DE2247701A1

DE2247701A1 - METHOD AND DEVICE FOR APPLYING SOLID OR LIQUID PARTICLES TO SURFACES BY USING ELECTRIC FIELD FORCE

Info

Publication number: DE2247701A1
Application number: DE19722247701
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Haase
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-09-28
Filing date: 1972-09-28
Publication date: 1974-04-11

Description

Verfahren und Vorrichtung sum Aufbringen fester oder flüssiger artikel auf Oberflächen tritt is elektrischer Feldkräfte nach der Erfindung Da Verfahren und die Vorrichtung / dienen dazu, elektrisch geladene oder un-eladene feste oder flüssige artikel wie Lack ulver, Lacktropfen, Körner, Fasern mit Hilfe elektrostatischer Kräfte dadurch auf ober@lächen von Körpern (im fol enden als Werkstücke beseichnet) weitgehend unabhängig von deren elektrischen Leitfähigkeit aufzubringen, daßdie @erkstücke elektrisch von der Umgebung isoliert sind, vorher mittels an sich bekannter Hochspannungssprüh vorrichtw:g wahlweise negativ oder positiv elektrisch aufgeladen werden, urd die partikel vorzugsw-ise diskontinuierlich (stoßweise) dosiert wahlweise positiv, negativ, mit periodisch wechselnder @olarität einstellbarer Intensität und Frequenz zufgeladen oder auch ungeladen von Sprühorganen aungestoßen werden. Method and device for applying solid or liquid articles Electric field forces according to the invention occur on surfaces as a method and the device / are used to solid or electrically charged or un-charged Liquid items such as paint powder, paint drops, grains, fibers with the help of electrostatic Forces as a result on the surfaces of bodies (hereinafter referred to as workpieces) to apply largely independently of their electrical conductivity that the @ the pieces are electrically isolated from the environment, previously by means of known High-voltage spray device: g either negatively or positively electrically charged and the particles are preferably dosed discontinuously (intermittently) optionally positive, negative, with periodically changing polarity adjustable intensity and frequency are charged or uncharged by spray organs.

Es ist bekannt, feste und flüssi e lartikel mit Hilfe elektrostatischer räfte auf Oberflächen elektrostati@ch leitfähiger werkstücke oder auf Bahnen aus Isolierstoff, die mit elektrostatisch leitfähigem Kleber versehen sind (im folgenden ebenfalls als werkstücke bezeichnet) aufzubringen. Dabei sind in den bisher bekannten Ausführungen die Werkstücke geerdet, während die @artikel entweder die Sprühorgane bereits elektrisch geladen verlassen oder mittels besonderer Gitterelektroden aur dem :;ege zu den Werkstücken durch elektrische Feldkräfte beschleunigt werden, wie dies Z.B. i den deutschen Offenlegungsschriften 1 446 701, 1 571 135 und 7 57 737 beschrieben ist.It is known to apply solid and liquid articles with the help of electrostatic forces to surfaces of electrostatically conductive workpieces or to strips of insulating material which are provided with electrostatically conductive adhesive (also referred to below as workpieces). In the previously known designs, the workpieces are grounded, while the @articles either leave the spraying elements already electrically charged or are accelerated by means of special grid electrodes by means of electrical field forces, as is the case, for example, in the German Offenlegungsschrift 1 446 701 , 1 571 135 and 7 57 737 is described.

Bisher wird davon ausgegangen, daß insbesondere beim elektrostatischen Spri@zlackieren und ulverbe chichten @it Rücksicht auf die mögliche Anwesenheit explosibler Lösemitteldampf-, Nebel- oder Staubluftgemische in gefahrdrohender enge in der h he zu beschichtender metallischer @erkstücke diese elektrisch geerd t sein müssen. Dies wird Z.S. unter 5.5.2.2 der Richtlinien zur Vormeidung von Zünd gefahren i@folge elektrostatischer @ufladungen der Heruf genossenschaft der Sche@ischen In@ustrie und im @erkblatt für elek rostatisches @ulverbeschichten des Hauptv@rbandes der gewerbliche@ Berufsgenosseaschaften gefordert. Der heutige technische @ta@d ird such in der Veröff@ntlichung von Ing. Hans-Joachim zelwe "Ist elektrostaisches Heißspritzen in der Pusesrepublik z@lässig?", industrie-Lackier-Betrieb, 3/1971, @.108-110, beschrieben.So far it has been assumed that, particularly in the case of electrostatic Spray painting and powder coating in consideration of possible presence explosive solvent vapor, fog or dust air mixtures in dangerous confines at the height of the metallic pieces to be coated, these must be electrically grounded have to. This will be Z.S. under 5.5.2.2 of the guidelines for the prevention of ignition hazards I @ follow electrostatic charges from the Schufgenossenschaft der Sche @ ischen In @ ustrie and in the information sheet for electrostatic powder coating of the main strip of the commercial @ professional associations required. Today's technical @ ta @ d ird search in the publication by Ing.Hans-Joachim zelwe "Is electro-static hot spraying in the Puses republic z @ casual? ", industrie-Lackier-Betrieb, 3/1971, @ .108-110, described.

@ die auf die derks@äcke @ufzubrin enden Partikel praktisch ausschließlich derthin u d nicht auch zu nderen, im allgemeinen geerdeten, Beilen der Aulage zu beschleunigen und dort festz h lten, werden die elektrisch gegen die Umgebung isolierten erkstücke vorher mittels einer Sprühvorrichtung elektri@ch aufgeladen. Das Aufsprähen der Ladun en kann so ohl durch eine zusätzliche Sprühvorrichtung Z.B. vor dem Einlaufen von @erkstücken in einen Spritzstand oder auch in der eise erfolgen, daß der Partikelaustritt aus sdem Sprühorgan zunächst gesperrt ird, und dieses nur Ladungen wählbsrer Polarität @bs@räht.@ the particles ending up on the derks @ äcke @ufzubrin are practically exclusively in the meantime and not also to change, in general grounded, axes of the aulage accelerate and stop there, the electrically isolated from the environment parts previously charged by means of a spray device. The spraying The load can thus ohl through an additional spray device, e.g. before entering of pieces in a spray booth or in the ice that the particle emerges from which the spray element is initially blocked, and this only charges of selectable polarity @ bs @ räht.

Diesed Ladungen haf@en auf den von der Umgebung isolierten erkstücken unabhängig von deren lei@fahigkeit, während ie La un en, die auf geerdete @eile der Anlage oder die Un ebung treffen, zur Erde ab eleitet erter@en.These charges adhere to the pieces that are isolated from the environment irrespective of their ability to pass, while the launches that rely on earthed parts the system or the unevenness meet, derived from the earth.

Nach affnung des prühorgnss für die Fartikel werden diese entweder nach Umsch ltung des Sprühorgans auf entgegengesetzte @olarität gel den oder bei geeraetem Sprühorgan un @laden dosiert ausgestoßen (versprüht).After affirmation of the testament for the articles, these are either after switching the spray organ to the opposite olarity, gel or add Ereraetem Sprühorgan un @laden dosed ejected (sprayed).

Im G@gensatz zu den bisher üblichen Anordnungen wirken die vom erkstück ausgehenden elektrischen Feldkräfte nur in Richtung zum werkstück. In contrast to the previously usual arrangements, those of the part work outgoing electric field forces only in the direction of the workpiece.

Beim Versprühen geladener Partikel, deren @olarität der des werkstückes entgegengesetzt ist, werden die partikel vorzugsweise zum Werkstück hin beschleunigt. Beim kontinuierlichen Auftreffen der Partikel auf das werkstück kompensieren sich die vorher aufgebrachten Ladungen und die der aufgesprühten partikel allmählich so, daß bei gleich vielen positiven und negativen Ladungsgengen das Werkstück nach außen hin elektrisch neutral erscheint, und bei Auf-reffen weiterer geladener Iartikel eine Umpolung des werkstückess erfolgt, so daß almählich die unerwänschten Erscheinungen wie bei geerdeten Objekten (Rücksprühen) auftreten.When spraying charged particles whose @olarity is that of the workpiece is opposite, the particles are preferably accelerated towards the workpiece. If the particles continuously hit the workpiece, they compensate each other the previously applied charges and those of the sprayed particles gradually so that with the same number of positive and negative amounts of charge the workpiece after appears electrically neutral on the outside, and when further charged articles are pulled up the polarity of the workpiece is reversed, so that the undesirable phenomena gradually occur as with earthed objects (back spray).

Es ist daher vorteilhaft, den Beschichtungsvorgang vor erreichen der vollen Kompensation zu unterbrechen, des Sprühorgan auf entgegengesetzte Polarität umzuschaltend und erneut Ladungen aufzusprühen, so daß bis wieder das Potential vor Beginn des Aufsprühens von i-artlkeln annimmt.It is therefore advantageous to interrupt the coating process before reaching full compensation, to switch the spray element to the opposite polarity and to spray charges again so that up to again the potential before the beginning of the Spraying on artillery assumes.

Das Vers @rühen un eladener Partikel kann auch kontinuierlich erfolgen, da bei deren Auftreffen auf geladene Werkstücke deren Folarität erhal@en bleibt, der Beschichtungsvorgang also nicht durch Abstoßung nachfolgender Parti@el (Rücksprühen) gestört wird.The mixing of uncharged particles can also be carried out continuously, because when they strike charged workpieces, their folarity is retained, the coating process therefore not by repelling the following particles (back spraying) is disturbed.

Der beabsichtigte Z eck wird auch durch eine in der weise mehrstufig Beschichtudng erreicht, daß die Werkstücke mehrere nacheinander ge chaltet 9 gegenseitig durch geerdete Bleche oder @e@allgitter abgeschirmte. Anordnun en Vorrichtung zum Aufsprühen von Ladungen - Sprühorgane zum Ausstoßen geladener oder ungeladener Partikel durchlaufen.The intended goal is also multi-leveled by an in the way Beschichtudng achieved that the workpieces several consecutively ge switched 9 mutually shielded by earthed sheets or @ e @ allgitter. Arrangement of the device for Spraying of charges - spray elements used to expel charged or uncharged particles run through.

Es ist bei den verschiedenen möglichen Ausführungen vorteilhaft, die Dosierung des lartikelausstoßes so einstellbar zu mache@, daß sich im um zwischen @prühorgen und @erkstück keine überschüssigen zurückgestoßenen Parti@el, insbesender@ keine explosiblen Gemische in gefehrdrohender Menge befinden.With the various possible designs, it is advantageous that the Dosing of the article output can be set @ so that the between @prühorgen and @erkstück no excess repulsed parts, insbesender @ there are no explosive mixtures in dangerous quantities.

Dies kann neben geeigneter Luftführung und ausreichender Absaugung durch geeignete ahl der Dosierung, der Frequenz und des Verhältnisses SprUh- und Sperrzeiten erreicht werden.This can be in addition to suitable air flow and adequate suction through a suitable selection of the dosage, the frequency and the spray and spray ratio Blocking times can be achieved.

Um Störeinflüssen wie der Schwerkraft und unkontrollierbaren Luftströmungen entgegenzu@irken, können auch in an sich bekannter @eise zwischen Sprühorgan und @erkstück ein oder mehrere, Z.B. ring- oder Zylin erförmige Hilfselektroden (@ ehneltzylinder), angeordnet @ rden, deren Polarität gleich der der geladenen @artikel ist, deren Potentiale aber einstellbar sind.To disruptive influences such as gravity and uncontrollable air currents counter to @ irken, can also in a known @eise between Sprühorgan and One or more, e.g. ring or cylinder shaped auxiliary electrodes (ehnelt cylinder), arranged @ rden whose polarity is the same as that of the loaded @articles whose But potentials are adjustable.

Die mit der Erfindung erzielbare Vorteile gegenüber dem tedhnischen Stand sin@: Durch die Aufladung der Werkstücke ergibt sich ein Verlauf des elektri:;chen Feldes derart, daiM die von den prühorganen ausgestoßenen Partikel längs der (ge@achten) Feldlinien zwischen Werkstück und Sprhorgan zum werkstück gezogen werden, wenn sie ungeladen sind und zusätzlich ge@rieben werden, wen; sie das Sprühorgan mit Ladungen entgegen gesetzten Vorzeichens verlassen.The advantages that can be achieved with the invention compared to the Tedhnian state sin @: The charging of the workpieces results in a course of the electrical field in such a way that the particles ejected by the test elements along the (careful) field lines between the workpiece and the spray element workpiece are pulled when they are unloaded and are additionally rubbed, whom; they the spray organ with charges leave the opposite sign.

Durch das vorherige Aufsprühen von Ladungen können auch Werkstücke aus Isolierstoff elektri@ch beschichtet w@rden.By spraying on loads beforehand, workpieces can also are electrically coated from insulating material.

Durch das diskontinuierliche dosierte Ausstoßen geladener Partikel, deren @olarität der des werkstückes entgegengesetzt ist, wird erreicht, daß Rücksprühen geladener Partikel durch Abstoßen von Ladun en gleicher Polarität und damit die Bildung ex losibler Staub- oder Nebelwolken gefahrd ohender Ausdehnung als R@umladungs@olken vermieden werden.Due to the discontinuous, metered ejection of charged particles, whose @olarity is opposite to that of the workpiece, is achieved that back spraying charged particles by repelling charges of the same polarity and thus the Formation of ex-detachable dust or mist clouds of dangerous expansion as R @ Umladungs @olken be avoided.

Bis zum Erreichen des Gleichgewichtes zwischen den Laun en verschi@dener Polarität nehmen die Haftkräfte zwischen @erkstück und Beschichtung zu und das nach außen wirksame Feld ab, so daß bel Sleichgewicht das beschichtete Werkstück nach außen als elektrisch neutral erscheint.Until the equilibrium between the moods of different people is reached Polarity, the adhesive forces between the component and the coating increase and that afterwards outside effective field, so that the coated workpiece is balanced appears to be electrically neutral on the outside.

Bei geerdeten prahoreran werden auch bei kontinuierlichei Ausstoßen ungeladener @@rtikel diese zu den aufgeladenen Werkstücken gezogen oderd bei fehlenden erkstücken abgsaugt.In the case of earthed prahoreran, I will also be ejecting continuously with uncharged article these are drawn to the charged workpieces or if they are missing he is sucked off.

Bei geerdetem Sprüliorgan können unbeabsichtigte Aufladungen der Partikel durch Ladungstrennung beim Verlassen des Sprühorgans auftreten. Bei gleichbleibenden Stofteigenschaften der Partikel ist gleichbleibende Polarität zu erwarten.In the case of a grounded spray organ, unintentional charging of the particles can occur occur through charge separation when leaving the spray organ. With constant Material properties of the particles, constant polarity is to be expected.

Durch Bestimmen der Polarität der Partikel bei geerdetem Sprühorgan kann das günstigste Ladungsvorzeichen fiir deren Ladungen gewählt werden. Die Polarität des Werkstückes richtet sich dann nach der der natürlichen Aufladung der Partikel.By determining the polarity of the particles when the spray element is grounded the most favorable charge sign for their charges can be selected. The polarity of the workpiece then depends on the natural charge of the particles.

Patentansprüche:Patent claims:

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Method of tightening or liquid particles on workpieces by means of electrical field forces, thereby characterized in that the workpieces are electrically isolated from earth and electrically charged and then oppositely charged or also uncharged particles, preferably discontinuously dosed, applied, e.g. sprayed on.

2. The method according to claim 1, characterized in that the charge the workpieces is carried out by separate devices that are independent of the spray elements.

3. Device for performing the method according to the claims 1 and 2, characterized in that electrically conductive grids or surfaces are provided are which the spray organs and those separated from them, for charging the workpieces Electrically shield serving devices from one another.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the polarity of the charging devices can be selected and their voltages can be adjusted and regulated.

5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that that the charging devices are coupled to the spray elements.

6. Device according to claims 3 to 5, characterized in that that the polarity of the spray organ can be switched and, with the switch, the particle emission is blocked for a selectable polarity.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the ratio of blocking and opening times can be set.

8. Device according to claims 3 to 7, characterized in 5 that the pole change frequency is adjustable.

9. Device according to one or more of claims 3 to 8, characterized gekemlzeich that the curve shape of the voltages can be selected.

10. The method according to one or more of the preceding claims, characterized in that preferably trapezoidal or rectangular voltage pulses be used.