DE2347491A1

DE2347491A1 - Verfahren und vorrichtung zum elektrostatischen beschichten mit pulverfoermigen stoffen

Info

Publication number: DE2347491A1
Application number: DE19732347491
Authority: DE
Inventors: Dieter Dr Ing Auerbach; Helmut Dr Ing Bauch; Peter Dipl Ing Hornung; Wolfgang Dr Ing Kleber
Original assignee: ORANIENBURG INFRAROT VEB
Current assignee: ORANIENBURG INFRAROT VEB
Priority date: 1972-10-13
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1974-05-02
Also published as: HU171123B; DE2347491C3; CS175020B1; DE2347491B2; DD106308A1

Description

Verfahren un,d Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten mit pulverförmlgell 8toffen vi. Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Gegenständen mit pulverförmigen Stoffen, insbesondere zur Erzielung von Plastüberzügen auf vorzugsweise metallischen Untergrund.
Es sind bereit zahlreiche elektrostatische Verfahren bekannt Ihr gemeinsames Prinzip besteht darin, daß die zur Beschichtung dienenden Materialteilchen durch AM agerung von Ionen elektrisch aufgeladen und durch ein elektrisches Feld, das zwischen Sprühgerät und geerdeten Beschichtungsgegenstand wirkt, auf die Beschichtungsfläche überwiegend durch die elektrischen Feldkräfte transportiert wurden und dort auf Grund ihrer Ladung haften.
Bei den bekannten Vorrichtungen dienen an Hochspannung liegende Spritzen oder Kanten in Nähe der Austrittsöffnung des Pulver-Gasstromes als Aufladeelektrode; Die zur Erzeugung der Ionen dienende Spannung wird einen Hochspannungsgenerator entnommen dessen lusgangespannung mindestens 30 kV, in der Regel 60...90 kV beträgt.
Die Elektroden sind gleichzeitig Feldelektroden und bewirken den elektrischen Transport der geladenen Teilchen zur WerkstUckoberflächet Weiterhin werden Verfahren und Vorrichtung vorgeschlagen, die nach dem Prinzip der elektrogasdynamischen Spannungserzeugung oder nach dem Prinzip des elektrischen Staubgenerators arbeiten und dabei eine bedeutend niedrigere Spannung von nur etwa 5 kV benötigen.
3e wurde weiterhin bereits vorgeschlagen, das Pulver entweder in einem Vorratsbehälter mit Luft aufzuwirbeln oder durch einen Isolierstoffkanal zu blasen, dadurch an der Behälter-bzw. Kanalwand elektrokinetisch aufzuladen und das derart aufgeladene Pulver mittels eines Luftstroms auf die Cberflache des geerdeten Werstückes zu fuhren.
Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen mit Ionisatiosaufladung benötigen Generatoren mit hohen Ausgangs spannungen. Bit dem Einsatz der Hochspannung sind neben den erheblichen Kosten für die Generatoren eine Reihe von Nachteilen verbunden, wie BeFUhrungagetährlichkeitt Explosionsgefahr des Pulver-Gasgemisches bei Funkenentladungen, erschwerte manuelle Handhabung der Auftragsgeräte infolge der schweren und steifen Zufuhrungskabel zur die Hochspannung. Die bekannten Sprühgeräte besitzen weiterhin den Nachteil, daß sich an den Koronaelektroden Pulverteilchen anlagern, dadurch die Koronaentladung schwächen und eine ungleichmäßige Aufladung des Pulvers verursachen. Die abgasetzten Teilchen werden dann von Zeit zu Zeit als Zusammenlagerungen auf das Werkstück geschleudert und stören die Gleichmäßigkeit der Schicht; Weiterhin haben die bekannten Verfahren und Vorrichtungen, deren Koronaelektroden gleichzeitig die Funktion der Feldelektroden des äußeren Feldes zwischen Sprühgerät und geerdeten Werkstück ausüben, den Nachteil, daß elektrisch abgeschirmte Hohlraume des Werk stückes, wie hinter-zogene Kanten, Vertiefungen u.ä. von dem überwiegend durch elektrische Feldkräfte transportierten Pulver nur ungenügend erreicht werden..
Die Verwendung der elektrogasdynamischen Spannungserzeugung oder der elektrokinetischen Aufladung in einet Isolierstoffkanal bzw.
im Vorratsbehälter hat den Nachteil, daß die erzielte Ladung der Pulverteilchen für eine verfahrenstechnische Nutzung meist ungenügend ist oder die Ladung während des TranspoFtes zum Sprühgerät über die Schlauchleitung abfließt. Weiterhin neigen geladene Pulverteilchen beim Transport durch Schiauchleitungen zur Zusammenlagerung und zur Anlagerung an den Gefäßwänden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten zu schaffen, die die Nachteile des Einsatzes eines Hochspannungsgenerators vermeiden, die Homogenutzt der Schicht durch gleichmäßig hohe Aufladungder Pulverteilchen erhöhen und das Endringen des Bewchichtungsmaterials auf Inneflächen, in Hohlräumen, Vertiefungen, auf hinter-zogene Kanten ermöglichen.
Zugleich hat die Erfindung die Aufgabe, die Pulverförderung zum Sprühgerät zu verbessern, das Abla£ern von Pulverteilchen au der Koronaelektrode und die Verstopfungsgefahr durch Absetzen und Ab lagerungen im Strömungsweg des Eulver-Gasstromes zu vermeiden.
Srfindungsgemaß wird der Pulver-Gas str om beim Durchstrdrn eines Isolierstoffkanals der vorzugsweise unmittelbar im Sprühgerät angeordnet ist, mittels eines weiteren Pulver-Gasstromes oder eines Gasstromes verwirbelt und dadurch eine besonders innige Berührung der Eulverteilchen mit der Wand des Führungskörpers hervorgerufen, wobei das Pulver in an sich bekannter Weise elektrokinetisch aufgeladen und ohne äußeres elektrisches Feld vorwiegend mit dem Gasstrom in Werkstücknähe geführt wird. Dort wird es durch die Couloinbschen kräfte zwischen Pulverladung und der auf der zu beschichtenden Oberfläche des vorzugsweise geerdeten Werkstückes influenzierten Ladung angezogen und zur elektrischen Haftung gebracht.
Die elektrokinetiache Aufladung des Pulvers wird erfindungsge mäß auf eine für die verfahrenstechnische Nutzung notwendige Höhe gesteigert, wenn die auf der Berührungsfläche des Fuhrungskörpers entstehende Oberflächenladung ständig kompensiert wird.
Sin erfindungsgemäßes Verfahren zur Kompensation der Oberflächenladung besteht darin, daß diese Ladung durch Influenz eine hohe Peldstärke an einer vorzugsweise geerdeten Elektrode innerhalb des Isolierstoffkanals hervorruft, die zu einer Koronaentladung führt, deren freie Ladungsträger sowohl eine teilweise Kompensation der Oberflächenladung bewirken als auch durch Anlagerung an die Pulverteilchen deren Ladung erhöhen, Es wurde gefunden, daß die Höhe der Pulverladung durch eine Änderung der Anordnung der Elektroden oder des Materials der Innenwand des Isolierstoffkanals beeinflußbar ist0 Brfindungßgemäß trägt der zur Verwirbelung eingesetzte zweite Pulver-Gasstrom oder Gasstrom gleichzeitig zur Förderung des Pulvers bei. Hierdurch wird eine Mehrstufenförderung erreicht, -die den Durchsatz des Pulvers erhöht. Durch Variation der Gasmenge und des Druckes wird eine Steuerung von Durchsatz und Aufladung des Pulvers in einfacher Weise ermdglicht.
zinke erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem Isolierstoffkanal, der vorzugsweise im Sprühgerät angeordnet und Teil eines zur Pulverförderung an sich bekannten Strahlapparates ist, an dessen zwei Eingangsanschlüssen der Pulver-Gasstrom und der ur Verwirbelung dienende weitere Pulver-Gasstrom oder Gasstrom zugeführt wird und dessen Ausgangsseite die Verwirbelungszone bildet.
Diese Vorrichtung enthält weiterhin Elektroden zur Entladung der Berührungsfläche des Isolierstoffkanals, die in der Nähe desselben angeordnet und vorzugsweise geerdet sind.
Die SrSindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen: die 1: die Schnittdarstellung eines Strahlapparates, Fig.2 bis 4: Schnittdarstellungen weiterer AusSührungsbeispiele eines Teiles des Strahlapparates, Fig. 5: den Schnitt A-A nach Fig0 4, Fig0 C: die Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung Das Pulver wird durch eine Zuführungsleitung 1 aus einem Vorratsbehälter kontinuierlich mittels eines Gasstromes einem Strahlapparat nach Fig. 1 zugeführt. Es wird dabei gleichzeitig von dem aus der Düse 2 austretenden zusätzlichen Gasstrom angesaugt und durch Verwirbelung in dem Isolierstoffkanal 3, der ein Teil des Strahlapparates ist und mindestens zum Teil aus Isolierstoff besteht, elektrokinetigsh aufgeladen.
Um die elektrokinetische Aufladung zu unterstützen, wird eine Elektrode in der Nähe der BerührungsCläGhe 4 untergebracht, die entweder nach Fig. 2 als ein Ring 5 aus leitfähigem Material und mit dem gleichen Durchmesser wie der Isolierstoffkanal 3 oder nach Fig0 3 als eine leitfähige Umhüllung 7 der den Isolierstoffkanal 3 bildenden, porösen Isolierstokk- oder halbleitenden Schicht 6 ausgebildet ist.
Um die Pulver aufladung durch eine influenzierte Koronaentladung zu unterstützen, können mehrere Elektroden 8 in der Nähe der Berührungsfläche 4 nach Fig. 4 und 5 untergebracht werden.
Nach Fig. 6 wird eine nadelförmige Elektrode 9 in der Achse des Führungskörpers so angeordnet, daß diese in axialer Richtung mit einer Stellschraube 10 verschiebbar ist, wodurch die Höhe der Pulverladung gesteuert wird. Die Stellschraube 10 kann nach Entfernen der Verschlußschraube 11 eingestellt werden.
Der zur Verwirbelung dienende zusätzliche Pulver-Gasstrom oder Gasstrom wird dabei durch eine Schlauchleitung 12 der Düse 2 zugeführt.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum elektrostatischen Beschichten eines Gegenstandes mit pulverförmigen Stoffen, wobei diese in Form eines Bulver-Gasstromes einen Isolierstoffkanal turbulent durchströmen und dabei elektrokinetisch aufgeladen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulver-Gasstrom innerhalb des Isolierstoffkanals durch einen weiteren Pulver-Gasstrom oder einen Gasstrom aufgewirbelt wird und/oder zur Erhöhung der Aufladung der pulverförmigen Stoffe eine ständige Kompensation der Oberflächenladung auf der Berührungsfläche des Isolierstoffkanals innerhalb der Wirbelzone erfolgte

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensation der Oberflächenladung auf der Berührungsfläche des Isolierstoffkanals durch Ionisation vorzugsweise mittels einer Koronaentladung an vorzugsweise geerdeten Elektroden erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verwirbelung der pulverförmigen Stoffe eingesetzten Mittel gleichzeitig zur pneurnatischen Pörderung beitragen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffkanal (3) Teil eines vorzugsweise im Sprühgerät angeordneten Strahlapparates ist und/oder vorzugsweise geerdete Koronaelektroden (5);(8);(9) innerhalb oder in der Nähe der Wirbelzone des Isolierstoffkanals (3) angeordnet sind0

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Koronaelektrode (9) nadelförileg ausgebildet und in der Achse des Isolierstoffkanals (3) fest oder zur Steuerung der Höhe der Aufladung der pulverförmigen Stoffe verstellbar angeordnet ist,

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstoffkanal (3) als eine poröse Isolierstoff-oder halbleitende Schicht (6) ausgebildet und mit einer Umhüllung (7) aus einem elektrisch leitfähigen Material umgeben ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der Höhe und Polarität der Aufladung der pulverförmigen Stoffe der Isolierstoffkanal (3) oder mindestens ein 'l'eil (6) desselben im ljaterial austauschbar ist.

L e e r s e i t e