DE2446767C3

DE2446767C3 - Method and device for the electrostatic spray coating of workpieces

Info

Publication number: DE2446767C3
Application number: DE19742446767
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing 6100 Darmstadt; Liere Horst Dipl.-Ing 6116 Eppertshausen Brennecke
Original assignee: Alfo AG Aktiengesellschaft für Industrieapparate, Rizenbach (Schweiz)
Filing date: 1974-10-01
Publication date: 1977-12-08

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrostatischen Sprühbeschichtung von Werkstücken, die mit einem Fördermittel an unter Hochspannung stehenden Sprühgeräten in möglichst ladungsfreiem Zustand vorbeigeführt und beschichtet werden.The invention relates to a method and a device for electrostatic spray coating of workpieces that are conveyed to high-voltage sprayers in as much as possible be passed in a charge-free state and coated.

Bei der elektrostatischen Beschichtung bedient man sich der im elektrostatischen Hochspannungsfeld auftretenden Kräfte für den Transport des auf das Werkstück aufzubringenden Pulvers. Das Sprühgerät, eine Spritzpistole od. dgl., liegt dabei an Hochspannung, etwa 100 bis 15OkV, während das zu beschichtende Werkstück mit der Erde verbunden ist. Das zwischen Sprühgerät und Werkstück bestehende elektrische Feld treibt die im Sprühgerät aufgeladenen Pulverteilchen längs den Kraftlinien des elektrischen Feldes auf das Werkstück zu.The electrostatic coating is used in the electrostatic high-voltage field occurring forces for the transport of the powder to be applied to the workpiece. The sprayer, a spray gun or the like, is due to high voltage, about 100 to 150 kV while the workpiece to be coated is connected to earth. That between The electrical field existing in the spray device and workpiece drives the powder particles charged in the spray device along the lines of force of the electric field towards the workpiece.

Damit sich die Werkstücke während des Beschichtungsvorganges nicht selbst aufladen, muß für eine gute Erdung aller Werkstücke gesorgt werden. Der kritische Punkt der Erdverbindung ist dabei an der Aufhängung der Werkstücke an dem durch die Spritzkabine hindurchführenden Förderband, denn diese Aufhängung wird mit der Zeit ebenfalls mit Sprühgut beschichtet, so daß der Übergangswiderstand stark anwächst und sich die Werkstücke entsprechend stark aufladen. Bei Annäherung an geerdete Gegenstände kommt es dann zu gefährlichen Funkenentladungen, die das in den Sprühkabinen enthaltene Pulver/Luftgemisch zu explosionsartigen Entzündung bringen können. Außerdem wird die Beschichtungsquaütät infolge der Aufladung stark beeinträchtigt, da sich das wirksame Potentialgefälle zwischen Sprühgerät und Werkstück verringertSo that the workpieces do not charge themselves during the coating process, must be for a good Grounding of all workpieces must be provided. The critical point of the earth connection is the suspension of the workpieces on the conveyor belt leading through the spray booth, because this suspension is also coated with spray material over time, so that the contact resistance increases strongly and becomes charge the workpieces accordingly. When approaching earthed objects, it then occurs dangerous spark discharges that cause the powder / air mixture contained in the spray booths to become explosive Can cause inflammation. In addition, the coating quality deteriorates due to the charge severely impaired, as the effective potential gradient between the sprayer and the workpiece is reduced

Zur Überprüfung der Erdverbindung bei elektrostatischen Beschichtungsanlagen ist es erstens bekannt, eine direkte Widerstandsmessung zwischen Werkstück und Erde vorzunehmen. Hierzu muß das Werkstück berührt werden, um einen Ohmschen Meßkreis zu bilden, was sich in vielen Fällen wegen der Formgebung des Werkstückes schlecht verwirklichen läßt und was infolge Verschmutzung der Kontaktstelle - s.ei es am Werkstück oder am Meßfühler — mit beträchtlichen Meßfehlern verbunden ist.For checking the earth connection in the case of electrostatic Coating systems, it is first known, a direct resistance measurement between workpiece and Earth. For this purpose, the workpiece must be touched in order to form an ohmic measuring circuit, what can in many cases be realized poorly because of the shape of the workpiece and what as a result of soiling of the contact point - see additional information on Workpiece or on the probe - is associated with considerable measurement errors.

Es sind daher verschiedene Vorschläge gemacht worden, den Erd-Übergangswiderstand vor dem Eintritt der Werkstücke in die Spritzkabine indirekt zu messen, indem jedes Werkstück künstlich aufgeladen und sodann festgestellt wird, inwieweit diese Aufladung abgeflossen ist. Bei zu hohem Energiepegel des Werkstückes spricht ein Warnsignal an, damit das ungenügend geerdete Werkstück nicht in die Spritzkabine einläuft (vgl. hierzu US-PS Nr. Re 28 394, DT-OS ' 20 45 678 und DT-OS 23 10 082). Diese Lösungen haben jedoch allesamt den Nachteil, daß der an sich kontinuierliche Beschichtungsablauf gestört wird, da die mangelhaft geerdeten Werkstücke vor dem Einlaufen in die Spritzkabine aussortiert werden müssen, um wieder eine gute Erdverbindung herzustellen. .Various proposals have therefore been made, the earth contact resistance before entry to measure the workpieces in the spray booth indirectly by charging each workpiece artificially and it is then determined to what extent this charge has drained. If the energy level of the Workpiece responds to a warning signal so that the insufficiently grounded workpiece does not get into the spray booth runs in (cf. US-PS No. Re 28 394, DT-OS '20 45 678 and DT-OS 23 10 082). Have these solutions however, all of the disadvantage that the continuous coating process is disrupted because the Poorly earthed workpieces must be sorted out before entering the spray booth in order to return establish a good earth connection. .

Hiervon ausgehend liegt die Aufgebe der vorliegenden Erfindung darin, die elektrische Entladung der Wirkttücke unabhängig von ihrer Gestalt sicherzustellen und Betriebsunterbrechungen oder die Notwendigkeit zum Aussortieren mangelhaft geerdeter Werkstükke zu vermeiden.Proceeding from this, the task at hand is the one at hand Invention is to ensure the electrical discharge of the active parts regardless of their shape and business interruptions or the need to sort out poorly grounded workpieces to avoid.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Werkstücke zumindest während des Beschichtungsvorganges eine berührungslos arbeitende Entladungsvorrichtung passieren, die nahe der Werkstückbahn derart angeordnet ist, daß ihr Abstrahlfeld außerhalb des Sprühbereiches der Sprühpistole liegt, wobei die Werkstücke zumindest bis zu einer unter der Zündschwelle liegenden Restladung neutralisiert werden. Damit stellt sich die Erfindung als Abkehr von den bisher üblichen Kontroll- oder Überwachungsmaßnahmen dar. Denn bei ihr spielt die Größe des Erd-Übergangswiderstandes überhaupt keine Rolle mehr. Durch das Verfahren der »elektrostatischen Erdung« erübrigt sich die bisher notwendige Erdungskontrolle sowie die jeweilige Betriebsunterbrechung zum Aussortieren mangelhaft geerdeter Werkstücke.According to the invention, this object is achieved in that the workpieces at least during the coating process Pass a non-contact discharge device that is close to the workpiece path is arranged in such a way that its radiation field is outside the spray area of the spray gun, wherein the workpieces are neutralized at least up to a residual charge below the ignition threshold. The invention thus presents itself as a departure from the control or monitoring measures that have been customary up to now Because with it the size of the earth contact resistance plays no role at all more. The »electrostatic grounding« procedure makes the previously necessary grounding control and the respective operational interruption superfluous for sorting out poorly grounded workpieces.

Zwar ist es beispielsweise durch »Coating« 10/72, Seiten 299,300 bekannt, bei Rotationsmaschinen, bei der Herstellung und der Verarbeitung von Papier und Kunststoffolien elektrostatische Aufladungen berührungslos zu beseitigen. Die dort seit etwa 30 Jahren angewendeten Verfahren geben aber aufgrund der Verschiedenheit der technischen Fachgebiete keine Anregung für einen auf dem Gebiet der elektrostatischen Beschichtung tätigen Durchschnittsfachmann, zumal in dieser Literaturatelle darauf hingewiesen wird, daß derartige Entladungssysteme in explosionsgefährdeten Räumen nicht verwendbar seien.It is known, for example, from "Coating" 10/72, pages 299,300, in rotary machines in which Manufacture and processing of paper and plastic films without contact with electrostatic charges to eliminate. The procedures that have been used there for about 30 years are due to the The diversity of technical fields does not stimulate anyone in the field of electrostatic Coating is carried out by the average person skilled in the art, especially since this reference points out that that such discharge systems cannot be used in potentially explosive areas.

Die US-PS 22 21 338 zeigt ebenfalls das berührungslose Abführen elektrostatischer Aufladungen. Doch handelt es sich dort um eine Beflockungsanlage, bei der es auf die Höhe des Erd-Übergangswiderstandes gar nicht ankommt, da es sich dort um nicht leitfähiges Gut handelt Dabei wird ein mit einem Kleber vorbehandeltes Band beflockt, wobei es sich elektrostatisch auflädt, was beim Anmeldungsgegenstand nicht der Fall sein darf. Um die nachfolgende Weiterbehandlung des Gutes zu erleichtern, wird es nach der Beflockung durch ein Gleichstromfeld entladen. Diese Entladung hat aber für den Beschichtungsvorgang selbst keinerlei BedeutungThe US-PS 22 21 338 also shows the contactless discharge of electrostatic charges. But it is about a flocking system, in which it even reaches the level of the earth contact resistance does not arrive, because it is a non-conductive material. It is a product that has been pretreated with an adhesive Tape flocked, whereby it is electrostatically charged, which may not be the case with the subject of the application. About the subsequent further processing of the goods To facilitate it, it is discharged by a direct current field after flocking. But this discharge has for the coating process itself has no meaning

und kann daher auch keine Anregung geben, die Erdung während der beschichtung im erfindungsgemäßen Sinne durchzuführen.and therefore cannot provide any suggestion for earthing during the coating in accordance with the invention perform.

In Weiterbildung des Erfindvngsgedankens ist die Entladungsvorrichtung als Wechselspannungsionisator ausgebildet und arbeitet mit einer Spannung in der Größenordnung von etwa 5 bis 15 KV, wobei sie an einen Hochspannungstransformator angeschlossen ist, dessen Ausgangsseite mit einer Überwachungs- und Regeleinheit im Hinblick auf Änderungen in der Ausgangsleistung verbunden ist. Die Leistung des Wechselspannungsionisators und damit das Ausmaß der Werkstückentladung wird durch Änderung der Speisespannung gesteuert. Diese ist etwa so zu bemessen, daß die auf dem Werkstück verbleibende Restladung nur noch eine Energie von weniger als fünf Millijoule hat.In a further development of the concept of the invention, the discharge device is an alternating voltage ionizer formed and operates at a voltage of the order of about 5 to 15 KV, with them on a high voltage transformer is connected, the output side with a monitoring and Control unit connected in terms of changes in output power. The performance of the AC voltage ionizer and thus the extent of the workpiece discharge is determined by changing the supply voltage controlled. This is to be dimensioned in such a way that the residual charge remaining on the workpiece is only still has an energy of less than five millijoules.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung beschrieben.The invention is described below with reference to a drawing.

Die zu beschichtenden Werkstücke 1 sind an einem umlaufenden Förderband 2 befestigt. Das Förderband durchquert eine Beschichtungskabine 3, in der eine Sprühpistole 11 und drei hinterrinandergeschaltete Wechselspannungsionisatoren 10a, 10b und 10c angeordnet sind. Die Ionisatoren sind über ein Hochspannungskabel an einen Hochspannungstransformator 12 angeschlossen, dessen Ausgangsseite von einer Überwachungs- und Regeleinheit 13 kontrolliert bzw. geregelt wird. Starke Änderungen in der Ausgangsleistung, die auf Fehlerquellen hindeuten, werden von einem Fehleranzeiger 14 erfaßt und optisch oder akustisch angezeigt.The workpieces 1 to be coated are attached to a rotating conveyor belt 2. The conveyor belt passes through a coating booth 3 in which a spray gun 11 and three are connected in series AC voltage ionizers 10a, 10b and 10c are arranged. The ionizers are on a high voltage cable connected to a high-voltage transformer 12, the output side of which is controlled by a monitoring and control unit 13 is controlled or regulated. Big changes in output power, which indicate sources of error are detected by an error indicator 14 and optically or indicated acoustically.

Die Ionisatoren sind so angeordnet, daß ihr Abstrahlfeld außerhalb des Sprühbereiches der Sprühpistole liegt, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel auf gegenüberliegenden Seiten des zu beschichtenden Werkstückes 1.The ionizers are arranged so that their radiation field outside the spray area of the In the embodiment shown, the spray gun is on opposite sides of the one to be coated Workpiece 1.

Die bisher notwendige Kontrolle des Übergangswiderstandes zwischen dem Werkstück 1 und dem geerdeten Förderband 2 erübrigt sich. Denn durch entsprechende Bemessung und Speisung der Ionisatoren kann sichergestellt werden, daß die Werkstücke auf eine Restladung von ungefährlichem Ausmaß entladen werden. Durch die gleichbleibende Potentialdifferenz erzielt man außerdem eine gleichmäßige Schichtdicke über das ganze Werkstück.The previously necessary control of the contact resistance between the workpiece 1 and the Grounded conveyor belt 2 is not necessary. Because through appropriate dimensioning and feeding of the ionizers it can be ensured that the workpieces are discharged to a residual charge of harmless extent will. The constant potential difference also results in a uniform layer thickness over the entire workpiece.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electrostatic spray coating method of workpieces that are conveyed to high-voltage spray devices in be passed and coated in as charge-free condition as possible, characterized in that that the workpieces (1) at least one contactless during the coating process working discharge device (10a, 106, 1Oc ^ happen, which is arranged near the workpiece path in such a way that its radiation field outside of the Spray area of the spray gun lies, the workpieces at least up to one below the The residual charge lying on the ignition threshold can be neutralized.

2. The method according to claim 1, characterized in that the discharge device is designed as an AC voltage ionizer (10a, 10ύ, Wc) and operates with a voltage of the order of about 5 to 15 kV

3. Device for performing the method according to claim 2, characterized in that the AC voltage ionizer (10a, 106, XQc) is connected to a high-voltage transformer (12), the output side of which is connected to a monitoring and control unit (13).