DE2734341C3

DE2734341C3 - Abschalteinrichtung für ein System zur elektrostatischen Beschichtung von Gegenständen

Info

Publication number: DE2734341C3
Application number: DE2734341A
Authority: DE
Inventors: Stanley Loren Indianapolis Ind. Bentley
Original assignee: Ransburg Corp
Current assignee: Ransburg Corp
Priority date: 1976-08-09
Filing date: 1977-07-29
Publication date: 1986-10-23
Also published as: JPS5321240A; FR2397735B1; SE7708937L; AU2349777A; JPS6075348A; SE445428B; US4075677A; BR7703210A; JPH0337206B2; GB1591112A; IT1083530B; FR2397735A1; GB1591111A; DE2734341A1; SE8205338D0; JPS6230825B2; JPS6084174A; SE8205338L; DE2734341B2; JPH0337205B2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Abschalteinrichtung für ein System zur elektrostatischen Beschichtung von Gegenständen wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben ist.

Bei Systemen zur elektrostatischen Beschichtung von Gegenständen stellt die Gefahr eines Überschlags zwischen der Beschichtungselektrode und dem zu beschichtenden Gegenstand ein großes Problem dar, weil die dabei entstehenden Lichtbogen beispielsweise

Ulli ijci «Jci Zerstäubung Vcrwcilucisn oUuStSnZCn

zünden können, so daß das Auftreten solcher Durchschläge bzw. Lichtbogen auf jeden Fall vermieden werden muß.

Aus der US-PS 38 94 272 ist eine Abschaltein- « richtung für ein System zur elektrostatischen Beschichtung von Gegenständen bekannt, die ein Meßgerät zur Erfassung des zwischen dem zu beschichtenden Gegenstand und einer Elektrode und damit zwischen den Klemmen einer Stromquelle fließenden Stroms, einen Momentan wer tspeicher für den in bestimmter Zeitfolge abgegriffenen Stromwert und einen Komparator für den Vergleich des abgegriffenen Stromwertes mit dem gespeicherten, vorangegangenen Stromwert zur Erzeugung eines Abschaltsignals für die Stromquelle bei anwachsendem Stromwert aufweist. Es kommt jedoch dann zu relativ starken Schwankungen dieses Stromwertes, wenn Gegenstände mit unterschiedlicher Form und Größe beschichtet werden sollen. Um zu verhindern, daß auch bei diesen, keinen Gefahrenzustand anzeigenden Schwankungen des Stromwertes die Abschalteinrichtung ebenfalls anspricht, neigen manche Bedienungspersonen dazu, die Abschalteinrichtung außer Betrieb zu setzen, wodurch jedoch wiederum die oben erläuterte Gefahr eines Durchschlags zwischen Gegenstand und Elektrode besteht.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Abschalteinrichtung für ein System zur elektrostatischen Beschichtung von Gegenständen zu schaf-'fen, die auch bei Gegenständen mit unterschiedlicher Form und Größe einwandfrei arbeitet und nur im echten Gefahrenfall anspricht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmaie gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß die Abschalteinrichtung nun auch unterschiedliche Formen und Größen der Gegenstände berücksichtigt, das heißt, daß das dem fließenden Strom entsprechende Signal mit der Art der zu beschichtenden Gegenstände korreliert wird, um auf diese Weise zu verhindern, daß bei einer auf der Art der Gegenstände beruhenden Schwankung des Stromwertes die Abschalteinrichtung ausgelöst wird. Sobald die Bedienungsperson einmal festgestellt hat, daß die Abschalteinrichtung einwandfrei arbeitet und selbst bsi Gegenständen mit unterschiedlicher Form und Größe nur im Gefahrenfall anspricht, wird sie nicht in die Versuchung kommen, die Abschalteinrichtung außer Betrieb zu setzen; dadurch wird also die oben erwähnte Gefahrenquelle beseitigt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines AusfUhrungsbeispiels unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Systems zur elektrostatischen Beschichtung von Gegenständen mit einer Abschalteinrichtung nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild von Teilen der Abschalteinrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 3 die wesentlichen Bauteile der Abschalteinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist in Form eines Blockschaltbildes ein automatisches System 10 zur elektrostatischen Hochspannungs-Beschichtung von Gegenständen 14 mit-

Gegenstände 14 auf einem Förderer an der Elektrode 12 vorbeibewegt.

Das System 10 enthält im einzelnen eine Hauptstromversorgung 16, die einen Gleichstrom in einer Zwischenspannung von beispielsweise 28 V erzeugt, sowie eine zusätzliche Stromversorgung t8, die Gleichstrom mit einer oder mehreren, entsprechend

niedrigeren Spannungen, beispielsweise von ±15 V erzeugt. Die beiden Stromversorgungen 16 und 18 liefern die gesamte von dem System 10 benötigte Energie.

Das System 10 enthält außerdem eine Steuer- und Anzeigetafel 20, auf der ständig der Betriebszustand des Systems 10 dargestellt wird. Zur Erzeugung der für die elektrostatische Beschichtung benötigten Hochspannung von beispielsweise —140 kV sind eine Regelschaltung 22 sowie ein Hochspannungstransformator 24 vorgesehen. Dieser Hochspannungstransformator 24 enthält eine Primärwicklung 26 und eine Sekundärwicklung 28. ·

Eine Hochspannungs-Gleichrichter- und Vervielfacherschaltung 30 ist mit der Sekundärwicklung 28 des Hochspannungstransformators 24 verbunden. Die Gegenstände 14 werden auf oder nahe bei dem Potential eines Anschlusses eines Paars von HochspaiiT nungs-Ausgängen 32 und 34 gehalten. Die Hochspannungs-Gleichrichter- und Vervielfacherschaltung 30 erzeugt an den Anschlüssen 32 und 34 ein Potential, das ausreicht, um die zerstäubten Teilchen eines Beschichtungs- bzw. Überzugsmaterials, beispielsweise von Farbe, zu dem Gegenstand 14 anzuziehen und auf diese Weise auf den Gegenstand 14 aufzubringen.

Mittels einer 'Taktimpulsschaltung 38 wird die Regelschaltung 22 angesteuert, um die Spannung der Hauptstromversorgung 16 an die Primärwicklung 26 zu schalten und an der Sekundärwicklung 28 die Hochspannung zu erzeugen.

Da der Gegenstand 14 an der Elektrode 12 vorbeibewegt wird, sollte das Potential in den Ausgängen 32 und 34 so eingestellt werden, daß bei zu geringem Abstand zwischen Gegenstand 14 und Elektrode 12 das Potential an den Ausgängen 32 und 34 schnell, das heißt, praktisch schlagartig, auf einen geringeren, keine Gefahrenquelle mehr darstellenden Wert verringert wird. Denn der bei einem Überschlag zwischen Elektrode und Gegenstand entstehende Lichtbogen kann zu einer Entzündung des Zerstäubungsmaterials und zu einer Gefahr für die Bedienungsperson führen. Aus diesem Grunde ist eine Abschalteinrichtung 36 für die Hochspannung vorgesehen. Diese Abschalteinrichtung 36 ist mit der Gleichrichter- und Vervielfacherschaltung 30 verbunden, um das Potential in den Ausgängen 32 und 34 rasch auf einen kleineren Wert verringern tu können.

Zur Steuerung der Abschalteinrichtung 36 dient eine Voraussageschaltung 40, die mit der Schaltung 30 und der Abschalteinrichtung 36 verbunden ist. Die Voraussageschaltung 40 überwacht die Betriebsbedingungen an der Gleichrichter- und Vervielfacherschaltung 30 und schützt sie gegen unerwünschte Überlastungen und Kurzschlüsse, indem sie in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen Steuersignale für die Abschaltcinrichtung 36 erzeugt. Die Abschalteinrichtung 36 spricht auf diese Steuersignale an, um das Potential in den Ausgängen 32 und 34 auf einen bestimmten Nennwert oder auf die Span-

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Die Voraussageschaltung 40 weist eine statische

Überlastungsschutzschaltung 42 (F i g. 3) auf, die auf den absoluten, maximal zulässigen Strom zwischen den Ausgängen 32 und 34 eingestellt wird. Sobald die statische Überlastungsschaltung 42 einen Stromwert feststellt, der diesen zulässigen Maxinialstromwert übersteigt wird die Abschalteinrichtung 36 betätigt. Außerdem enthält die Voraussageschaltung 40 eine Schaltungsanordnung 44 mit einem Momentanwertspeicher. Die Schaltungsanordnung 44 fragt mit realtiv geringer Frequenz, beispielsweise einer Frequenz von 5 Hz, den -, Stromwert zwischen den Ausgängen 32 und 34 der Schaltung 30 ab und speichert ihn; der abgegriffene Stromwert wird mit dem gespeicherten, vorangegangenen Stromwert verglichen, wobei die Schaltungsanordnung 44 bei anwachsendem Stromwert die Abschaltein-

Ki richtung 36 betätigt die dann das Potential in den Ausgängen 32 und 34 verringert.

Die Voraussageschaltung 40 weist außerdem eine automatische Bereichsschaltung 46 auf. Wenn nämlich Gegenstände 14 mit unterschiedlichen Größen

ι-, und Formen in sich ändernden Ausrichtungen an der Elektrode 12 vorbeibewegt werden, kann es zu starken Änderungen des momentanen Spitzenstroms zwischen den Ausgängen 32 und 34 und damit ggf. einem Ansprechen der Abschalteinrichtung 36 kommen.

in Um die ständige Unterbrechung des Arbeitsablaufs zu vermeiden, besteht nun die Gefahr, daß die Bedienungsperson die statische Überlastungsschaltung 42 so einstellt, daß sie die Abschalteinrichtung 36 nicht auslöst. Außerdem kann die Schaltungsanordnung 44

y, von Hand so verstellt werden, daß ein stark schwankender Strom zwischen den Ausgängen 32 und 34 fließen kann, um die lästige, ständige Unterbrechung des Arbeitsablaufs beim Ansprechen der Abschalteinrichtung zu vermeiden. Um diese Manipulation der

in Abschalteinrichtung auszuschließen, überwacht die automatische Bereichsschaltung 46 ebenfalls einen Betriebsparameter der Schaltung 30. Im allgemeinen handelt es sich dabei ebenfalls um den Strom zwischen den Anschlüssen 32 und 34.

j, Die automatische Bereichsschaltung 46 überwacht, ähnlich wie die Schaltungsanordnung 44, ständig die Betriebsbedingungen. Dabei vergleicht sie den abgefragten und gespeicherten Stromwert an der Schaltung 30 mit einem vorher ausgewählten Vielfachen des

.„ι Stromwertes. Dieses vorher ausgewählte Vielfache wird auf die Arbeitsweise des Systems 10 eingestellt und berücksichtigt etwaige Unterschiede in der Form, der Größe und der Ausrichtung der Gegenstände 14. Bei der dargestellten Ausführungsform kann dieses

.,-, vorher ausgewählte Vielfache getrennt variiert werden. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, dieses Vielfache ständig zu variieren.

Durch die Verwendung der Bereichsschaltung 46 können starke Schwankungen des Ausgangsstroms

,„ zwischen den Ausgänge: 32 und 34 auftreten, ohne daß jedesmal die Abs<.!.altcinrichtung anspricht; die Abschalteinrichtung wird also nur dann betätigt, wenn ein echter Gefahrenzustand an den Ausgängen 32 und 34 vorliegt.

-_r, Einzelheiten des Aufbaus der Hochspannungs-Gleichrichtcr- und Vervielfacherschaltung 30 sind in Fig. 2 dargestellt. Bei der gezeigten Ausführi-ngsform handelt es sich bei der Hochspannung um eine negative Spannung mit hoher Amplitude, beispielsweise

_h(| um eine Gleichspannung von —140 kV. Zur Erzeu-

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därwicklung28 des Hochspannungstransformators 24 induzierten Spannungsänderungen in der Schaltung 30 gleichgerichtet und beispielsweise um einen Fak- ^ tor 6 vervielfacht. Die in Fig.2 dargestellten, die Gleichrichtung und Vervielfachung durchführenden Bauelemente sollen nicht näher erläutert werden.

Ein Anschluß einer Parallelschaltung aus einem

Mikroamperemeter 610 und einem dessen Skala zugeordneten Widerstand 612 ist mit einem Anschluß 546 der Sekundärwicklung 28 des Hochspannungstransformators 26 verbunden. Eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 616 und einem Kondensator 614 liegt zwischen dem anderen Anschluß 618 des der Skala des Mikroamperemeters zugeordneten Widerstandes und Erde. Der Anschluß 618 wird auf einem etwas positiven Potential gehalten. Da die Schaltung des Mikroamperemeters 610 zwischen dem Anschluß 546 an der Sekundärwicklung 28 und Erde liegt, ist der durch die Schaltung fließende Strom gleich dem Strom, der zwischen den Anschlüssen 32 und 34 der Hochspannungsschaltung 30 fließt. Infolgedessen ist die Spannung an dem Anschluß 618 immer proportional zu dem Strom, der zwischen den Ausgängen 32 und 34 fließt.

In Fig. 3 sind z. T. in Form eines Blockschaltbildes die wesentlichen Bauelemente der Voraussageschaltung 40 dargestellt. Dabei wird ein Signal, das den Stromfluß zwischen den Ausgängen 32 und 34 der Schaltung 30 darstellt, von dem Anschluß 618 aus an ein dreipoliges aktives Filter 620 gekoppelt. Das Filter 620 ist ein sogenanntes Butterworth-Filter.

Das aktive Filter 620 weist drei in Reihe geschaltete Widerstände 622 bis 626 auf, die zwischen dem Anschluß 618 und dem invertierenden Eingang 3 eines Verstärkers 628 liegen. Der Ausgang 6 des Verstärkers 628 ist über einen Rückkopplungswiderstand 630 mit dem invertierenden Eingang 2 verbunden. Zwischen die Verbindung der Widerstände 622 und 624 und Erde ist eine Parallelschaltung aus einem Kondensator 632 und einer Z-Diode 634 geschaltet, deren Anode geerdet ist. Ein Kondensator 636 liegt zwischen dem Anschluß 3 und Erde. Ein Kondensator 638 ist zwischen den Anschluß 6 und die Verbindung der Widerstände 624 und 626 geschaltet. Der Anschluß 2 ist über einen Widerstand 640 geeerdet. Eine Anzeigeschaltung 642 mit einer transistorgesteuerten LED liefert eine visuelle Anzeige dafür, ob ein Signal am Ausgang des Verstärkers 628 des Filters 620 vorhanden ist.

Der Ausgang 6 des Verstärkers 628 ist über einen Widerstand 644 mit dem invertierenden Eingang 6 eines Verstärkers 646 in der Schaltungsanordnung 44 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang 5 des Verstärkers 646 ist über einen Widerstand 648 geerdet. Der Ausgang 7 des Verstärkers 646 ist über einen Rückkopplungswiderstand 650 mit dem Anschluß 6 verbunden.

Der Ausgang 6 des Verstärkers 628 ist ferner über zwei in Reihe geschaltete Widerstände 652 und 654 mit einer von Hand zu schaltenden Widerstandsmatrix 655 verbunden. Die Matrix 655 weist einen Satz von acht wahlweise betätigbaren Schaltern 656 bis 670 auf. Acht in Reihe geschaltete Widerstände 672 bis 686 sind zwischen Masse an einem Anschluß des Widerstandes 686 und einen Anschluß des Widerstandes 688 geschaltet, der mit einem Anschluß des Widerstandes 672 verbunden ist. Der andere Anschluß des Widerstandes 688 ist geerdet. Der andere Anschluß des Schalters 656 ist mit der Verbindung der Widerstände 672 und 688 gekoppelt. Diese Verbindung liegt über einen Widerstand 690 an +15 V. Der andere Aaschluß des Schalters 658 ist mit der Verbindung der Widerstände 672 und 674 gekoppelt. Der zweite Anschluß des Schalters 660 ist mit der Verbindung der Widerstände 674 und 676 verbunden; der zweite An-

schluß des Schalters 662 ist mit der Verbindung der Widerstände 676 und 678 gekoppelt. Der zweite Anschluß des Schalters 664 ist an die Verbindung der Widerstände 678 und 680 angeschlossen. Der zweite Anschluß des Schalters 666 ist mit der Verbindung der Widerstände 680 und 682 gekoppelt; der zweite Anschluß des Schalters 668 ist mit der Verbindung der Widerstände 682 und 684 und der zweite Anschluß des Schalters 670 mit der Verbindung der Widerstände 684 und 686 gekoppelt.

Die Verbindung der Widerstände 652 und 654 ist mit dem invertierenden Eingang 2 eines Summierverstärkers 692 gekoppelt. Der nichtinvertierende Eingang 3 des Verstärkers 692 ist über einen Widerstand 694 geerdet. Der Ausgang 1 des Verstärkers 692 ist über einen Rückkopplungswiderstand 696 mit dem Eingang 2 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 692 ist auch mit einem Eingang 8 eines Momentanwertspeichers 700 verbunden. Spannungen werden von den Zuleitungen mit +15 und —15 V an die Anschlüsse 4 bzw. 11 des Momentanwertspeichers 700 angelegt. Ei.ie Spannung wird auch von der Zuleitung —15 V über einen Reihenwiderstand 702 an den Anschluß 14 angelegt. Diese Spannnung wird mittels einer Z-Diode 704 gesteuert, welche mit dem Anschluß 14 verbunden ist.

Der Momentanwertspeicher 700 wird durch ein Signal von der Taktimpulsschaltung 38 getastet. Ein von der Taktimpulsschaltung 38 zugeführtes 5 kHz-Signal wird an einen Anschluß 706 einer Teilerschaltung 707 der Schaltung 40 angelegt. Der Anschluß 706 ist mit einem Eingang 6 einer integrierten Schaltung 708 verbunden, die ein Teilungsverhältnis von 1:10 liefert. Der Ausgang 12 der Schaltung 708 ist mit dem Eingang 6 einer integrierten Schaltung 710 verbunden, die ein Teilungsverhältnis von 1:10 liefert. Der Ausgang 12 der Schaltung 710 ist mit dem Eingang 6 einer integrierten Schaltung 712 verbunden, die ein Teilungsverhältnis von 1:10 liefert. Diese drei in Kaskade geschalteten Schaltungen 708,710 und 712 mit jeweils einem Teilungsverhältnis von 1:10 setzen die Frequenz der 5 kHz-Impulse, die an den Anschluß 6 der Schaltung 708 angelegt werden, um einen Faktor 1000 herunter. Infolgedessen liegen am Ausgang 12 der Schaltung 712 impulse mit einer Frequenz von 5 Hz an. Die 5 Hz-Impulse werden in einer integrierten Wellenformerschaltung 714 geformt, weiche mit dem Anschluß 12 der integrierten Schaltung 712 verbunden ist. Der Ausgang 2 der Wellenformerschaltung 714 ist über eine Teilerschaltung aus Widerständen 716 und 718 mit Erde verbunden. Die Verbindung der Widerstände 716 und 718 ist mit den Eingängen 12 und 13 des Momentanwertspeichers 700 verbunden.

Während des Betriebs kann der Momentanwertspeicher 700 als Schaltungsanordnung mit einem Schalter angesehen werden, welcher geschlossen wird, um seine Anschlüsse 8 und 10 für ein kurzes Abfrageintervall miteinander zu verbinden, nachdem jeweils ein positiv verlaufender Impuls an seinen Anschlüssen 12 und 13 anliegt. Durch das Schließen des Schalters wird die Spannung am Anschluß 8 des Momentanwertspeichers 700 an einen Abfrage- und Speicherkondensator 720 angelegt, welcher zwischen dem Anschluß 10 des Momentanwertspeichers 700 und Erde liegt. Nachdem diese Abfragespannung in dem Kondensator 720 gespeichert worden ist, wird der Schalter geöffnet, wodurch die gespeicherte Spannung bis zum

Beginn des nächsten Abfrageintervalls gehalten wird. Da bei dieser Ausführungsform die Abfragefrequenz 5 Hz beträgt, dauert das Halteintervall 200 msek.

Eine Anzeigeschaltung 719 ist ebenfalls mit dem Ausgang 2 der Wellenformerschaltung 714 verbunden. Die Anzeigeschaltung 719 weist eine transistorgesteuerte LED auf, welche bei Vorhandensein eines Signals am Anschluß 2 der Schaltung 714 eine visuelle Anzeige liefert.

Die im Kondensator 720 gespeicherte Spannung wird an den nichtinvertierenden Eingang 3 eines Verstärkers 722 angelegt. Der Ausgang 6 des Verstärkers 722 ist mit seinem invertierenden Eingang 2 verbunden, so daß der Verstärker 722 einen nichtinvertierenden Verstärker bildet.

Der Ausgang 6 des Verstärkers 722 ist über einen Reihenwiderstand 724 mit dem nichtinvertierenden Eingang S eines Verstärkers 726 verbunden, dessen Ausgang 7 über einen Rückkopplungswiderstand 728 mit dem Eingang 6 verbunden ist. Der Ausgang 7 des Verstärkers 646 ist über einen Widerstand 730 mit dem invertierenden Eingang 6 des Verstärkers 726 verbunden.

Der Verstärker 726 dient als Vergleichcr, welcher ein Signal, das sich auf den gerade vorhandenen Wert des zwischen den Anschlüssen 32 und 34 der Hochspannungsschaltung 30 fließenden Stroms bezieht (wobei das Signal an dessen invertierenden Eingangsanschluß 6 angekoppelt ist), und ein Signal vergleicht, das sich auf den abgefragten und gespeicherten Wert des Stroms bezieht, der sich während jedes Abfrageintervalls in dem Kondensator 720 befindet, wie oben beschrieben ist. Dieses letzte Signal wird dem Anschluß 5 des Vergleichers 726 zugeführt. Das Ausgangssignal von dem Filter 620 am Anschluß 6 des Verstärkers 628 wird über einen Widerstand 652 an eine Summierstelle an der Verbindung zwischen den Widerständen 652 und 654 angelegt. Eine Bezugsspannung, die durch die von Hand schaltbare Widerstandsmatrix 655 zwischen der Versorgungsleitung mit +15 V und Erde gebildet wird, wird über den Widerstand 654 der Summierstelle zugeführt. Diese beiden Spannungen werden an den invertierenden Eingang 2 des Summierverstärkers 692 angelegt. Hierbei ist es wichtig, daß die Summe dieser beiden Spannungen den tatsächlichen oder Ist-Gleichspannungsanteil des Stromflusses zwischen den Anschlüssen 32 und 34 plus einer einen fest vorgegebenen Unterschied darstellenden Spannung bildet, die durch die Bezugsspannung von +15 V und die Widerstandsmatrix 655 erzeugt wird. Auf diese Weise wird das Spannungssignal am Ausgang 1 des Verstärkers 622 auf den tatsächlichen oder Ist-Gleichstromanteil des Stroms zwischen den Anschlüssen 32 und 34 plus dem festgelegten Unterschied bezogen. Dieses Signal wird in dem Abfrage- und Speicherkondensator 720 während jedes Abfrageintervalls gespeichert. Die gespeicherte Spannung wird gehalten, bis das nächste Abfrageintervall beginnt. Die gespeicherte Spannung wird über den nichtinvertierenden Verstärker 722 und den Widerstand 724 dem nichtinvertierenden Eingang 5 des Vergleichers 726 zugeführt.

Das Ausgangssignal vom Verstärker 628 des Filters 620 wird über einen invertierenden Verstärker 646 und einen Widerstand 730 dem nichtinvertierenden Eingang 6 des Vergleichers 726 zugeführt. Wenn während der Beschichtung eines Gegenstandes 14 das Signal, das auf den tatsächlichen oder Ist-Wert des

Stroms zwischen den Anschlüssen 32 und 34 bezogen ist und an dem Anschluß 6 des Vergleichers 726 anliegt, das abgefragte Signal Übersteigt, geht der Ausgang 7 des Vergleichers 726 auf ein positives Potential. Die Bedeutung dieses positiven Potentials wird anschließend noch erläutert.

Der Anschluß 1 des Summierverstärkers 692 ist auch mit einer zweiten von Hand schaltbaren Widerstandsmatrix 732 in der automatischen Bereichsschaltung 46 verbunden. Die Matrix 732 weist acht in Reihe geschaltete Widerstände 734 bis 748 auf. Ein Anschluß des Widerstands 748 ist über einen Widerstand 750 geerdet. Wie in der vorstehend beschriebenen Widerstandsmatrix wird auch die Matrix 732 durch acht Schalter 752 bis 766 gesteuert.

Die Verbindung der Widerstände 734 und 736 ist mit einem Anschluß des Schalters 752 gekoppelt, während die Verbindung der Widerstände 736 und 738 mit einem Anschluß des Schalters 754 gekoppelt ist. Die Verbindung der Widerstände 738 und 740 ist mit einem Anschluß des Schalters 756 gekoppelt, während die Verbindung der Widerstände 740 und 742 mit einem Anschluß des Schalters 758 gekoppelt ist. Die Verbindung der Widerstände 742 und 744 ist mit einem Anschluß des Schalters 760 gekoppelt, während die Verbindung der Widerstände 744 und 746 mit einem Anschluß des Schalters 762 gekoppelt ist. Die Verbindung der Widerstände 746 und 748 ist mit einem Anschluß des Schalters 764 und die Verbindung der Widerstände 748 und 750 ist mit einem Anschluß eines Schalters 766 gekoppelt. Die zweiten Anschlüsse der Schalter 752 bis 766 bilden einen gemeinsamen Anschluß.

Der gemeinsame Anschluß der Schalter 752 bis 766 ist über einen Widerstand 768 mit einem invertierenden Eingang 2 eines Verstärkers 770 verbunden. Ein nichtinvertierender Eingang 3 des Verstärkers 770 ist über einen Widerstand 772 mit dem Ausgang 6 des Verstärkers 722 verbunden. Der Ausgang 1 des Verstärkers 770 ist über einen Rückkopplungswiderstand 774 mit dessen invertierendem Eingang 2 verbunden. Der Verstärker 770 dient als Vergleicher, welcher in gleicher Weise wie der Vergleicher 726 das gleiche Signal, das auf den abgefragten Wert des Stroms zwischen den Anschlüssen 32 und 34 der Hochspannungsschaltung 30 bezogen ist, mit einem Signal vergleicht, das auf den tatsächlichen Wert des zwischen den Anschlüssen 32 und 34 fließenden Stroms bezogen ist.

Der Ausgang des Vergleichers 726 ist über eine Diode 776 und einen Widerstand 778 mit einer Steuerleitung 779 verbunden.

Der Ausgang 1 des Vergleichers 770 ist über eine Didoe 782 und einen Widerstand 784 mit derselben Steuerieitung 779 verbunden. Eine in zwei Richtungen wirkende Z-Diode 786 liegt zwischen der Steuerleitung 779 und Erde. Der Kollektor eines Steuertransistors 788 ist mit der Steuerleitung 779 verbunden; sein Emitter ist geerdet. Die Basis des Transistors 788 ist über einen Widerstand 790 mit dem Anschluß 514 der Schalt- und Regelanordnung verbunden. Infolgedessen steuert die Spannung am Anschluß 514 die Spanung an der Steuerleitung 779. Der Grund hierfür wird nachstehend noch erläutert.

Die Steuerelektrode eines gesteuerten Siliziumgleichrichters (SCR) 792 ist über eine Reihenschaltung aus einer Diode 793 und einem Widerstand 794 mit der Steuerleitung 779 verbunden. Die Steuerelek-

trode des Gleichrichters (SCR) 792 ist auch über eine Wellenformerschaltung, die eine Parallelschaltung aus einem Widerstand 795 und einem Kondensator 796 aufweist, mit Erde verbunden. Eine in zwei Richtungen wirkende Z-Diode 797 liegt parallel zu der Wellenformerschaltung, um die Steuerelektrode des Gleichrichters (SCR) 792 zu schützen. Die Katode des Gleichrichters (SCR) 792 ist geerdet, während seine Anode mit dem Anschluß 157 eines Solenoids, auf der Steuertafel 20 (s. Fig. 1) verbunden ist.

Die Steuerelektrode eines gesteuerten Siliziumgleichrichters (SCR) 798 ist ebenfalls mit der Steuerleitung 779 verbunden. Ein zu einem Widerstand 800 parallel geschalteter Kondensator 799 Hegt zwischen der Steuerelektrode des Gleichrichters (SCR) 798 und Erde. Die Katode des Gleichrichters (SCR) 798 ist geerdet, während seine Anode mit der Basis eines Transistor 802 verbunden ist. Die Basis des Transistors 802 ist über einen Widerstand 804 mit seinem Kollektor verbunden, der wiederum an einem Anschluß 137 an der Steuertafel 20 anliegt. Der Emitter des Transistors 802 ist mit der Anode der Diode 803 verbunden, deren Kathode über einen Widerstand 804 und eine LED 806 an Erde liegt.

Die Katode der Diode 803 ist auch mit einem Anschluß einer Parallelschaltung aus einer in zwei Richtungen wirkenden Z-Diode 808 und einem schnellen Relais-Solenoid 810 verbunden. Der andere Anschluß dieser Parallelschaltung 808, 810 ist geerdet. Infolgedessen steuert die Spanung an der Steuerleitung 779 die Leitung des Gleichrichters (SCR) 798, welcher seinerseits die Leitung des Transistors 802 und den Stromfluß durch das Solenoid 810 steuert. Die LED 806 liefert eine visuelle Anzeige für die Erregung des Solenoids 810.

Die Voraussageschaltung 40 weist auch die statische Überlassungsstrom-Schutzschaltung 42 auf, die wiederum einen Vergleicherverstärker 812 enthält. Der nichtinvertierende Eingang 3 des Verstärkers 812 ist über einen Widerstand 814 mit dem Schleifarm eines Potentiometers 816 verbunden. Die anderen Anschlüsse des Potentiometers 816 sind geerdet bzw. mit der Katode einer Z-Diode 818 verbunden, deren Anode ebenfalls geerdet ist. Die Katode der Z-Diode SlS ist über einen Widerstand 820 mit der Speisequelle +15 V verbunden.

Der invertierende Eingang 2 des Verstärkers 812 ist über einen Widerstand 822 mi dem Ausgang 6 des Verstärkers 628 in dem aktiven Filter 620 verbunden. Ein Rückkopplungswiderstand 824 liegt zwischen dem Ausgang 1 des Verstärkers 812 und dessen invertierendem Eingang. Der Ausgang des Verstärkers 812 ist auch über eine Diode 826, einen Widerstand 828 und eine in zwei Richtungen wirkende Z-Diode 830 mit Erde verbunden. Die Verbindung des Widerstandes 828 und der Z-Diode 830 ist über einen Widerstand 832 mit der Basis eines Schalttransistors 834 des Hauptrelais gekoppelt. Die Basis des Transistors 834 ist über einen Widerstand 835 ebenso wie sein Emitter geerdet. Der Kollektor des Transistors 834 ist mit einem Anschluß 151 an der Steuertafel 20 verbunden.

Der Ausgang des Verstärkers 812 ist über einen Widerstand 836 mit dem invertierenden Eingang 6 eines Verstärkers 838 verbunden. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 838 ist über einen Widerstand 840 geerdet, während sein Ausgang 7 über einen Rückkopplungswiderstand 842 mit dessen in-

vertierendem Eingang verbunden ist. Der Ausgang des Verstärkers 838 ist über eine Diode 844 auch mit der Verbindung einer Diode 793 und eines Widerstands 794 in der Steuerschaltung des gesteuerten Gleichrichters 792 gekoppelt.

Beim Einschalten des Systems 10 bleibt der Anschluß 514, welcher mit der Basis des Steuertransistors 788 (Fig. 3) verbunden ist, positiv. Infolgedessen bleibt der Transistor 788 leitend, und die Steuerleitung 779 (Fig. 3) bleibt annähernd auf Erdpotential. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne wird der Transistor 788 (Fig. 3) nichtleitend, und die Steuerleitung 779 nimmt das Potential an, das an sie über die Steuerschaltung angelegt wird (s. F i g. 3).

Nunmehr wird an die statische Überlastungsschutzschaltung 42 (Fig. 3) ein Steuerpotentiai über das Potentiometer 816 angelegt, wenn ein Potential von +15 V verfügbar wird. Da unmittelbar nach der Erregung des Systems 10 kein Strom zwischen den Anschlüssen 32 und 34 fließt, liegt kein Ausgangssignal am Anschluß 6 des Verstärkers 628 des Filters 620 an. Der Anschluß 1 des Verstärkers 812 ist positiv. Dieses positive Potential wird an die Basis des Transistors 834 angelegt, wodurch der Transistor in Sättigung gesteuert wird und Strom über den Anschluß 151 von der Steuertafel zur Erde fließen läßt und Hochspannung-an die Anschlüsse 32 und 34 der Schaltung 30 angelegt wird. ^.

Bei Anliegen des Potentials an einem Anschluß der Schalttafel 20 wird der Transistor 802 (Fig. 3) angeschaltet. Sobald der Transistor 802 leitend ist, wird das Solenoid 810 des Schnellschaltrelais erregt, wodurch Kontakte auf der Schalttafel 20 geschlossen werden, so daß Strom durch die Abschalteinrichtung 36 fließen kann.

Das System 10 kann nunmehr für eine Beschichtung ein Potential anlegen. Wenn die Gegenstände 14 an der Elektrode 12 vorbeilaufen, werden aufgrund des Stromflusses zwischen den Anschlüssen 32 und 34 geladene Partikel des Beschichtungsmaterials von der Elektrode 12 aus auf die Gegenstände 14 aufgebracht. Wie oben ausgeführt wurde, liegen Spannungssignale, die sich auf diesen Stromfluß beziehen, am Anschluß der Fig. 2 und 3 an. Diese Signale beziehen sich immer unmittelbar auf den tatsächlichen, zwischen den Anschlüssen 32 und 34 fließenden Strom, also den Istwert. Am Anschluß 6 des Verstärkers 628 im Filter 620 liegt im wesentlichen nur der Gleichspannungsteil der Signale an (s. Fig. 3). Diese Signale werden laufend in dem Verstärker 812 mit der statischen Überlastungsstromeinstellung des Potentiometers 816 verglichen. Sollte der tatsächliche Gleichstromanteil des Stroms zwischen den Anschlüssen 32 und 34 diese statische Überlastungseinstellung überschreiten, dann wird der Anschluß 1 des Verstärkers 812 auf ein niedriges Potential herabgesetzt. Der Transistor 834 wird abgeschaltet, und ein Solenoid auf der Schalttafel wird entregt. Ein hohes Potential liegt am Ausgang 7 des Verstärkers 838 an. Dieses hohe Potential hat einen Stromfluß in der Steuerelektrode des gesteuerten Siüziumgleichrichters 792 zur Folge, wodurch dieser (792) angeschaltet wird und das Potential seiner Diode annähernd auf Erdpotential herabgesetzt wird, der Strom fließt durch ein Solenoid und eine Lampe auf der Schalttafel 20. Aufgrund des Stromflusses durch das Solenoid werden normalerweise offene Kontakte geschlossen und dadurch das Solenoid angeschaltet. Die Lampe

liefert eine visuelle Anzeige für eine Stromüberlastung. Durch die Erregung des Solenoids werden auch normalerweise geschlossene Kontakte auf der Schalttafel geöffnet. Durch das Offnen dieser Kontakte wird der Stromfluß in der Abschalteinrichtung 36 unterbrochen. Kontakte der Abschalteinrichtung 36 werden geschlossen, wodurch die Hochspannungsquelle kurzgeschlossen wird.

Nunmehr sollen die normalen Betriebsbedingungen in dem System 10 wiederhergestellt werden und die Schaltungsanordnung 44 beschrieben werden. Signale, welche den Gleichstromanteil des Stromflusses zwischen den Anschlüssen 32 und 34 darstellen, werden' über den invertierenden Verstärker 646 an den invertierenden Anschluß 6 des Vergleichers 726 angelegt. Ferner werden diese Signale plus ein einen fest vorgegebenen Unterschied darstellendes Signal von der Matrix 655 in dem Verstärker 692 summiert und dem integrierten Momentanwertspeicher 700 zugeführt. Nach jeweils 200 msek wird das Signal am Anschluß 1 des Verstärkers 692 abgefragt.

Wenn der Strom zwischen den Anschlüssen 32 und 34 nicht den Strom in dem Abfrageintervall plus diesen einen fest vorgegebenen Unterschied darstellenden Strom überschreitet, ist das Eingangssignal am Anschluß 5 des Vergleichers 726 größer als das Signal an dessen Anschluß 6, und der Ausgang 7 des Vergleichers 726 bleibt auf niedrigem Potential. Wenn jedoch der tatsächliche Strom zwischen den Anschlüssen 32 und 34 während des Haltintervalls diesen fest vorgegebenen Unterschied überschreitet, steigt das Potential am Anschluß 7 des Verstärkers 726 und infolgedessen an der Steuerleitung 779 an. Aufgrund dieser Zunahme fließt Strom durch die Steuerelektroden der gesteuerten Siliziumgleichrichter 792 und 798, wodurch diese angeschaltet werden. Der Transistor 802 wird dann abgeschaltet, das Solenoid 810 entregt und die Kontakte auf der Schalttafel 20 geöffnet. Der Stromfluß über die Spule der Abschalteinrichtung wird unterbrochen, indem die Anschlüsse 32 und 34 kurzgeschlossen werden. Da der gesteuerte Siliziumgleichrichter 792 leitend geworden ist, wird das Solenoid auf der Schalttafel erregt, dadurch werden die Kontakte geschlossen und das Solenoid angeschaltet. Durch eine Lampe wird visuell angezeigt, daß die Spannung an den Anschlüssen 32 und 34 unterbrochen ist.

Nunmehr wird Bezug genommen auf die automatische Bereichsschaltung 46 und auf die normalen Betriebsbedingungen in dem System 10: das Signal, das den augenblicklichen Strom zwischen den Anschlüssen 32 und 34 plus einen fest vorgegebenen Unterschied darstellt, wird von dem Anschluß 1 des Summierverstärkers 692 an die von Hand geschaltete Widerstandsmatrix 732 angelegt. Die Widerstandsmatrix 732 weist einen dämpfenden Spannungsteiler aus Widerständen an dem invertierenden Eingang 2 des Vergleichers 770 auf. Der nichtinvertierende Eingang 3 des Vergleichers 770 erhält das Abfrage- und Haltesignal, das sich auf den Strom zwischen den Anschlüssen 32 und 34 bezieht, plus den fest vorgegebenen Unterschied, wie er gerade an dem nichtinvertierenden Eingang 5 des Vergleichers 726 anliegt. Der Vergleicher 770 vergleicht infolgedessen das Abfrage- und Haltesignal, das sich auf den Strom zwischen den Anschlüssen 32 und 34 bezieht. Wenn der augenblickliche Strom, der durch die Widerstandsmatrix 732 geschwächt ist, zu irgendeinem Zeitpunkt das Signal überschreitet, das sich auf den vorangegangenen Stromwert bezieht, geht der Ausgang 1 des Vergleichers 770 auf positives Potential, welches dann an der Steuerleitung 779 anliegt.

Hierbei ist wichtig, daß der Vergleicher 770 ein Signal, das sich auf den gespeicherten Wert des Stromes zwischen den Anschlüssen 32 und 34 bezieht, mit einem Signal vergleicht, das sich auf den augenblicklichen, tatsächlichen Strom zwischen den Anschlüssen 32 und 34 bezieht. Infolgedessen wird der Vergleicher 770 nicht mit der absoluten Größe des Stromes zwischen den Anschlüssen 32 und 34 in der Weise beaufschlagt wie der einen fest vorgegebenen Unterschied schaffende Vergleicher 726. Der Vergleicher 770 wird vielmehr nur mit dem Unterschied zwischen dem augenblicklichen Wert und dem Abfrage- und Haltewert dieses Stromes beaufschlagt. Infolgedessen arbeiten der Vergleicher 770 und die ihm zugeordneten Bauelemente in der Schaltung 46 automatisch innerhalb eines vorgegebenen Bereichs.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist für die automatische Bereichsschaltung 46, bei der dasselbe Abfrage- und Haltesignal wie bei der Schaltungsanordnung 44 verwendet wird, kein eigener Momentanwertspeicher erforderlich. Dies hat eine Einsparung bei dem Schaltungsaufbau zur Folge, der für die automatische Bereichsschaltung erforderlich ist Die automatische Bereichsschaltung 46 könnte Signale unmittelbar von dem aktiven Filter 620 erhalten, derartige Signale in ihrem eigenen Momentanwertspeicher, der der Schaltung entspricht, abfragen und halten, und die gespeicherten Signale mit Signalen vergleichen, die ein vorbestimmtes, fest vorgegebenes Vielfaches des Ausgangssignals am Filter 620 darstellen. Dieses vorbestimmte Vielfache könnte in einer von Hand schaltbaren Wider-Standsmatrix, wie beispielsweise der Matrix 732, eingestellt werden. Die verschiedenen Bauelemente des Systems können durch die folgenden, im Handel erhältlichen Geräte und Schaltungen realisiert werden.
Hochspannungsschalter 36 " Kilovac XKC-27
integrierte Schaltungen

708, 710,712

646,692,726,770

812,838

741

Motorola MC 684

Motorola MC 667

National AH 0014 CD

301

1/2 458

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abschalteinrichtung für ein System zur elektrostatischen Beschichtung von Gegenständen

mit einem Meßgerät zur Erfassung des zwischen dem zu beschichtenden Gegenstand und einer Elektrode und damit zwischen den Klemmen einer Stromquelle fließenden Stroms,

mit einem Momentanwertspeicher für den in bestimmter Zeitfolge abgegriffenen Stromwert, und

mit einem ersten Komparator für den Vergleich des abgegriffenen Stromwertes mit dem gespeicherten, vorangegangenen Stromwert zur Erzeugung eines Abschaltsignals für die Stromquelle bei anwachsendem Siromwert, . ,

gekennzeichnet durch

eine Schaltungsanordnung (732) zur Reduzierung des abgegriffenen Stromwertes auf einen vorgegebenen Bruchteil, und

durch einen zweiten Komparator (770) für den Vergleich des im Momentanwertspeicher (700, 720) gespeicherten Stromwertes mit dem reduzierten Stromwert der Schaltungsanordnung (732) 2s zur Erzeugung eines Abschaltsignals für die Stromquelle (16) bei gegenüber dem gespeicherten Stromwert größerem reduzierten Stromwert.

2. Abschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang (618) des Meßgerätes und dem Eingang des Momentanwertspeichers (700,720) sowie der Schaltungsanordnung (732) eine Summieranordnung (692) liegt, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang einer weiteren, eine Bezugsspannung lie- 3s fernden Schaltungsanordnung (655) verbunden ist.

3. Abschalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnungen (655, 732) jeweils aus einem Widerstands- *o netzwerk (672,674,676,678,680,682,684,686,734, 736, 738, 740, 742, 744, 746, 748) mit zugeordneten Schaltern (656,658,660,662,664,666,668,670; 752, 754,756,758,760,762,764,766) bestehen.

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