DE2202960C3 - Elektrostatisches Verfahren zum Beschichten von Gegenständen und Spritzeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrostatisches Verfahren zum Beschichten von Gegenständen unter Zerstäubung des Beschichtungsmaterials in einem elektrischen Hochspannungsfeld und mit unipolarer Aufladung der zerstäubten feindispersen Teilchen des Beschichtungsmaterials, wobei zwei Elektroden angewandt werden, deren eine der geerdete, zu beschichtende Gegenstand und deren andere die an Hochspannung liegende Zerstäubungseinrichtung ist und bei welchem das geladene, zu zerstäubende Material in den Zwischenelektrodenraum eingeführt und in diesem auf den zu beschichtenden Gegenstand mittels eines ionisierten Trägergasstromes hin bewegt wird und auf eine elektrische Spritzeinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der DT-Patentanmeldung M 15 973 IVa/75c ist ein Verfahren dieser Art zur Ausbildung feinverteilter Nebel in Form einer Wolke zur Abscheidung im elektrostatischen Feld, insbesondere zum Lackieren unter Anwendung eines Hilfsgasstromes bekannt. Dabei soll ein homogenes Feld zwischen dem zu überziehenden Gegenstand und einer hinter der Ebene der Austrittsöffnung des Zerstäuberkopfes angeordneten Elektrode ausgebildet werden, wobei als Elektrode die gegebenenfalls vom Zerstäuberkopf isolierte, diesen ringförmig umgebende Trägergasquelle benutzt werden kann. Mit einem homogenen Feld lassen sich ebene oder flach gekrümmte Gegenstände gut gleichmäßig beschichten.

Es ist jedoch aus der Fachliteratur »Metalloberfläche«, Juni 1953, Heft 6, S. 885 bis 889 bekannt, daß bei der Beschichtung von Hohlkörpern, beispielsweise einer Halbzylinderschale fast gar kein Lack auf die Innenfläche gelangt, während die Längskanten, wo die Feldlinien am dichtesten einlaufen, ein auch gegenüber der Außenseite Vielfaches an Lack erhalten. Wegen der Eigenschaft elektrisch leitender Hohlkörper, das elektrisehe Feld gegen ein Eindringen in diese abzuschirmen und die Feldlinien an den Rändern zu konzentrieren, läßt sich bei vielen nicht ganz einfach geformten Werkstücken eine befriedigende Deckung mit Lack, beispielsweise rein elektrostatisch nicht erzielen, so daß ein Vorspritzen dieser Teile von Hand erforderlich war. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum elektrostatischen Aufbringen von Überzügen anzugeben, das die Innenbeschichtung von

Gefäßen, wie Badewannen, trotz des von diesen rebildeten tiefen Hohlraums sicher ermöglicht.

Dies wird bei einem Verfahren der eingangs jrw-hnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß las durch Kontakt mit der Hochspannungseleketrode geladene, zu zerstäubende Gut mit Korona-t£ntladunjen ausgesetzter ionisierter Luft Aero.olwolken biljenci fächerförmig ausgestoßen wird, daß der Trägergasstrom aus mittels Korona-Entladung ionisierter Luft bestehend die Aerosolwolken umhüllt und zu den zu beschichtenden Innenflächen des Gegenstandes trägt.

Damit wird ein Weg aufgezeigt, wie man sich praktisch vom Feldlinienverlauf zwischen Zerstäubungseinrichtung und dem zu beschichtenden Gegenstand, der eine Innenbeschichtung praktisch unmöglich machen würde, lösen kann und es trotz der vorgegebenen Potentiale von Gegenstand (Erdpotential) und Zerstäubungseinrichtung (Hochspannung) ermöglichen kann, daß die Teilchen des Beschichtungsmaterials, wie dispergiertes Emailpulver, gleichmäßig zu der zu beschichtenden Innenfläche der Badewanne gelangen, zu der sie aufgrund der elektrostatischen Feldverteilung nicht gelangen wurden. Die mittels Korona-Entladung ionisierte Luft bildet vielmehr mit den zerstäubten Teilchen Aerosolwolken, die von weiterer ionisierter Luft umhüllt und in den zu beschichtenden Gegenstand hineingetragen werden.

Bevorzugte Spritzeinrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Schema des erfindungsgemäßen Auftragens von Überzügen auf die Innenflächen von Erzeugnissen,

Fig. 2 eine erfindungsgemäß ausgeführte elektrische Spritzeinrichtung zur Durchführung des elektrostatischen Verfahrens nach F i g. 1 mit Teilausschnitt,

Fig.3 eine Modifikation des Spritzkopfes der Einrichtung nach F i g. 2 mit Teilausschnitt,

Fig.4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß ausgeführten automatisierten Anlage zum Auftragen der Überzüge auf die Innenflächen von Erzeugnissen,

Fig.5 ein Prinzipschaltbild der Steuerung des Hochspannungs-Gleichrichteraggregates und der automatischen Dosierung der Materialzufuhr in den Spritzkopf der elektrischen Spritzeinrichtung der erfindungsgemäß ausgeführten automatisierten Anlage,

Fig.6 ein Prinzipschahbild der Steuerung der einzelnen Elemente und kinematischen Baugruppen der automatisierten Anlage für die Gewährleistung der gegenseitigen Kopplung und Synchronisierung des technologischen Prozesses des Auftragens von Überzügen.

Das Verfahren zum Auftragen von Überzügen beruht auf der Anwendung der elektrischen Kräfte der Abstoßung bei geladenen Teilchen in einer Aerosolwolke. Diese Kräfte sind umso stärker, je größer die Ladung der Teilchen ist und sie hängen von der Spannung des äußeren elektrischen Feldes nicht ab. Die Intensität der elektrischen Abstoßung der geladenen Teilchen wird durch ihre Streuzeit charakterisiert und die Abstoßung wird umso größer sein, je höher die Anfangskonzeniration der geladenen Teilchen und je größer ihre mechanische Beweglichkeit und Ladung sind.

In der geladenen Aerosolwolke erfolgt die Abstoßung unter Einwirkung von Coulomb-Kräften, die auf gleichgeladene Teilchen abstoßend wirken. Die Aerosolwolke kann deshalb unter Einwirkung der elektrischen Abstoßungskräfte, unabhängig von der Richtung der Knftlinien des elektrischen Feldes, in die tieferliegenden Stellen der zu überziehenden Erzeugnisse eindringen.

Dazu trägt die elektrodynamische Zerstäubung des Beschichtungsmaterials — im folgenden kurz Material genannt — bei, die durch das Übei tragen einer Rotationsbewegung auf die Masse der geladenen Aerosolwolke hervorgerufen wird, was die Möglichkeit bietet, die »hinausschleudernde Kraft< < der Zerstäubung zu löschen und ein »unbewegliches« Aerosolgemisch — die Wolke — zu schaffen. Dazu trägt auch der erzeugte Strom der ionisierten Luft bei, unter dessen Einwirkung die Aerosolwolke von dieser Luft umhüllt und auf die Innenfläche des zu überziehenden Erzeugnisses getragen wird.

Bei einem hinreichend kleinen Abstand der geladenen Aerosolwolke von der tiefer liegenden Fläche des zu überziehenden Erzeugnisses beginnen elektrische Kräfte zu wirken, unter deren Einwirkung sich die Aerosolwolke der geladenen Teilchen auf dieser Fläche absetzt.

Das Wesen des elektrostatischen Verfahrens zum Auftragen von Überzügen auf die Innenflächen von Erzeugnissen wird erläutert anhand des in F i g. 1 dargestellten Schemas. Das Verfahren besteht darin, daß man auf die Innenfläche des geerdeten Erzeugnisses 1 mit kompliziertem Profil Material aufträgt, das mit Hilfe einer elektrischen Spritzeinrichtung 2 mit einem Spritzkopf 3 zerstäubt wird. Das Material wird vorher in einem Kupferrohr 4, das an ein Hochspannungs-Gleichrichteraggregat 5 angeschlossen ist, elektrisch aufgeladen.

Mit Hilfe ionisierter Luft, welche in dem Spritzkopf 3 erzeugt wird, wird das aufzutragende Material beim Verlassen einer Spritzdüse 6 des Spritzkopfes 3 zum Erzeugen einer hochdispersen zerstreuten und geladenen Aerosolwolke 7 durch Übertragung einer Rotationsbewegung auf die Masse dieser Wolke zerkleinert.

In der geladenen Aerosolwolke 7 erfolgt unter Einwirkung elektrischer Streukräfte eine intensive Abstoßung gleichgeladener Teilchen des zerstäubten Materials voneinander, die sich in Richtung auf das geerdete Erzeugnis 1 bewegen, was die Aerosolwolke in das Innere dieses Erzeugnisses eindringen läßt.

Dazu trägt ein Strom 8 der ionisierten Luft negativer Polarität bei, der in dem äußeren Bereich einer Koronaentladung gebildet wird, welche von unter hohem negativen Potential stehenden Nadelelektroden 9 erzeugt wird. Der Strom 8 der ionisierten Luft absorbiert nicht nur die Teilchen des zerstäubten Materials, die in dem Kupferrohr 4 keine Ladung erhalten haben, sondern ionisiert auch die die Druckluftstutzen 10 verlassende Luft, welche die geladene Aerosolwolke 7 umhüllt und sie in Richtung auf das zu überziehende Erzeugnis 1 trägt

bie ionisierte Luft beschleunigt also die Drift der geladenen Teilchen des zerstäubten Materials und fördert die Bewegung der geladenen Aerosolwolke 7, unabhängig von der Richtung der Kraftlinien des elektrischen Feldes, in das Innere des Erzeugnisses 1, welches sich auf einer geerdeten Förderbahn 11 bewegt.

Nach dem erfolgten Auftragen des Überzugs wird das Erzeugnis 1 zum Trocknen bzw. Brennen je nach der

Zweckbestimmung des Überzugs weitergefördert.

Die elektrische Spritzeinrichtung 2 für die Realisierung des elektrostatischen Verfahrens zum Auftragen von Überzügen auf Erzeugnisse konkaver Form umfaßt den rotierenden Spritzkopf 3 (Fig.2), durch dessen Drehachse das auf Minuspotential stehende Kupferrohr 4 verläuft, von welchem das zu zerstäubende Materia! die unipolare Ladung enthält. Mit dem Kupferrohr 4 sind elektrische Nadelelektroden 12 für die Erzeugung der ionisierten Luft in einer Luftkammer 13 des Spritzkopfes 3 verbunden. Auf dem Spritzkopf 3 sind auf einer Schraubenlinie die Spritzdüsen 6 angeordnet, und auf einem Stützteil 14 der elektrischen Spritzeinrichtung 2 ist der an den Minuspol des Hochspannungs-Gleichrichteraggregats 5 angeschlossene Metallschirm

15 starr befestigt, auf welchem längs der Achse des Spritzkopfes 3 die Nadelelektroden 9 zur Erzeugung der Koronaentladung sowie die zwischen den Nadelelektroden 9 an diesem Schirm angebrachten Druckluftstutzen 10 angeordnet sind, die für die Luftzufuhr in die Zone der Koronaentladung zwecks Ionisierung der Luft und Umhüllung und Zuführung der geladenen Aerosolwolke 7 mit dieser Luft auf die Innenfläche des zu überziehenden Erzeugnisses 1 dienen.

Die Spritzdüse 6 besteht aus einer Spritzeinrichtung

16 mit einem abriebbeständigen Aufsatzstück 17, das in einen Druckluftstutzen 18 eingepreßt ist.

Das zu zerstäubende Material erhält, indem es das Kupferrohr 4 passiert, die unipolare Ladung und wird nach Verlassen des abriebbeständigen Aufsatzstücks 17 von der Luft, welche in der Luftkammer 13 des Spritzkopfes 3 mit Hilfe der an dem Kupferrohr 4 befestigten Nadelelektroden 12 ionisiert wird, mitgerissen und zerkleinert.

Der Spritzkopf 3 erhält die Drehbewegung, wodurch die Möglichkeit gegeben wird, die herausschleudernde »Zerstäubungskraft« der geladenen Aerosolwolke 7 zu löschen und ein »unbewegliches« Aerosolgemisch — die Wolke — zu erzeugen. In dieser Wolke stoßen sich die gleichgeladenen Teilchen voneinander ab, was zur Beschleunigung der Bewegung der Teilchen des zerstäubten Materials auf das Erzeugnis 1 zu beiträgt. Die geladene Aerosolwolke 7 dringt deshalb, unabhängig von der Richtung der Kraftlinien des elektrischen Feldes, unter Einwirkung der elektrischen Streukräfte in das Innere des geerdeten Erzeugnisses 1 ein und der Strom 8 ionisierter Luft, der diese geladene Aerosolwolke 7 umhüllt und in Richtung auf das Erzeugnis zu trägt, beschleunigt den Prozeß des Überziehens der Innenfläche des Erzeugnisses.

In Fig.3 ist eine Modifikation des in Fig.2 dargestellten Spritzkopfes 3 gezeigt. Dieser rotierende Spritzkopf 3a hat eine sphärische Form, und die an dem Spritzkopf 3a auf der Schraubenlinie angeordneten sieben Spritzdüsen 6a sind mit der Oberfläche des Spritzkopfes bündig ausgeführt.

Die Spritzdüse 6a besteht aus einer Spritzeinrichtung 16a mit abriebbeständigem Aufsatzstück 17a, das in einen Druckluftstutzen 18a eingepreßt ist. Zwischen der Spritzdüse 6a und dem Körper des Spritzkopfes 3a sitzt eine Gummidichtung 19.

Der Vorteil einer derartigen Veriantc des Spritzkopfcs besteht darin, daß sich das zu zerstäubende Material auf der Halbkugel nicht absetzt, da die auf der Schraubenlinie liegenden Düsen über den Körper des Spritzkopfes nicht hinausragen.

Die in F i g. 4 dargestellte automatisierte Anlage zum Auftragen von Überzügen auf die Innenflächen von Erzeugnissen besitzt ein Hochspannungs-GIeichrichteraggregat 5, bestehend aus einer Hochspannungs-Gleichrichtereinheit 20, die einen Hochspannungstransformator 37 mit einem Gleichrichter 38, einem Glättungsfilter 21, einem automatischen Überspannungsableiter 22 und Hochspannungs-Stromschienen 23 besitzen, welche das Hochspannungs-Gleichrichteraggregat 5 mit einem Verteilerbehälter 24 verbinden, der auf einem Isolieruntersatz 25 mit Hochspannungsisolatoren 26 aufgestellt ist.

Auf dem Verteilerbehälter 24 ist eine Dosiereinrichtung 27 aufgestellt, die einen Stellmechanismus 49 (F i g. 5), ein Drosselventil und einen Elektromagneten (beide nicht gezeigt) besitzt.

Die Luft wird über einen Schlauch 28/1 in den Verteilerbehälter 24, über einen Schlauch 28/2 in den Spritzkopf 3 bzw. 3a und über einen Schlauch 28/3 in die Druckluftstutzen 10 gegeben.

Das zu zerstäubende Material wird über den Schlauch 29 in den Spritzkopf 3 bzw. 3a der elektrischen Spritzeinrichtung 2 gegeben.

Die elektrische Spritzeinrichtung 2 ist ein Teil des mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregats 30, das in der Zerstäubungskammer (nicht gezeigt) untergebracht ist. Zum Aggregat 30 gehört auch ein Drehwerk 31, das auf zwei Hochspannungsisolatoren befestigt ist, und ein Wagen 32, an welchem die elektrische Spritzeinrichtung 2 installiert ist, und welcher sich auf den an der Decke der Zerstäubungskammer verlegten Schienen 33 bewegt.

Die Elektroantriebe (nicht gezeigt) besorgen die Hin- und Herbewegung des mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregats 30 und die Rotation des Spritzkopfes 3 bzw. 3a (die Richtung ist durch Pfeile angegeben), wodurch das gleichmäßige Auftragen des zu zerstäubenden Materials auf die Oberfläche des Erzeugnisses 1 gewährleistet wird.

Das Erzeugnis 1 wird an der stromführenden Aufhängung 34 angebracht und auf der geerdeten Förderbahn 11 zum Trocknen bzw. Brennen (die Bewegungsrichtung ist durch Pfeil angegeben) transportiert.

Sämtliche Baugruppen des mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregats 30 sind in den gesamten elektrischen Stromkreis zur Steuerung der automatisierten Anlage eingefügt, welche von dem Steuerpult 35 aus betätigt wird.

Die automatisierte Anlage arbeitet in folgender Reihenfolge.

Die negative hohe Gleichspannung wird von dem Hochspannungs-Gle'ichrichteraggrcgat 5 mit Hilfe vor Hochspannungs-Stromschienen 23 an den Vcrtcilerbe· hälter 24 mit dem zu zerstäubenden Material und an die elektrische Spritzeinrichtung 2 angelegt.

Das zu zerstäubende Material gelangt über di< Dosiereinrichtung 27 durch den Schlauch 29 in da Metallrohr 4 des Spritzkopfes 3 bzw. 3a, welches au Minuspotential steht, und von welchem dieses Materia die unipolare Kontaktladung erhält.

In der Luftkammer 13 des Spritzkopfes 3 bzw. 3a sin die Nadelelektroden 12 untergebracht, welche praktisc mit dem Metallrohr 4 verbunden sind, um die ionisiert Luft zu erzeugen.

Die komprimierte Luft von der betriebseigene Druckluftlcitung wird über den öl- und Wasscrabsche der (nicht gezeigt) durch den Luftschlauch 28/1 in de Vcrteilcrbchältcr 24, durch den Schlauch 28/2 in dt Spritzkopf 3 bzw. 3a und durch den Schlauch 28/3 ;

den Druckluftstutzen 10 geleitet.

Das kontaktgeladene zu zerstäubende Material, welches aus den Düsen 6 bzw. 6a hinaustritt, die auf dem Spritzkopf 3 bzw. 3a auf der Schraubenlinie sitzen, wird mit Hilfe der in der Luftkammer 13 erzeugten ionisierten Luft zerkleinert und elektrodynamisch für die Erzeugung der hochdispersen, zerstreuten geladenen Aerosolwolke 7 zerstäubt.

Auf dem Stützteil 14 der elektrischen Spritzeinrichtung 2 ist der metallische, an den Minuspol des Hochspannungs-Gleichrichteraggregats 5 angeschlossene Schirm 15 starr befestigt, an welchem die Nadelelektroden 9 für die Erzeugung der Koronaentladung angeordnet sind und zwischen den Nadelelektroden sind die Druckluftstutzen 10 für Luftzufuhr in die Zone der Koronaentladung installiert, mit dem Ziel der Erzeugung der ionisierten Luft sowie für die Umhüllung der geladenen Aerosolwolke 7 mit dieser Luft und für den Transport dieser Wolke in das Innere des zu überziehenden Erzeugnisses 1.

Bei einer Verstellung des zu überziehenden Erzeugnisses 1 auf der geerdeten Förderbahn 11 führen das mobile elektrische Zerstäubungsaggregat 30 mit Hilfe von Elektroantrieben (nicht gezeigt) und Automatiksysteme (F i g. 6) eine Hin- und Herbewegung des Spritzkopfes 3 bzw. 3a aus.

Die Hin- und Herbewegung des mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregats 30 erfolgt mit Hilfe eines Elektroantriebes des Wagens 32, der sich auf den Schienen 33 verstellt, die an der Decke der Zerstäubungskammer (nicht gezeigt) verlegt sind.

Die Befestigung des mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregats 30 an der Decke der Kammer gestattet es, bei dem elektrischen Auftragen der Überzüge wasserverdünnte Suspensionen zu verwenden, das Verspritzen des zu zerstäubenden Materials auf die Hochspannungsisolatoren (nicht gezeigt), auf welchen das Drehwerk 31 befestigt wird, sowie ihre Verschmutzung auszuschließen und die Gefahr eines elektrischen Durchschlags und somit der Unterbrechung der Arbeit der automatisierten Anlage zu vermeiden.

Die Drehbewegung des Spritzkopfes 3 bzw. 3a erfolgt mit Hilfe eines Elektroantriebs (nicht gezeigt) und eines Getriebesystems des Drehwerkes 31 des mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregats 30.

Zur Regelung der Schichtdicke des sich absetzenden Materials auf die inneren und äußeren Flächen des zu überziehenden Erzeugnisses ist ein System für das Zuführen des zu zerstäubenden Materials zu dem Spritzkopf 3 bzw. 3a über die Dosiereinrichtung 27, bestehend aus einem Stellmechimismus 49 (F i g. 5 und 6) und einem Drosselventil mit elektromagnetischem Unterbrecher (nicht gezeigt), vorgesehen.

Die Kontrolle der Stellung des regulierenden Organs (des Stellmechanismus) besorgt ein Anzeiger 50 (Milliampercmeter), der in Prozenten der Öffnung des Drosselventils geeicht ist, durch welches das zu zerstäubende Material zugeführt wird.

Die automatisierte Anlage hat zwei Steucrarten (automatische und Fernsteuerung), welche von dem Steuerpult 35 aus erfolgen. Die Wahl des Typs der Steuerung erfolgt durch Betätigung des Steucrungsschalters 51. In der Stellung »Fernsteuerung« werden die Elemente der Anlage durch Druckknöpfe gesteuert. Diese Arbeitsweise dient zum Einfahren des tcchnologisehen Prozesses und zur Betätigung einzelner Elemente und Baugruppen der Anlage. In der Stellung »automatische Steuerung« funktioniert die Anlage automatisch.

Bei der automatischen Arbeitsweise kommen die Steuerimpulse von den Endschaltern 36 (1, 2,3,4...), die auf der geerdeten Förderbahn 11 montiert sind, wodurch die Hin- und Herbewegung und die Rotation des mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregats 30 in genauer Abhängigkeit von der Verstellung des zu überziehenden Erzeugnisses 1 im Innern der Zerstäubungskammer gewährleistet werden.

Die Arbeitsweise der automatisierten Anlage hängt also nur von der Konfiguration des Erzeugnisses ab und ist von der Fördergeschwindigkeit unabhängig.

Dieser Umstand stellt den Vorteil und die Neuheit der automatisierten Anlage dar, da die Steuerung mit Hilfe einer Programmiereinrichtung, wie sie bei ähnlichen Anlagen zum Einsatz kommt, sich wegen der unbeständigen Fördergeschwindigkeit nicht bewährt hat.

Die Anzahl der in der Zerstäubungskammer auszustellenden mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregate 30 hängt von der Konfiguration der Erzeugnisse und der Notwendigkeit des gleichzeitigen Überzugs der inneren und äußeren Flächen der Erzeugnisse, von der Fördergeschwindigkeit und der Leistungsfähigkeit der Trocknungs- und Brennaggregate ab.

Das in Fig.5 in Grundzügen dargestellte Prinzipschaltbild zeigt: Das zu überziehende geerdete Erzeugnis 1, die elektrische Spritzeinrichtung 2, das Hochspannungs-Gleichrichteraggregat 5, bestehend aus der Hochspannungs-Gleichrichtereinheit 20, die einen Hochspannungstransformator 37, eine Gleichrichtungseinrichtung 38 und das Glättungsfilter 21 umfaßt, dem automatischen Überspannungsleiter 22 und einer Funkenlöschstrecke 39.

Auf dem Steuerpult 35 zur Steuerung der automatisierten Anlage ist folgende Apparatur untergebracht: Anlassser (Hauptschütz 40, Anlaßautomat 41); Regelungsapparatur (Stelltransformator in Sparschaltung 42 für 0-250 V, Überstromrelais 43, Steuerknöpfe 44); Kontrollmeßgeräte (Amperemeter 45, Voltmeter 46); Schutzgeräte (automatischer Überspannungsableiter 22, Funkenlöschstrecke 39, Hauptsicherung 47, Funkenstörkondensator 48); Lichlsignalisation 55, 56, (F i g. 6) und Druckknöpfe 44 für die Steuerung der Hilfsausrüstung.

Die Steuerung des Hochspannungs-Gleichrichteraggregats 5 erfolgt mit Hilfe des Hauptschützes 40, des Anlaßautomaten 41, während die stufenlose Regelung der Spannung in einem Bereich von 0 bis 250 V (auf der NiedervoUseite) der regelnde Spartransformator 42 vornimmt.

Das Hochspannungs-Gleichrichteraggregat 5 ist nach der Doppelwcgschaltung montiert, was die Glättung der Gleichstrompulsalion gewährleistet.

Der Minuspol des Aggregats 5 ist mit dem Vertcilcrbehälter 24 und der elektrischen Spritzeinrichtung 2 verbunden; sein Pluspol ist über die Funkenlöschstrecke 39 geerdet. Zur Regelung der Dicke der Schicht des sich absetzenden Materials auf der Oberfläche des zu überziehenden Erzeugnisses 1 wird die Zuführung dieses Materials zu der elektrischen Sprit/.einrichtung 2 mit Hilfe der Dosiereinrichtung 27, welche aus Stellmechanismus 49 und Drosselventil mit elektromagnetischem Unterbrecher (nicht gezeigt) besteht, automatisch dosiert.

Die Kontrolle der Stellung des Stcllmechanismns 49 des Rcgclungsorgans, das für die Zuführung des zu zerstäubenden Materials zu dem Spritzkopf dient, wird durch ein Anzciger-Milliampercmctcr 50 bewirkt, das in Prozenten der Öffnung des Drosselventils, über welches das zu zerstäubende Material zugeführt wird, geeicht ist.

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Die elektrische Schaltung sieht also die Steuerung des Hochspannungs-Gleichrichteraggregats 5 und die automatische Dosierung der Zuführung des zu zerstäubenden Materials zu dem Spritzkopf 3 vor. Diese Schaltung ist in dem Zentralsteuerpiilt 35 für die automatisierte Anlage montiert.

Die in F i g. 6 gezeigte Prinzipschaltung gewährleistet die gegenseitige Kopplung und Synchronisierung der einzelnen Elemente und kinematischen Baugruppen der automatisierten Anlage nach F i g. 4.

Mit Hilfe eines auf der geerdeten Förderbahn 11 installierten Endschalters 36/2 und eins an dem Steuerpult 35 montierten Einmesser-Schalters 51 wird der Stromkreis I für die Steuerung der Einführung des Spritzkopfes 3 bzw. 3a des mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregats 30 in das Innere des zu überziehenden Erzeugnisses 1 eingeschaltet.

Mit Hilfe eines auf der geerdeten Förderbahn 11 installierten Endschalters 36/3 und eines an dem Steuerpult 35 montierten Paketschalters 52 wird der Steuerstromkreis II für die Hinausführung des Spritzkopfes 3 bzw. 3a des mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregats 30 aus dem zu überziehenden Erzeugnis 1 eingeschaltet.

Mit Hilfe eines auf der geerdeten Förderbahn 11 installierten Endschalters 36/1 und eines an dem Steuerpult 35 montierten Magnetanlassers 53 wird der Stromkreis III für die Steuerung der Zufuhr des zu zerstäubenden Materials zu dem Spritzkopf 3 bzw. 3a eingeschaltet.

Mit Hilfe eines auf der geerdeten Förderbahn 11 installierten Endschalters 36/4 und eines an dem Steuerpult 35 montierten Magnetanlassers 54 wird der Steuerslromkreis IV für die Beendigung der Zuführung des zu zerstäubenden Materials zu dem Spritzkopf 3 bzw. 3a, sowie zur Abschaltung des mobilen elektrischen Zersiiiubungsaggregats 30 und des Hochspannungs-Gleichrichteraggregats 5 eingeschaltet.

Die Steuerimpulse für die Steuerung der einzelnen Elemente und der kinemtiaschcn Baugruppen der automatisierten Anlage werden also mit Hilfe von Endschaltern 36 ausgegeben.

Die Signallampen 55 und 56, die an dem Steuerpult 35 montiert sind, benachrichtigen die Bedienungsperson von der Richtigkeit der Einschaltung des elektrischen Stromkreises für die Steuerung der automatisierten Anlage.

Zu den Verbindungsmittel!! der Steuerschaltung der automatisierten Anlage gehören folgende Glieder der kinematischen Hauptbaugruppen.

Der auf der geerdeten Förderbahn I installierte Endschalter 36/1 führt die Einschaltung der elektrischen Schaltung des Hochspanniings-Gleichrichteraggregais 5, die Einschaltung des Elektroantricbs lies mobilen elektrischen Zersiiiubungsaggregats 30 und die Zufuhr des Materials zu dem Spritzkopf 3 bzw. 3a aus.

Der auf der geerdeten Förderbahn 11 installierte Endschalter 36/2 führt die Einschaltung des Mechanismus der Verstellung des mobilen elektrischen Zerstiitibungsaggregats 30 und die Einführung des Sprit/.kopfes 1 bzw. 3.7 in das Innere des Erzeugnisses aus.

Der aiii' der geerdeten Förderbahn 11 installierte Endschalter 36/3 führt die Rückführung des mobilen elektrischen Zcrstiiubiingsaggrcgal.s 30 in die Anfangsstellimg aus.

Der auf der geerdeten Förderbahn 11 installierte Endschalter 36/4 führt die Abschaltung der elektrischen Schaltung des Hochspannungs-Gleichnehteraggregats 5, die Abschaltung des Elektroantriebs des mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregats 30 und die Unterbrechung der Zufuhr des Materials zu dem Spritzkopf 3 bzw. 3a aus.

Die an den Schienen 33 installierten Endschalter 36/3 und 36/6 sichern die Begrenzung der Hin- und Herbewegung des mobilen elektrischen Zerstäubungsaggregats 30.
Der Stellmechanismus 49 und der Anzeiger SO, der in

ίο Prozenten der Öffnung des Drosselventils der Dosiereinrichtung 27 geeicht ist, regeln mit Hilfe der Endschalter 36/1 und 36/4 die Menge des zu dem Spritzkopf 3 bzw.3a zugeführten Materials.

Das Überstromrelais 43 (F i g. 5) besorgt die Abschaltung der Hochspannung beim Überschreiten der Nenngröße des Gleichstroms in dem elektrischen Stromkreis der automatisierten Anlage.

Der automatische Überspannungsableiter 22 des Hochspannungs-Gleichrichteraggregats 5 besorgt die

Reststrombeseitigung der stromführenden Teile der automatisierten Anlage nach der Abschaltung der Hochspannung sowie beim öffnen der Türe der Zerstäubungskammer und des Transformatorhäuschens.

Die an den Türen der Zerstäubungskammer und des Transformatorhäuschens installierten Endschalter 36 gewährleisten das Abschalten der elektrischen Schaltung der automatisierten Anlage beim öffnen der Türe während der Arbeit dieser Anlage.

In den Schaltungen (F i g. 5 und 6) der Steuerung der automatisierten Anlage ist also die gegenseitige Kopplung einzelner Elemente und kinematischer Baugruppen vorgesehen, welche die Durchführung des automatisierten technologischen Prozesses des elcklri-

sehen Auftragens von Überzügen auf Erzeugnisse mit tiefliegenden krummlinigen Umrissen gewährleistet.

Die Erfindung gestattet es, Überzüge aus verschiedenen Materialien nicht nur auf äußere, sondern auch aiii innere vertiefte Flächen der Erzeugnisse aufzutragen.

Bekannte ähnliche Anlagen gestatten es, Überzüge nur auf flache und konvexe Erzeugnisse aufzutragen.

Die Erfindung gestattet es auch, für Überzüge wasserverdünnte Suspensionen einzusetzen, da die von der Erde isolierten Spritzeinrichtungen sich mil einem

Wagen auf Schienen bewegen, die an der Decke der Zerstäubungskammer verlegt sind, was die Verspritzung des Materials auf die llochspannungsisolatoieii und deren Verschmutzung ausschließt, wodurch die Gefahr eines elektrischen Durchschlagcs und die

zwangsläufige Einstellung der Arbeit der automatisierten Anlage verhindert wird, wahrend in den bekannten automatisierten Anlagen sämtliche Spril/.einrichtungen auf Ständern befestigt und auf dem Boden der /.eistäubiingskammcr montiert sind.

In der Erfindung ist eine Dosiereinrichtung angewandt, welche einen Stellmechanismus mit Drosselventil und Elektromagnet besitzt und die es gestattet, zum elektrischen Auftragen von Überzügen wa.sservcrdiinnte Emulsionen, Silikatemaille, Glasuren und andere

Materialien einzusetzen, zu deren Zusammensetzung auch abriebbeständige Materialien gehören. In bekannten ähnlichen Anlagen werden dagegen Dosiereinriclv Hingen vom Zahnrad-, Taudikolbentyp und anderen ähnlichen Typen verwandt, die Tür das Dosieren von ubriebbesliindigen Materialien, die für die Herstellung von Überzügen in Frage kommen, ungeeignet sind.

wie industriemäßige Prüflingen ergaben, gesinliei es «te I-rfindung, bei Massenherstellung versehiedenei

Erzeugnisse die Anzahl der mit dem Überziehen Beschäftigten auf die Hälfte bzw. ein Drittel zu reduzieren und den Verbrauch an Überzugsmaterialien mindestens um 50% sowie den Materialausschuß auf 50% zu reduzieren, den Verbrauch an Elektroenergie, Luft und Wasser je Einheit der herzustellenden Erzeugnisse um mindestens 30 bis zu 40% herabzusetzen, die sanitär-hygienischen Bedingungen in den entsprechenden Werkstätten zu verbessern sowie die teehnoligischen Prozesse des Überzugs von verschiedenen Erzeugnissen vollständig zu automatisieren.

Die vorliegende Erfindung kann in verschiedenen Industriezweigen zum elektrischen Auftragen von flüssigen Materialien auf Erzeugnisse mit komplizierter Konfiguration eingesetzt werden zum Beispiel für sanitär-technische Stahlerzcugnisse (Wannen, Spülbekken, Waschmaschinen u.a.m.); chemische Apparate (Behälter, Tankwagen, Apparate mit wärmefesten chemisch und alkalisch beständigen Silikatüberzügen); Teile von FUig/eiigmotoren und Dieselmotoren, die bei hohen Temperaturen arbeiten u. a. m.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   t. Elektrostatisches Verfahren zum Beschichten von Gegenständen unter Zerstäubung des Beschichtungsmaterials in einem elektrischen Hochspannungsfeld und mit unipolarer Aufladung dei zerstäubten feindispersen Teilchen des Beschichtungsmaterials, wobei zwei Elektroden angewandt werden, deren eine der geerdete, zu beschichtende Gegenstand und deren andere die an Hochspannung liegende Zersiäubungseinrichtung ist und bei welchem das geladene, zu zerstäubende Material in den Zwischenelektrodenraum eingeführt und in diesem auf den zu beschichtenden Gegenstand mittels eines ionisierten Trägergasstromes hin bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Kontakt mit der Hochspannungselektrode geladene, zu zerstäubende Gut mit Korona-Entladungen ausgesetzter ionisierter Luft Aerosolwolken bildend fächerförmig ausgestoßen wird, daß der Trägergasstrorn aus mittels Korona-Entladung ionisierter Luft bestehend die Aerosolwolken umhüllt und zu den zu beschichtenden Innenflächen des Gegenstandes trägt.
2. 2. Elektrische Spritzeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welche einen rotierenden Spritzkopf enthält, durch welchen das zu zerstäubende geladene Beschichtungsmaterial zugeführt wird, welches auf den geerdeten Gegenstand geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Drehachse des Spritzkopfes (3; 3a) ein Minuspotential liegendes Metallrohr (4) verläuft, von welchem das zu zerstäubende Beschichtungsmaterial eine unipolare Kontaktladung enthält, daß der Spritzkopf (3; 3a) eine Luftkammer (13) enthält, in welcher mit dem Metallrohr (4) elektrisch verbundene Nadelelektroden (12) zur Erzeugung einer Korona-Entladung und zur Erzeugung ionisierter Luft in dieser Kammer (13) untergebracht sind und daß an dem Spritzkopf (3; 3a) entlang einer Schraubenlinie Zerstäubungsdüsen (6; 6a) angeordnet sind und auf einem Stützteil (14) der elektrischen Spritzeinrichtung (2) ein an dem Minuspol der Stromquelle (5) angeschlossener Metallschirm (15) angeordnet ist, an welchem längs der Achse des Spritzkopfes (3; 3a) Nadelelektroden (9) für die Erzeugung einer Koronaentladung sowie an diesem Schirm (15) zwischen den Nadelelektroden (9) installierte Druckluftstutzen (10) für die Zufuhr von Luft in die Zone der Korona-Entladung angeordnet sind, zwecks Erzeugung ionisierter Luft, die die Aerosolwolken umhüllt und zu den zu beschichtenden Innenflächen des Gegenstandes (1) trägt.
3. 3. Spritzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß tier rotierende Spritzkopf (3; 3a) sphärische Form aufweist und die an diesem Spritzkopf angeordneten Spritzdüsen (6; 6a^mit der Oberfläche des Spritzkopfes (3; 3a) bündig ausgeführt sind.
4. 4. Spritzeinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzdüsen (6; 6a) aus einer Spritzeinrichtung (16; \6a) mit einem abriebfesten Aufsatzstück (17; YIa) besteht, das in einem DrockUiftsti!tzen(!8; !Ss^eingepreßt ist.
5. 5. Spritzeinrichtjng nach den Ansprüchen 2 bis 4, die in ein mobiles elektrisches Zerstäubungsaggregat eingefügt ist, das gegen Erde isoliert in einer Zerstäubungskammer angeordnet ist und von einerr Hochspannungsgleichrichteraggregat mit einerr Steuerpult sowie einem Verteilerbthälter mit einer Dosiereinrichtung gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, daß das mobile elektrische Zerstäubungsaggregat (30) auf einem sich auf Führungen (33; entlang der Decke der Zerstäubungskammer bewegbaren Wagen (32) angeordnet ist, während der Verteilerbehälter (24) mit der Dosiereinrichtung (27) auf Isolatoren aufgestellt und durch Stromschienen (23) mit dem Hochspannungsgleichrichteraggregat (5) verbunden ist.
6. 6. Spritzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mobile elektrische Zerstäubungsaggregat (30) und der Verteilerbehälter (24) mit der Dosiereinrichtung (27) in einen gemeinsamen elektrischen Steuerstromkreis eingeschaltet sind.