DE1752730A1

DE1752730A1 - Elektrostatische UEberzugsvorrichtung

Info

Publication number: DE1752730A1
Application number: DE19681752730
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ransburg Corp
Current assignee: Ransburg Corp
Priority date: 1967-07-14
Filing date: 1968-07-06
Publication date: 1971-05-19
Also published as: US3446183A; FR1571995A; GB1229282A

Description

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON: 395314 2000 HAMBURG 50, 5. JUli 1968

TELEGRAMME: KARPATENT KDN IGSTRASS E 28

w. 23275/68 Vh

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

Elektrostatische Überzugsvorrichtung.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerstäuben und elektrostatischen Überziehen von Gegenständen unter Verwendung einer Mehrzahl von Überzugsmaterial abgebenden Vorrichtungen.

Bei einer Anlage zum elektrostatischen Überziehen wird ein Überzugsmaterial in Partikelform dadurch elektrostatisch aufgeladen, daß die Teilchen durch ein elektrostatisches Feld hindurchgehen. Die aufgeladenen Teilchen werden zu einem geerdeten zu überziehenden Gegenstand angezogen, so daß das als Vorbeigesprühtes verloren gegangene Material weitestgehend vermindert und die Gleichförmigkeit des Überzuges verbessert wird.

In vielen Fällen wird eine Mehrzahl von Überzugsvorrichtungen verwendet, um Gegenstände zu überziehen, wel-

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ehe zu groß sind, als daß sie durch eine einzelne Vorrichtung überzogen werden können. Es wurde gefunden, daß einige Arten von elektrostatischen Überzugsvorrichtungen, wenn sie nahe aneinander angeordnet sind, gegeneinander wirken mit dem Ergebnis, daß der Gesamtwirkungsgrad der Anlage verschlechtert wird.

Insbesondere hat die Erfahrung mit insgesamt aus Metall bestehenden elektrostatischen Überzugspistolen derjenigen Art, wie sie in den französischen Patentschriften 1 421 78^ und 1 427 912 im einzelnen aufgezeigt sind, ergeben, daß, wenn die Pistolen, wie in den Patentschriften dargestellt, in der Nähe zueinander angeordnet sind, der Übertragungswirkungsgrad der Anlage kleiner als der einer einzelnen Pistole ist. Der Ausdruck "Übertragungswirkungsgrad", wie er hier verwendet wird, ist der Prozentsatz des abgegebenen Überzugsmaterials, welches auf dem zu überziehenden Gegenstand niedergeschlagen ist. Es wird angenommen, W daß die Verkleinerung des Wirkungsgrades ein Ergebnis der Verringerung des elektrostatischen Feldgradienten ist, die durch die Nähe der aufgeladenen Körper der Pistolen verursacht wird. Der kleinere Feldgradient in derjenigen Zone, in welcher die Partikel aufgeladen werden, erzeugt eine geringere Aufladung an den Überzugsmaterial-Teilchen, und mehr Teilchen gehen verloren bzw. werden nicht niedergeschlagen.

Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin, eine

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elektrostatische Überzugsanlage zu schaffen, welche eine Mehrzahl von Überzugsvorrichtungen hauptsächlich aus leitendem Material vei"-wendet, und von denen jede eine Aufladeelektrode aufweist und eine verbesserte Arbeitsweise hat.

Ein Merkmal der Erfindung liegt in der Schaffung einer Vorrichtung, welche ein elektrostatisches Bezugspotential für das Aufladefeld der Vorrichtungen zwischen benachbarten Vorrichtungen und bei einem Spannungspegel vorsieht, der kleiner als der der Vorrichtungen und der Aufladeelektroden ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß nahe den Abgabevorrichtungen leitende Teile vorgesehen sind, die durch einen oder mehrere Widerstände elektrisch mit Erde verbunden sind und ein elektrostatisches Bezugsmittel für das die Teilchen aufladende Feld bilden.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung liegt darin, daß Bezugselektroden, die zwischen benachbarten Pistolen angeordnet sind, durch Widerstand an Erde angeschlossen sind und ein elektrostatisches Bezugsmittel für das Aufladefeld schaffen.

In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist schematisch eine schaubildliche Ansicht

einer Überzugsanlage gemäß der Erfindung, und

Fig. 2 ist eine Ansicht der Überzugsvorrichtung und des Elektrodenaufbaus von rechts der Fig. 1

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gesehen.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit einem Uberzugssystem erläutert, welches elektrostatische Farbspritzpistolen verwendet, durch die die Farbe durch die Zusammenwirkung eines Luftstromes und eines Farbstromes zerstäubt wird. Die Erfindung ist jedoch auch auf andere elektrostatische Überzugsanlagen einschließlich derjenigen anwendbar, bei denen eine Flüssigkeit durch andere Mittel zerstäubt wird, und sie bezieht sich weiterhin auf Pulver-Überzugs vorri chtungen. Jede Pistole hat eine schlanke dünne Aufladeelektrode, welche mit einer Hochspannungsquelle verbünden ist und ein elektrostatisches Feld herstellt, durch welches die Farbteilchen hindurchgehen, aufgeladen werden und welches das Niederschlagen der aufgeladenen Teilchen auf dem zu überziehenden geerdeten Gegenstand unterstützt. Die in der französischen Patentschrift 1 4Pl aufgezeigten Spritzpistolen, Vielehe zur Durchführung der Erfindung verwendet werden können, sind im wesentlichen vollständig aus Metall hergestellt, wobei die Aufladeelektrode nach vorn von der Farbabgabeöffnung vorsteht. Der Pistolenkörper ist mit der Hochspannungsquelle direkt verbunden, so daß die Pistole zusätzlich zur Elektrode sich auf einem erhöhten Potential befindet. Eine Mehrzahl solcher Pistolen kann auf einem Träger nahe beieinander angeordnet sein, wie es in der französischen Patentschrift 1 427 912 aufgezeigt ist. Die Erfindung kann in Verbindung mit anderen Arten von

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Aufladevorrichtungen verwendet werden, z.B. Pistolen, welche beispielsweise eine hydrostatische Zerstäubung statt einer Luftzerstaubung vornehmen.

Gemäß Fig. 1 trägt ein Förderorgan Io aus leitendem Material, das mit Erde oder einem Bezugspotential 11 verbunden ist, zu überziehende Gegenstände, z.B. metallene Besenstangen 12, durch eine Überzugszone nahe einem hin und her gehenden Mechanismus 15, der einen Tragarm 14 aufweist, auf welchem drei Spritzpistolen 15, 16 und 17 getragen sind. Die leitenden Körper der Pistolen 15, 16 und IY sind direkt an dem Arm 14 angeordnet, der ebenfalls aus leitendem Material besteht und mit einem Anschluß einer Hochspannungsquelle 18 verbunden ist. Der andere Anschluß der Spannungsquelle ist mit Erde verbunden. Aufladeelektroden 15a, l6a und 17a stehen nach vorn aus den Pistolen in den Bereich vor, in welchem Farbteilchen aufgeladen werden. Farbe wird den Pistolen 15, 16 und 17 durch Schlauehe 15b, lob und 17b zugeführt. Die Luftschläuche sind nicht dargestellt.

Der Arm 14 ist von dem Träger 19, auf welchem er hin und her bewegbar angeordnet ist, isoliert. Wenn die Gegenstände 12 sich längs des Förderorgans Io bewegen, bewegt sich der Arm 14 nach oben längs des schräg angeordneten Trägers 19, und Farbe wird abgegeben, um die Gegenstände vom unteren Ende bis zum oberen Ende zu überziehen. Dor Arm 14 wird dann zum unteren Ende des Trägers 19 zurück-

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geführt, und der Arbeitsvorgang wird wiederholt. Einzelheiten des Querlaufmechanismus sind nicht dargestellt.

Wenn eine Mehrzahl leitender Pistolen in so unmittelbarer Nähe angeordnet ist, so daß die Farbmuster sich überlappen, was erwünscht ist, um ein gleichmäßiges überziehen zu erreichen, werden die elektrostatischen Aufladefelder durch die Nähe eines aufgeladenen Körpers, beispielsweise b durch die Nähe der Pistolen oder des Tragarmes 14, diffundiert. Die Diffusion des Feldes vermindert die Aufladung der Teilchen aus Überzugsmaterial, und der Übertragungswirkungsgrad der Anlage ist kleiner als der für eine einzelne getrennte Pistole.

In Übereinstimmung mit der Erfindung sind Hilfselektroden 2o und 21 zwischen benachbarten Pistolen vorgesehen, wobei die Elektrode 2o sich zwischen den Pistolen 15 und und die Elektrode 21 sich zwischen den Pistolen 16 und 17 befindet. Die Elektroden sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jeweils ein einfacher leitender Draht. Im besonderen ist bei einer Länge eines Hochspannungskabels der Isolierteil von dem mittleren Leiter über eine Entfernung von etwa 2,5 em abgestreift. Das Kabel wird von dem Arm 14 zwischen benachbarten Pistolen getragen, wobei das Ende des mittleren Leiters mit den Enden der Aufladeelektroden der Pistolen in Ausrichtung liegt. Die Zwischenelektroden 2o, 21 sind durch hochmegohmige Widerstände 24, 25 an Erde gelegt, und diese Widerstände können an

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den Elektroden 2o, 21 oder im Abstand von ihnen angeordnet sein.

Ein Teil der Felder von jeder der Aufladeelektroden 15a, löa und 17a endigt an den Elektroden 2o und 21 und bewirkt, daß Ströme durch die Widerstände 24, 25 fließen. Als Ergebnis werden an den Elektroden 2o, 21 Spannungen aufgebaut, die zwischen der Spannung der Spannungsquelle 16 und dem Bezugspotential oder dem Erdepotential liegen. Das Vorhandensein der Zwischenspannung zwischen den aufgeladenen Pistolen macht das elektrostatische Feld rings um die Vorderseite jeder Pistole intensiver, woraus sich der Aufbau einer höheren Aufladung der Farbteilchen und ein verbesserter Übertragungswirkungsgrad ergibt.

Eine weitere Verbesserung in dem Übertragungswirkungsgrad kann dadurch erhalten werden, daß zusätzliche Hilfsei ektroden 26 und 27 außerhalb der Pistolen 15 und 17 angeordnet sind. Die zusätzlichen Hilfselektroden 26, 27, deren Enden mit den Aufladeelektroden 15a, l6a, 17a und mit den Hilfselektroden 2o und 21 in Ausrichtung liegen, sind durch Widerstände 28, 29 mit Erde verbunden.

Bei einem besonderen Ausführungsbeispiel der Anlage gemäß der Erfindung wurden die Pistolen in einem Abstand von etwa j5ö cm angeordnet und von einer Energiequelle in der Größenordnung von 12o Kilovolt aufgeladen. Die Hilfselektroden sind mit Erde durch Widerstände in der Größenordnung von 25 Megohm verbunden.

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Claims

Patentansprüche .

1. Elektrostatische Anlage zum Überziehen von geerdeten Gegenständen einschließlich einer Mehrzahl von. Überzugs·» material-Abgabevorrichtungen, vorzugsweise aus leitendem Material zum Abgeben von Partikeln aus Überzugsmaterial, den Abgabevorrichtungen zugeordnete Aufladeelektraden* sowie einer mit den Gegenständen und mit den Abgabevorrichtungen und den Aufladeelektroden verbundenen Hoehspannungsquel.Ie zur Erzeugung eines Aufladefeldes für das Uberzugsmaterial, gekennzeichnet durch spannungsführende Teile (2o, 21), welche für das Aufladefeld zwischen benachbarten Abgabevorrichtungen ein elektrostatisches Bezugspotential bilden und einen Spannungspegel haben, der von dem der Abgabevorrichtungen (15, 16, 17) und den Elektroden (15a, 16a, 17a) beträchtlich abweicht.

2. Elektrostatische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Abgabevorrichtungen (15* 16, 17) benachbart leitende Teile (2o, 21) vorgesehen sind, die durch Widerstände (24, 25) elektrisch mit Erde verbunden sind und für das Aufladefeld ein elektrostatisches Bezugspotential erzeugen.

5. Elektrostatische Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teile eine Elektrode (2o, 21) zwischen benachbarten Abgabevorrichtungen (15, 16, 17) aufweisen.

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4. Elektrostatische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Bezugsspannung herstellenden Teile eine Elektrode enthalten, welche mit dem Bezugspotential verbunden ist.

5. Elektrostatische Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsteil durch einen Widerstand mit Erde verbunden ist.

6. Elektrostatische Anlage nach Anspruch ;>, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektrode (2o, 21) eine dünne Nadel ist.

7. Elektrostatische Anlage nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Bezugselektroden (2o, 21) vorgesehen ist und jede durch einen getrennten Widerstand (24, 25) mit Erde verbunden ist.

8. Elektrostatische Anlage nach Anspruch ¹J, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtungen (15.. 16, 17) allgemein Seite an Seite in Ausrichtung zu den Bezugselektroden (2o, 21) zwischen jeweils einem Paar benach- \ barter Vorrichtungen (15, Ιό, 17) angeordnet sind.

9. Elektrostatische Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Bezugselektroden (26, 27) außerhalb der End-Abgabevorrichtungen (15, 17) und in Ausrichtung zu ihnen angeordnet sind.

10. ELektrostatische Anlage nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand einen Wert in der Grösfjenordnurig von 1/2 Megohm je Kilovolt Spannung der Hoch-

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Spannungsquelle hat.

11. Elektrostatische Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugsvorrichtungen dünne Elektroden (15a, 16a, 17a) haben und die Elektroden (2o, 21) der die Bezugsspannung herstellenden Teile und der der Überzugsvorrichtungen Spitzen aufweisen, die allgemein in der gleichen Ebene liegen, und diese Ebene allgemein parallel zur Oberfläche des zu überziehenden Gegenstandes liegt.

12. Elektrostatische Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabevorrichtungen (15, 16, 17) allgemein nebeneinander in Ausrichtung zu Bezugselektroden (2o, 21) zwischen jedem benachbarten Paar Vorrichtungen (15, 16, 17) angeordnet sind.

ORIGINAL INSPECTED

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