DE3942422A1

DE3942422A1 - Verfahren und vorrichtung zur elektrostatischen oberflaechenentladung und entstaubung von werkstuecken

Info

Publication number: DE3942422A1
Application number: DE19893942422
Authority: DE
Inventors: Peter Kist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-12-21
Filing date: 1989-12-21
Publication date: 1991-06-27
Also published as: DE3942422C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrostatischen Oberflächenentladung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6.

Auf Oberflächen aus isolierenden Materialien legen sich leicht Staubteilchen ab, da diese Oberflächen zur elektrostatischen Aufneigung tendieren. Dieses geschieht z. B. bei der Herstellung von Papier auf den dazu benützten Walzen, bei der Herstellung von Glas, bei der Herstellung von Kunststoffolien oder auch auf Oberflächen von Kraftfahrzeugen, die lackiert sind. Wenn derartige Oberflächen weiterverarbeitet werden sollen, so muß der darauf anhaftende Staub entfernt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, wodurch eine wirksame Entstaubung von Materialoberflächen erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 bzw. durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 6 angegebenen Merkmale gelöst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß ein Luftstrom zwischen zwei Ionisierungseinrichtungen so hindurchgeführt und auf das Werkstück gerichtet wird, daß der Luftstrom zusammen mit den Ionen spitzwinklig auf das Werkstück auftrifft und so Staubteilchen abzuheben vermag. Die Relativbewegung zwischen Werkstück und der Vorrichtung ist jeweils so, daß der Luft- und Ionenstrom der Bewegungsrichtung entgegenläuft. Vorzugsweise wird ein scharfer Luftstrom mittels Flachstrahldüsen erzeugt.

Die Ionisierungseinrichtungen sind stabförmig ausgebildet, wobei jeder Stab eine Vielzahl von Nadeln zur spitzen Entladung in einer Reihe prägt. Diese Nadeln werden mit einem Wechselstrom gespeist, so daß positive wie auch negative Ionen entstehen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der Luftstrom zusammen mit den abgehobenen Staubpartikeln aktiv abgesaugt. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn ebene Flächen zu behandeln sind. Wenn es sich darum dreht, gekrümmte Flächen (z. B. bei Entstaubung von Kraftfahrzeugen) zu behandeln, so ist es von Vorteil, wenn ein sehr starker Luftstrom (aus Flachstrahldüsen) erzeugt und in einem spitzen Winkel, der ca. 70°-80° beträgt, auf die zu behandelnde Oberfläche geblasen wird. Eine Absaugung findet in diesem Fall nicht statt. Vielmehr wird der losgelöste Staub einfach weggeblasen. Auch hier läuft wieder die Bewegungsrichtung des Werkstückes entgegen der Luftstromrichtung, so daß abgeblasener Staub in Richtung auf die noch nicht entstaubten Flächen geblasen wird.

Vorzugsweise ist das Gehäuse als Strangpreßprofil ausgebildet. Dieses Strangpreßprofil weist zum einen eine durchgehende rohrförmige Höhlung auf, welche einen Luftkanal zum Zuführen von Luft bildet. In regelmäßigen Abständen sind senkrecht zu diesem Luftkanal gerichtete Gewindebohrungen angebracht, in welche die Düsen einschraubbar sind.

Beidseits des Luftkanals sind Ausnehmungen in die eine Fläche des Gehäuses eingearbeitet, in welche die stabförmigen Ionisierungseinrichtungen eingesetzt werden können.

Wenn eine Luftabsaugeinrichtung vorgesehen ist, so wird diese ebenfalls im Strangpreßprofil mit ausgeformt.

Zur Befestigung des Gehäuses bzw. der gesamten Einrichtung dienen T-förmige Nuten in der Oberfläche des Gehäuses. Dieses ist hierbei vorzugsweise so ausgebildet, daß zwei Teil-Oberflächen winklig gegeneinander versetzt ausgeformt sind. Jede der Teil-Oberflächen trägt eine der Nuten. Die eine der Teil- Oberflächen ist so ausgerichtet, daß der Luftstrahl im wesentlichen senkrecht zu dieser Teil-Oberfläche austritt, während die andere Teil-Oberfläche geneigt hierzu verläuft. Wird die Vorrichtung z. B. zum Entstauben einer Walze benutzt, so kann man sie über die Nut auf der zum Luftstrom senkrechten Oberfläche befestigen. Sollen im wesentlichen gerade verlaufende Oberflächen (z. B. Kraftfahrzeug-Karosserien) entstaubt werdnen, so wird die andere, geneigte Fläche als Halterungsfläche bzw. die darin enthaltene Nut verwendet.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Vorrichtung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigen

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Absaugvorrichtung,

Fig. 2 schematisierte Darstellungen der Anordnung von mehreren Einzel-Gehäusen zur Darstellung eines Profils,

Fig. 3 eine Schnittansicht ähnlich der nach Fig. 1 durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Anordnung nach Fig. 3.

Gemäß Fig. 1 weist diese Ausführungsform ein einstückig hergestelltes und nach unten offenes Gehäuse 1 auf, dessen obere innere Wandung einen Ionisierungsraum 2 umhüllt. In einer abgeschrägten ebenen Fläche der inneren Umwandlung des Gehäuses 1 sind zwei parallel zueinander angeordnete handelsübliche Ionisierungsstäbe 3, 4 befestigt, die mit einer hier nicht gezeigten externen Spannungsversorgung betrieben werden. An der Frontseite des Gehäuses ist ein Anschluß 6 vorgesehen, über den zwischen den Ionisierungsstäben 3, 4 in äquidistanten Abständen angeordnete Flachstrahldüsen 5 mit Druckluft beaufschlagt werden. Benachbart zum Ionisierungsraum 2 ist ein Absaugkanal 7 im Gehäuse ausgebildet, der zwei weitgehend symmetrisch angeordnete Absauglippen 9, 10 aufweist, die beide zusammen einen Lippenkanal 8 bilden. Die Absauglippe 10, die auch als innere Wandung für den Ionisierungsraum 2 dient, ist dabei kürzer ausgebildet als die äußere Absauglippe 9, damit die Staubpartikel schnell und vollständig abgesaugt werden können. Der obere Teil des Absaugkanals 7 ist in Form eines nach unten offenen Rechtecks ausgebildet und verjüngt sich in Richtung des offenen Lippenkanals 8 zur Form eines annähernd gleichschenkligen Dreiecks. In einer oben liegenden Fläche des Absaugkanals 7 sind ein oder mehrere Absaugstutzen 11 angebracht, über den beispielsweise mittels eine hier nicht gezeigten Radialverdichters die im Ionisierungsraum 2 aufgewirbelten Staubteilchen abgesaugt werden können. Die Vorrichtung ist im bestimmungsgemäßen Gebrauch über einem Werkstück oder einer Bahn 12 angeordnet, die sich in der in Fig. 1 gezeigten Pfeilrichtung bewegt. Die Vorrichtung läßt sich auf einfache Weise über T-Nuten 13 im Strangpreßprofil mit hoher Genauigkeit an Maschinen und Fertigungseinrichtungen befestigen. Die Doppelnuten dienen gleichzeitig zur Höhenverstellung der Vorrichtung und der Neigungsmöglichkeit zur Oberfläche des Werkstückes. Die den Ionisierungsraum 2 mitumhüllende Fläche, welche die parallel an ihr angeordneten Ionisierungsstäbe 3, 4 und die dazwischen angeordneten Flachstrahldüsen 5 trägt, ist gegenüber einer Horizontalfläche bzw. der Oberfläche des Werkstückes 12 nach unten in Richtung auf den Absaugkanal 7 geneigt, wobei der Neigungswinkel vorzugsweise ungefähr 30° beträgt. Auf diese Weise läßt sich ein scharfer Luftstrahl, der die aus den Ionisierungsstäben 3, 4 austretenden positiven und negativen Ionen mitreißt, in einem Winkel von annähernd 60° auf die Oberfläche des zu entstaubenden Werkstückes oder der zu entstaubenden Bahn leiten. Durch die geometrische Anordnung des Lippenkanals 8 wird der Luftstrom mit den darin enthaltenen Staubpartikeln dann gezielt und sicher abgesaugt.

Aufgrund des Konstruktionsprinzips der Vorrichtung lassen sich mehrere Vorrichtungen segmentweise anordnen, wie dies beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist, wodurch auf gekrümmte oder geformte Oberflächen einer Reinigung bzw. Entstaubung zugänglich gemacht werden. Die Bezugszeichen 1 bzw. 12 haben dieselbe Bedeutung wie in Fig. 1 beschrieben.

Bei der in den Fig. 3 und 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Gehäuse 1 wieder als Strangpreßprofil ausgebildet. In diesem Fall ist jedoch keine Absaugvorrichtung vorgesehen. Vielmehr ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung die Oberfläche des Gehäuses dachförmig abgewinkelt, so daß zwei Teil-Oberflächen 15 und 16 entstehen. Die eine Teil-Oberfläche 15 verläuft im wesentlichen senkrecht zur Ausströmrichtung aus den Düsen 5, die andere Teil-Oberfläche 16 verläuft in einem Winkel von etwa 75° hierzu. Dadurch ist gewährleistet, daß bei Befestigung des Gehäuses 1 über die Nut 14 in der Teil-Oberfläche 16 der Luftstrahl aus den Düsen 15 in einem spitzen Winkel auf die Oberfläche des zu behandelnden Werkstückes 12 trifft. Wenn dieses nun in Pfeilrichtung (Fig. 3) entgegen dem Luftstrom gefördert wird, so wird den Ionenstrom aus dem Ionisierungsstab 3 die zu behandelnde Oberfläche mit dem darauf befindlichen Staub entladen, der Staub wird durch den Luftstrom abgehoben und unter weiterer Entladung in Richtung auf die noch unbehandelten Oberflächenteile weggeblasen. Dadurch wird gewährleistet, daß eine staubfreie Oberfläche einer Nachbehandlung zugeführt werden kann.

Claims

1. Verfahren zur elektrostatischen Oberflächenentladung und Entstaubung von Werkstücken, bei dem in einem Gehäuse mit einem Ionisierungsraum mit wenigstens einer Ionisierungseinrichtung positive und negative Ionen erzeugt und diese mittels eines durch Düsen austretenden Luftstrahles auf die Oberfläche des Werkstückes geleitet werden, so daß die von der Oberfläche abgelösten Staubteilchen abgefördert werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Ionisierungsraum zwei sowohl positive als auch negative Ionen enthaltende Ionenströme erzeugt werden, daß diese durch den zwischen ihnen in einem Neigungswinkel zur Oberfläche des zu entstaubenden Werkstückes strömenden Luftstrahl auf diese Oberfläche transportiert werden, und daß der Luftstrahl entgegen eine Bewegungsrichtung des Werkstücks zum Gehäuse gerichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ionen transportierende Luftstrahl in einem Neigungswinkel von ungefähr 70°-80° auf die Oberfläche des Werkstoffes geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strömende Luft zusammen mit den Staubteilchen abgesaugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrahl in einem Neigungswinkel von etwa 60° auf die Oberfläche des Werkstückes geleitet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein scharfer Luftstrahl mittels Flachstrahldüsen erzeugt wird.

6. Vorrichtung zur elektrostatischen Oberflächenentladung und Entstaubung von Werkstücken, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1) und einen Ionisierungsraum (2), wobei in einem oberen Teil des Ionisierungsraumes (2) zwei parallel angeordnete Ionisierungsstäbe (3, 4) und zwischen den Ionisierungsstäben (3, 4) angeordnete Düsen (5) vorgesehen sind, wobei das Gehäuse (1) derart ausgebildet ist, daß eine die Ionisierungsstäbe (3, 4) und die Düsen (5) enthaltende Ebene in bezug auf die Werkstückoberfläche geneigt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel zwischen der die Ionisierungsstäbe (3, 4) und die Düsen (5) aufweisenden Fläche und der Werkstoffoberfläche 70°-80° beträgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Absaugkanal (7) an einem Rand des Gehäuses (1), der dem Rand des Gehäuses (1) gegenüberliegt, in dessen Nähe die Düsen (5) angebracht sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugkanal (2) zwei im wesentlichen symmetrisch zueinander angeordnete Absauglippen (9, 10) aufweist, die einen Lippenkanal (8) zum Absaugen der von der Oberfläche abgelösten Staubteilchen bilden, und daß die Absauglippe (10) eine Seitenwandung des Ionisierungsraumes (2) bildet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seitenwandung des Ionisierungsraumes (2) bildende Absauglippe (10) kürzer ist als die Absauglippe (9).

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Absaugkanal (7) in einem oberen Teil weitgehend rechteckig ausgebildet ist und sich nach unten zum Lippenkanal (8) in Form eines annähernd gleichschenkeligen Dreiecks erstreckt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (5) als Flachstrahldüsen ausgebildet sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche des Gehäuses (1) Nuten (13, 14) mit T- Profil ausgebildet sind, mittels derer eine Höhenverstellung der Vorrichtung unter Einstellung des Neigungswinkels zur Oberfläche des Werkstückes ermöglicht wird.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Gehäuses (1) zur Bildung von Teil- Oberflächen (15, 16) dachförmig abgewinkelt ist, daß eine Nut (13) auf der einen (15) und eine zweite Nut (14) auf der anderen Teil-Oberfläche (16) angebracht ist, und daß die eine Teil-Oberfläche (15) im wesentlichen parallel, die andere Teil-Oberfläche (16) in einem spitzen Winkel zur Ebene verläuft, welche die Ionisierungsstäbe (3, 4) und die Düsen (5) enthält.