander den elektrostatischen Feldgradienten nahe jedem Zerstäuber vermindert und eine unzureichende Zerstäubung ergeben kann.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines gleichförmigen Überzugs aus Zerstäubern, welche ein ringförmiges

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Zerstäubungsmuster erzeugen, besteht darin, die Gleichförmigkeit des niedergeschlagenen Überzugs aus den einzelnen Zerstäubern zu verbessern.

Die U.S.-Patentschrift 2 926 ΙΟβ zeigt, daß es durch Anordnen einer Elektrode innerhalb des sich ausweitenden ringförmigen Zerstäubungsmusters und durch Aufrechterhalten eines elektrischen Potentials an dieser Elektrode zwischen dem der Zerstäubervorrichtung und dem Potential des Gegenstandes möglich ist, eine beträchtliche Anzahl der Zerstäubungsteilchen in den mittleren Raum abzulenken, der frei von dem ringförmigen Zerstäubungsmuster aus der Zerstäubung ist, die ursprünglich den mittleren Leerraum umgaben, und daher wird die Dicke des niedergeschlagenen Bandes aus dem Zerstäuber in seiner Mitte erhöht und die Dicke der "Hügel", die an jeder Seite der Mitte liegen, vermindert. Die Verwendung einer inneren Elektrode vermindert jedoch den Abstand zwischen den "Hügeln" des niedergeschlagenen Überzugsmusters nicht erheblich.

Die U. S. Patentschrift 2 989 241 zeigt eine verbesserte Vorrichtung zur Vornahme einer gleichförmigen Verteilung von Farbe, welche aus einem rotierenden ringförmigen Zerstäuber niedergeschlagen ist. Die Erfindung gemäß diesem Patent ergab sich aus der Feststellung, daß die Arbeitswirkung einer inneren Elektrode am wirksamsten ist, wenn eine nach innen gerichtete Komponente des elektrostatischen Feldes nahe der Zerstäubungskante erzeugt wird, wo die Feldintensität

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hoch ist. Zusätzlich zum Verbessern der Gleichförmigkeit des niedergeschlagenen Überzugs wird der Durchmesser des ringförmigen Musters und der Abstand zwischen den beiden "Hügeln" vermindert, weil die nach innen gerichtete Komponente des elektrostatischen Feldes der Zentrifugalkraft an dem Überzugsmaterial zufolge Rotation des Zerstäubers entgegenwirkt.

Keines der bekannten Verfahren zur Herstellung eines gleichförmigen niedergeschlagenen Musters aus Farbe oder dgl. aus einem ringförmigen aufgeladenen Zerstäubungsmuster ist bei automatischen Zerstäubungs-Überzugsanlagen vollständig befriedigend, in welchen die Elektroden aus hochleitenden Stoffen, z. B. Metall, hergestellt sind. Die in der U.S.-Patentschrift 2 859 425 aufgezeigte Formgebung gestattet keine Flexibilität zum selbsttätigen Überziehen von Teilen verschiedener Größen. Wenn die in der U.S. Patent- w schrift 2 989 241 aufgezeigte Formgebung in einer automatischen Zerstäubungsvorrichtung verwendet wird, verhindert ein unregelmäßiges Arbeiten eine volle Ausnutzung der Arbeitsmöglichkeit der scheibenartigen inneren Elektrode mit kleinen hochleitenden Zerstäubungselektroden. In vielen Fällen wird Farbe an die konkav-schalenförmige Scheibenelektrode in solchen Mengen angezogen, daß sie von der konkav-schalenförmigen Scheibe in großen Tropfen abgeschleudert und auf dem Werkstück niedergeschlagen wird, wodurch die Qualität des Finish verschlechtert wird. Um kommerziell brauchbar zu sein, muß

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eine automatische Anlage während einer ausgedehnten Zeitdauer ohne Unterbrechung zwecks Reinigens laufen. Ein weiterer Nachteil dieser Formgebung besteht in einem intermittierenden Funken, welches eintritt, wenn die Zerstäuberelektrode und die Innenelektrode hochleitend sind, und die Kante der Innenelektrode unmittelbar nahe der Zerstäuberkante angeordnet ist, um ein wirksamen Arbeiten zu erhalten. Funkenbildung kann natürlich bei einem Farbauftrag wegen der Feuergefahr nicht geduldet werden.

Gemäß der Erfindung wird ein gleichförmig niedergeschlagener Überzug durch einen Zerstäuber erhalten, der eine Zerstäuberelektrode aufweist, die ein ringförmiges Zerstäubungsmuster erzeugt, indem innerhalb des ringförmigen Musters eine Elektrode verwendet wird, welche auf einem Potential zwischen dem Potential der Zerstäuberelektrode und dem zu überziehenden Gegenstand gehaltenp-st, und durch Anordnen eines Kunststoffteiles* um die Innenelektrode, welcher eine Kante hat, die sich von der Innenelektrode nach vorn erstreckt. Weiterhin können eine Mehrzahl Zerstäuber in dichtem Abstand vorgesehen sein, um einen ausgedehnteren gleichförmigen Überzug zu erhalten. Ein oder mehrere Zerstäuber können verschwenkt werden, um die Gleichförmigkeit des niedergeschlagenen Überzuges noch weiter zu verbessern.

Durch die Erfindung ist es möglich, eine erhebliche Kontrolle des niedergeschlagenen Musters zu erhalten, und eine Verminderung in dem Abstand zwischen den "Hügeln" des

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niedergeschlagenen Überzugsmusters zu bewirken. Da es möglich ist, eine kleine Innenelektrode zu verwenden, bildet eine Funkenbildung zwischen der Zerstäuberelektrode und der Innenelektrode kein Problem. Die Verwendung der Innenelektrode und des Kunststoffteiles gemäß vorstehender Beschreibung ist insbesondere in selbsttätigen Anlagen zweckvoll, in welchen ^ eine Mehrzahl solcher Zerstäuber so angeordnet sind, daß ihre Niederschlagsmuster sich auf dem Gegenstand vereinigen, um einen gleichförmigen Überzug zu erzeugen. Wenn eine Mehrzahl Zerstäuber erforderlich ist, können die Zerstäuber unmittelbar nahe zueinander angeordnet werden, ohne die Qualität der Zerstäubung aus den Zerstäubern merklich zu stören. Der Feldgradient nahe der Zerstäuberkante jedes Zerstäubers wird durch die Nähe der entsp rechend aufgeladenen benachbarten Zerstäuberkante nicht merklich reduziert, sondern wird durch die Steuerwirkung des elektrostatischen Feldes der Innenelektrode " und des Kunststoffteiles aufrechterhalten. Einzelne Zerstäuber dieser Gruppe können betätigt waden, um Gegenstände sich verändernder Größe zu überziehen, ohne die Gleichförmigkeit des Überzuges zu beeinflussen, und der Nutzwirkungsgrad an Zerstäubungsmaterial wird durch das kleinere Niederschlagsmuster, welches durch die Erfindung erhalten wird, verbessert.

Ein ausgedehnter Niederschlagsüberzug von verbesserter Gleichförmigkeit kann durch schnelles Verschwenken vot Zerstäuberelektroden über einen Abstand erreicht werd; . der etwa gleich der Hälfte des Abstandes zwischen den beic

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"Hügeln" ist. Die Verbesserung in der Gleichförmigkeit des Niederschlagsüberzuges erhöht sich mit der Schnelligkeit der Verschwenkung der Zerstäuberelektrode. In der nachfolgenden Beschreibung werden Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise an Hand der Zeichnung erläutert. Fig. 1 zeigt eine schaubildliche Ansicht einer Mehrzahl Zerstäuber, welche auf einem hin- und herbeweglichen Organ angeordnet sind, und welche zum Überziehen von Kühlschrankgehäusen verwendet werden.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Zerstäubers und der das Muster erzeugenden Teile, wobei Teile weggebrochen sind.

Zur Erläuterung der Art und Weise, wie die Erfindung verwendet werden kann, zeigt Fig. 1 eine elektrostatische Überzugsvorrichtung, in welcher drei Zerstäuber, welche ringförmige Zerstäubungsmuster erzeugen, angeordnet sind, um das Kühlschrankgehäuse zu überziehen. Die Kühlschrankgehäuse 10 werden längs der Zerstäubervorrichtung durch ein geerdetes Förderorgan 11 in einer Entfernung von etwa 30 bis 45 cm vorbeigeführt. Die Zerstäuberelektroden 12 werden auf der sich drehenden Welle von Motoren getragen, welche auf einem Träger 14 angeo-rdnet sind. Mehrphasen-Wechselstrom wird den Motoren 13 durch Leiter 15 aus einem Mehrphasen-Transformator (nicht dargestellt) in einer Hochspannungsspeisequelle l6 zugeführt. In Übereinstimmung mit üblicher Praxis

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sind die Sekundärwicklungen des Mehrphasen-Transformators isoliert, damit die Wicklungen mit Bezug auf die Primärwicklungen und mit Bezug auf Erde auf eine Hochspannung aufgeladen werden können. Ein Mehrfach-Hochspannungskabel verbindet die Sekundärwicklungen des Mehrphasen-Transformators mit den Motorwicklungen und dem Motorengehäuse, so

^ daß Mehrphasen-Energie an die Motoren 13 sowohl als auch Gleichstrom-Hochspannung abgegeben wird. Die Zerstäuberelektroden 12 werden gewöhnlich auf 70 000 bis 90 000 Volt mit Bezug auf die Gegenstände 10 aufgeladen, jedoch können höhere Spannungen z. B. 100 000 Volt verwendet werden. Der Träger 14 ist gegenüber Erde durch eine Stange 17 aus Isoliermaterial isoliert, welche von einem sich hin- und herbewegenden Teil l8 getragen ist. Überzugsmaterial wird der Zerstäuberelektrode 12 aus einer Speisequelle I9 vermittels einer Pumpeinrichtung 20 zugeführt. Die Pumpeinrichtung 20 weist Pumpen

* 21 mit zwangsläufiger Verdrängung, z. B. Zahnradpumpen auf, um Überzugsmaterial durch Schläuche 22 und Zuführrohre 2J jeder Zerstäuberelektrode 12 zuzuführen. Die Pumpen 21 werden von einer Energiequelle 24 über einen Antriebszug angetrieben, der aus Isoliermaterial besteht, das imstande ist, den an der Zerstäuberelektrode verwendeten hohen Spannungen zu widerstehen.

Einzelheiten des Zerstäubers sind in Pig. 2 dargestellt. Die Zerstäuberelektrode 12 wird von einer Nabe 26 auf einer rotierenden Welle 27 des Motors IJ getragen. Innerhalb der

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Zerstäuberelektrode 12 wird eine Innenelektrode 28 durch einen Kunststoffteil 29 getragen. Die Nabe 26, die Zerstäuberelektrode 12 und die Innenelektrode 28 sind aus Metall, z. B. Stahl. Der aus Kunststoff bestehende Teil 29 besteht vorzugsweise aus einem Polyamid, jedoch können auch andere Isolierstoffe benutzt werden. Die Elektrode 28 wird auf einem Potential zwischen dem Potential des Zerstäubers 12 und dem Gegenstand 10 durch einen Widerstand 30 gehalten, der durch ein Isolierhochspannungskabel 3I geerdet ist. Strom, der aus der Zerstäuberelektrode 12 zur Elektrode 28 fleußt und durch den Widerstand 30 hindurchgeht, erhöht die Spannung der Elektrode 28 über Erdpotential. Der Widerstand 30 wird innerhalb eines Isolierrohres 32 getragen, das genügend Isolationsvermögen hat, um den Widerstand 30 ^von -der Hochspannung zu isolieren, mit welcher der Motor I3 beschickt wird. Das Isolierrohr 32 kann aus Polyäthylen oder einem anderen zweckentsprechenden Isoliermaterial hergestellt sein.

Die Zerstäuberelektrode 12 hat einen zylindrischen Rand, der an seinem vorderen Ende eine angeschärfte Zerstäuber-Kante mit einem Durchmesser von z. B. etwa 11 cm hat. Die Innenfläche der Zerstäuberelektrode 12 ist mit Bezug auf die Drehachse etwas im Winkel angeordnet, so daß flüssiges Überzugsmaterial, welches auf der Innenfläche der Zerstäuberelektrode 12 nahe ihrem Hinterende durch das ZufUhrungsrohr 23 niedergeschlagen wird, durch Zentrifugalkraft in die Form eines dünnen Films su der angeschärften vorderen Kante ge-

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drängt wird, von welcher es unter dem Einfluß des elektrostatischen Feldes zerstäubt wird. Die Zerstäuberelektrode 12 wird auf der Nabe 26 durch eine Reihe von Befestigungsteilen 33 getragen, welche die Zerstäuberelektrode 12 von der Nabe 26 konzentrisch im Abstand anordnet. Die Nabe 26 gleitet über die drehbare Motorwelle 27 und ist an der Welle 27 durch ^ Stellschrauben Jk befestigt. Die Nabe 26 trägt weiterhin einen Kunststoffteil 29, der seinerseits die lietende Elektrode trägt, und sie von der Nabe 26 und der Zerstäuberelektrode elektrisch isoliert. Die Elektrode 28 ist durch eine Feder 35* den Widerstand 3Q, eine Feder 36 und den Leiter yi an Erde angeschlossen. Strom, der aus der Zerstäuberelektrode 12 zur Elektrode 28 durch den Widerstand 30 an Erde fließt, hält die Elektrode 28 auf einem Potential zwischen dem Potential der Zerstäuberelektrode 12 und Erde.

Die Elektrode 28 ist ein Zapfen mit einem Durchmesser von z. B. etwa 6 mm, der an seiner vordersten Kante zu einer Spitze abgedreht ist. Die Elektrode 28 ist zugespitzt, um weiterhin das Ansammeln von Teilchen zu verhindern. Es kann angenommen werden, daß Teilchen, welche sich der Elektrode 28 nähern, mit einer Polarität wieder aufgeladen werden, derart,, daß sie von der Elektrode 28 abgestoßen werden. Es wurde insbesondere eine Innenelektrode in der Form eines Zapfens dargestellt, der an seiner vorderen Kante zu e:,ier scharfen Spitze abgeschärft ist, jedoch kann eine klei Innenelektrode mit einer ringförmigen Kante, welche zu :ner

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nach vorn stehenden Messerkante zugespitzt ist, ebenfalls verwendet werden. Es wurde jedoch gefunden, daß das Beste ist, eine möglichst kleine Innenelektrode zu verwenden, um unregelmäßige Ergebnisse zu vermeiden, welche auftreten, wenn große Innenelektroden verwendet werden. Ein zusätzlicher Vorteil bei der Verwendung einer kleinen Innenelektrode ist das Vermeiden von Funkenbildung zwischen der Zerstäuberelektrode und der Innenelektrode.

Der aus Kunststoff bestehende Teil 29 mit dem Isolierrohr 32 isoliert den Widerstand 30, den Leiter j51 und die Elektrode 28 von der Motorwelle 27, der Nabe 2b und der Zerstäuberelektrode 12, die insgesamt-aufhohe Spannung aufgeladen sind. Der Kunststoffteil 29 hat einen rohrförmigen Abschnitt 2Qa, der sich innerhalb der Habe 26 nach hinten um eine Entfernung erstreckt, die größer als der Funkenabstand für die Potentialdifferenz zwischen der Zerstäuberelektrode 12 und der Elektrode 28 ist. Die Länge des rohrförmigen Abschnitts 29a verhindert eine Funkenbildung längs der Fläche des Kunststoffelementes 29 oder des Rohres 32 oder durch den Luftspalt zwischen der Elektrode 28, und dem Inneren der Nabe 26. Wenn der Zerstäuber auf 70 000 Volt aufgeladen und ein Widerstand von 10 000 Megohm in dem Widerstand 30 enthalten ist, ist ein rohrförmiger Teil mit' einer Länge von z. B. etwa IG cm ausreichend. Zusätzlich zu dem rohrförmigen Teil 29a, der sich nach hinten innerhalb der Nabe 26 erstreckt, enthält der Kunststoffteil 29 eine ringförmige Strebe, welche sich

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bis nahe zur Innenfläche der Zerstäuberelektrode 12 erstreckt. Am Umfang der ringförmigen Strebe befindet sich ein sich nach vorn erstreckender Randteil 29b, der eine scharfe vordere Kante bildet. Die Elektrode 28 wird auf der Drehachse innerhalb einer Ausnehmung 29c in der Mitte eines Strebenteiles des Kunststoffteiles 2_> getragen.

Der Kunststoffteil 29 und die Elektrode 28 arbeiten zusammen, um an der Zerstäuberkante 12a der Zerstäuberelektrode 12 eine elektrische Kraft zu erzeugen, die auf das Überzugsrnaterial einwirkt, und welche gegen die Drehachse und entgegen der Zentrifugalkraft gerichtet ist, die dem Überzugsmaterial durch die Drehung der Zerstäuberelektrode 12 aufgezwungen wird. Das elektrostatische Feld an der Zerstäuberkante 12a ist sehr dicht. Der Kunststoffteil 29 und die Elektrode 28 erzeugen durch Verzerrung des Feldes an dieser Stelle eine starke einwärts gerichtete Kraft, welche auf das Überzugsmaterial einwirkt, und daher eine große Steuerung auf das ringförmige Muster ausüben kann, welches durch die Zerstäuberelektrode 12 erzeugt ist. Überraschenderweise hat der Kunststoffteil 29 einen großen Einfluß in der Steuerung des ringförmigen durch die Zerstäuberelektrode 12 erzeugten Ringmusters. Durch richtiges Gestalten des Kunststoffteiles 29 mit Bezug auf die Zerstäuberelektrode 12 und die Innenelektrode 28 kann eine Steuerung des Musters mit einer sehr kleinen Innenelektrode erreicht werden. Der Kunststoffteil sollte zwischen der Zerstäuberelektrode und der Innenelektrode

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einen Ringteil haben, der von der Innenelektrode nach vorn vorsteht. Gute Resultate sind erhalten worden, wenn der nach vorn vorstehende Teil zu einer scharfen Kante zugespitzt ist, die etwa an der konischen Ebene zwischen der vordersten Kante der Innenelektrode und der vordersten Kante der Zerstäuberelektrode liegt. Bei der in Flg. 2 dargestellten Ausführungsform sind sehr befriedigende Resultate erzielt worden, wenn die vorderste Spitze der Elektrode 28 etwa in einem Abstand von z. B. 11 mm hinter der Zerstäuberkante 12a angeordnet ist, und die vorderste Kante des Randteiles 29b einen Durchmesser hat, der um ca. 1 cm kleiner ist als derjäiige der Zerstäuberkante 12a und die Ebene der vordersten Kante 29b in einem Abstand von 2 mm hinter der Ebene der Zerstäuberkante 12a liegt. Mit einem solchen Zerstäuber ist es möglich, ohne Ansammlung von Überzugsmaterial an der Innenelektrode zu arbeiten und dennoch eine gute Steuerung des Musters zu erhalten.

Beim Arbeiten wird Überzugsmaterial aus dem Behälter 19 der Innenfläche der ringförmigen Zerstäuberelektrode 12 durch das Zuführrohr 23 zugeführt. Eine Drehbewegung der Zerstäuberelektrode 12 formt das flüssige Überzugsmaterial zu einem dünnen Flüssigkeitsfilm, der an die Kante der Zerstaubereiektrode abgegeben und unter dem Einfluß des elektrostatiscnen Feldes zerstäubt wird, wodurch ein ringförmiges Zerstäuhungsmuster erzeugt wird, Wenn das Kühlschrankgehäuse 10 iän._;s dfci⁵ Zerstäuberelektroden 12 transportiert wird, wird

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die Farbe in drei Bändern auf dem Gehäuse 10 niedergeschlagen. Um einen gleichförmigen Überzug an dem Gehäuse zu erhalten, gehen die drei Bänder ineinander über, so daß die niedergeschlagenen Muster der einzelnen Zerstäuber sich zu einem gleichförmigen Film vereinigen. Durch die Erfindung kann das Niederschlagsmuster jeder Zerstäuberelektrode gesteuert * werden, um das Ineinanderübergehen leichter vornehmen zu können, und die Zerstäuberelektroden brauchen in ihrer Größe nicht verändert zu werden, um einen gleichförmigen Überzug zu erhalten. Die Erfindung gestattet des weiteren eine größere Freiheit in der Anordnung der Zerstäuber mit Bezug aufeinander. Wenn eine Mehrzahl Zerstäuber, die keine Innenelektrode enthält, in einem geringen Abstand voneinander angeordnet werden, vermindert die Nähe der aufgeladenen Zerstäuberelektroden mit Bezug aufeinander den Gradienten des elektrostatischen Feldes an ihren Zerstäuberkanten und erzeugt eine bestimmbare Vergrößerung in der Größe der Zerstäuberteilchen. Die Verwendung der Erfindung ermöglicht, daß Zerstäuberelektroden nahe aneinander angeordnet werden, ohne daß die Größe der Zerstäuberteilchen sich erhöht. Wenn in diesem Zusammenhang der Ausdruck "naher Abstand" verwendet wird, ist damit ein solcher Abstand gemeint, daß eine Erhöhung der Tröpfchengröße des Zerstäubten festgestellt werden kann. Ein Verfahren zum Bestimmen der Teilchengröße besteht darin, den Durchmesser der durch die Zerstäubungsteilchen gebildeten Flächen zu. messen, die auf ein geeignetes Ziel unter gesteuerten Bedingui;;:«n auf-

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treffen. In der Praxis sind folgende Bedingungen verwendet worden, es wurde eine flache Platte oder ein "Ziel" in der Größe von 10 χ 15 cm durch das Zerstäubte in Längsrichtung ihrer längeren Abmessung hindurchgeführt, wobei eine Fläche in einer Ebene senkrecht zur Zerstäuberachse und in einem Abstand von etwa 30 cm von der Zerstäuberquelle angeordnet und mit genügender Geschwindigkeit hindurchgeführt wird, so daß die freiliegende Fläche des "Ziels" im wesentlichen frei von sich überlappenden Flecken ist. Der mittlere Durchmesser der zehn größten Flecken auf dem "Ziel" wird zum Bestimmen der Größe der Zerstätoungsteilchen verwendet.

Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wurde ein Zerstäuber der Ausführungsform der Fig. 2 verwendet, welcher eine Zerstäuberkante mit einem Durchmesser von 11 cm hatte und der auf einer Linie zwischen zwei Zerstäubern angeordnet wurde, die Zerstäuberkanten von 10 cm im Durchmesser haben. Die außen liegenden Zerstäuber wurden nahe dem mittleren Zerstäuber jeweils mit einem Abstand von JO cm zwischen der Drehachse und der Drehachse des mittleren Zerstäubers angeordnet. Bei einem Versuch wurden alle drei Zerstäuber auf 70 000 Volt aufgeladen. Ein Lilly-Emaillelack Nr. 565 wurde auf eine Viskosität von 20 Sekunden Zahn 2 mit einem Lösungsmittel SC 100 reduziert, und wurde dem mittleren Zerstäuber zugeführt, der mit einer Umdrehungszahl von 900/min. und mit einer Zuführgeschwindigkeit von 70 cnr/min. gedreht wurde. Die Fleckgröße des Zerstäubten

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betrug, wenn sie gemäß vorstehender Beschreibung gemessen wurde, 0,28 mm. Ein weiterer Versuch wurde unter den gleichen Arbeitsbedingungen durchgeführt, jedoch wurden bei dem zweiten Versuch der Kunststoffteil 29, die Elektrode 28, der Widerstand 30 (der 10 000 Megohm betrug) und die Hochspannungsleitung 31 aus dem Zerstäuber herausgenommen. Die Fleckgröße des Zerstäubten aus der Zerstäuberelektrode 12 allein betrug 0,43 ro*¹¹· Eine Größe eines Zerstäubungsflecks von 0,38 mm wird als die maximale Zerstätoungsfleckgröße angesehen, die für hoch qualitative Überzüge annehmbar ist, wie sie beispielsweise für Gehäuse von Kühlschränken erforderlich ist.

Die in Fig. 1 dargestellten Zerstäuber können betätigt werden, während sie stillstehen, oder sie können durch den Hin- und Herbewegungsteil 18 bewegt werden, um einen gleichmäßigeren Überzug zu erhalten.
P Bei Zerstäubern, welche Zerstäuberelektroden, jedoch

ohne Innenelektrode und ohne Kunststoffteil verwenden, müssen die Zerstäuber in weitem Abstand voneinander angeordnet sein, um eine Verschlechterung der Qualität zu verhindern. Wegen der großen und im weiten Abstand voneinander angeordneten "Hügeln" des unmodifizierten Niederschlagsmusters solcher Zerstäuber war es, um einen gleichmäßigen Überzug zu erhalten, erforderlich, eine weite Schwenkbewegung.der Zerstäuberelektrode vorzunehmen. Um die "Hügel" des Niederschlagsmusters eines Zerstäubers mit einer ringförmigen Zerstäuberkante zu

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beseitigen, welcher einen Durchmesser von IO cm hat und mit einer Geschwindigkeit von 900 Umdrehungen/min, umläuft, ist es notwendig, den Zerstäuber über einen Weg von 20 cm zu verschwenken. Die Breite zwischen den Stellen an den Kanten des Niederschlagsmusters, welche etwa eine Hälfte der maximalen Dicke der Farbe in dem Band beträgt, (die nachstehend als Breite des Niederschlagsmusters bezeichnet wird) beträgt etwa 45 cm. Durch die Erfindung werden gleichförmige Niederschlagsmuster durch Verschwenken eines Zerstäubers der^iigen Art gemäß Fig. 2 über einen Bereich von 10 cm erhalten, und die Breite des Niederschlagsrnusters beträgt etwa 30 ^cm· Oben wurde auf eine Schwenkbewegung des Zerstäubers hingewiesen, und damit ist gemeint, daß der Zerstäuber so bewegt wird, daß seine Drehachse eine sinusförmige Welle bei einem querbewegenden zu überziehenden Gegenstand beschreibt. Ein sich hin- und her bewegender Teil, der eine solche Bewegung erzeugt, kann einfach dadurch hergestellt werden, daß der Zerstäuber auf einem Träger angeordnet ist, der durch einen rotierenden Arm nur in einer senkrechten Richtung bewegt wird. Beispielsweise wird ein solcher Mechanismus allgemein als "Schottisches Joch" bezeichnet. Eine Schwenkbewegung eines Zerstäubers mit Mitteln zum Steuern des Nieder-3 chlagsrnusters ist ebenfalls zweckvoll, wenn trockene pulverffirmige Materialien aus der Zerstäuberelektrode zerstäubt v/erden, hin weiterer Vorteil der Erfindung, bei der mehrere Zerstäuber verwendet werden, liegt darin, daß die im geringen

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Abstand voneinander angeordneten Zerstäuber die Masse des hin- und herbeweglichen Apparates vermindern.

Wegen der höheren Konzentration an Überzugsmaterial in der Mitte des Niederschlagsmusters und der verkleinerten Bandbreite des Niederschlagsmusters wird durch die Erfindung eine wirksamere Ausnutzung des Überzugsmaterials sowohl als

^ auch ein gleichförmigerer Überzug erzielt. Die Verwendung einer Vorrichtung zum Steuern des Niederschlagsmusters, z. B. des Kunststoffteiles 29 und der Elektrode 28 ermöglicht eine merkbar geringere Spannung an der Zerstäuberelektrode und eine entsprechende Verminderung in dem Abstand zwischen der Zerstäuberelektrode und dem Gegenstand, was zur Verminderung der Größe des Niederschlagsmusters aus dem Zerstäuber beiträgt. Das kleinere und kOEentrierte Niederschlagsmuster, das durch die Erfindung erhalten wird, ermöglicht eine höhere Übereinstimmung zwischen der Lage des Zerstäubers und der

* Kante des zu überziehenden Gegenstandes und eine Verminderung an Verlust des Überzugsmaterial. Entsprechende Verminderungen im Verlust werden durch die erhöhte Genauigkeit, mit velcher die Zerstäuber in Übereinstimmung mit .den Kanten der zu überziehenden Gegenstände betätigt werden können, erhalten, um zu verhinden, daß Zerstäubungsteilchen in die Leerräume zwischen den Gegenständen vorgeschleudert werden.

Bei der Ausführung der Erfindung können die Zerstäuber senkrecht statt in einem Winkel mit Bezug auf den Boden angeordnet sein, wie in Pig. I dargestellt ist.

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Im Rahmen der Erfindung können viele Änderungen vorgenommen werden, soweit sie zur Verwirklichung der vorerläuterten Erfindungsprinzipien dienen.

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Claims

Patentansprüche

j 1.!Vorrichtung zum elektrostatischen Zerstäubungsüberziehen eines Gegenstandes mit einer Zerstäuberelektrode, welche ein ringförmiges Zerstäubungsmuster erzeugt, einem Drehantrieb für die Zerstäuberelektrode, einer Zufuhr von ⁼

^ Überzugsmaterial zur Elektrode, wobei zwischen der Zerstäuberelektrode und dem Gegenstand zwecks Niederschiagens von Überzugsmaterial auf dem Gegenstand eine hohe Spannungsdifferenz aufrechterhalten bleibt, sowie einer zum Steuern des Zerstäubungsmusters dienenden Elektrode innerhalb des ringförmigen Musters, welche auf einem Potential zwischen dem Potential der Zerstäuberelektrode und dem Potential des Gegenstandes gehalten ist, gekennzeichnet durch einen Kunststoffteil (29) zwischen dieser Elektrode (28) und der Zerstäuberelektrode (12), wobei dieser Kunststoffteil (29) eine vordere

" Kante aufweist, die sich von dieser Elektrode nahe der Zerstäuberelektrode (12) nach vorn erstreckt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Kante des Kunststoffteiles.(29) in unmittelbarer Nähe der Zerstäuberelektrode (12) liegt und zu einer scharfen Kante geformt ist.

J. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Kante des Kunststoffteiles in etwa auf einer konischen Fläche angeordnet ist, die sich zwischen der vorderen Kante der Zerstäuberelektrode (12) und der Vorderkante der

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inneren Elektrode (28) erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffteil (29) zwischen seiner Vorderkante und Elektrode (28) eine Strebe enthält, welche eine Ausnehmung (29c) aufweist, in welcher die innere Elektrode (28) getragen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Zerstäuberelektrode einen zylindrischen Rand mit einer angeschärften vorderen Zerstäuberkante aufweist und von einer Nabe getragen wird, welche mit der Antriebswelle zum Drehen der Zerstäuberelektrode getragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffteil (29) einen rohrförmigen Teil (29a) aufweist, der sich nach hinten innerhalb der Nabe (26) in einem Abstand erstreckt, der größer als der Funkenabstand zwischen der Innenelektrode (28) und der Nabe (26) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des rohrförmigen Teils (29a) des Kunststoffkörpers (29) sich ein Rohr (j>2) erstreckt, das einen Widerstand (30) trägt, der an seinem vorderen Ende mit der Innenelektrode (2&) verbunden ist und an seinem hinteren Ende geerdet ist, um das Potential der Elektrode (28) zwischen dem Potential der Zerstäuberelektrode und dem Erdpotential zu halten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Elektrode (28) einen Zapfen bildet, der an seinem vordersten Ende zu einer scharfen Spitze geformt ist

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und von dem Kunststoffteil (29) auf seiner Drehachse getragen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Mehrzahl von nahe aneinander angeordneten drehbaren Zerstäuberelektroden trägt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, ^ daß eine Vorrichtung zum Hin- und Herbewegen der Mehrzahl

Zerstäuberelektroden vorgesehen ist.

10. Verfahren zum elektrostatischen Zerstäubungsüberziehen eines Gegenstandes, bei welchem Überzugsmaterial einer Zerstäuberelektrode zugeführt, der zu überziehende Gegenstand in Querrichtung längs der Zerstäuberelektrode bewegt, zwischen ihr und dem zu überziehenden Gegenstand ein elektrostatisches Feld erzeugt wird, das ein ringförmiges Zerstäubungsmuster aufgeladener Überzugsteilchen in dem elektrostatischen Feld erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrostatische ™ Feld verformt wird, um eine nach innen gerichtete Kraft zu erzeugen, welche auf die tiberzugsmaterialteilchen einwirkt, um die Zahl der Teilchen nahe der Mitte des ringförmigen Musters zu erhöhen und das verformte Zerstäubungsmuster geschwenkt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerstäubungsmaterial in an sich bekannter Weise in einem Film der Zerstäubungskante zugeführt und das elektrostatische Feld an der Zerstäuberkante der Zerstäuberelektrode verformt wird.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Zerstäuberelektrode mit Bezug auf den sich bewegenden Gegenstand in einer sinusförmigen Welle bewegbar ist.

10 9 8 1 J/0 4 11

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