DE960526C

DE960526C - Device for the electrostatic surface treatment of non-conductive or poorly conductive workpieces

Info

Publication number: DE960526C
Application number: DES26817A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Feldmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-01-17
Filing date: 1952-01-17
Publication date: 1957-03-21

Description

Die elektrostatische Oberflächenbehandlung von nicht oder schlecht leitenden Werkstücken hat bislang erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Diese sind darauf zurückzuführen, daß bei der normalen Anordnung eines an hoher Gleichspannung liegenden Sprühgitters mehr Ionen erzeugt werden, als zur Aufladung des Behandlungsmittels erforderlich sind. Dadurch werden nicht nur das geladene Behandlungsmittel, sondern auch die viel schneller beweglichen Ionen durch das elektrische Feld auf die Oberfläche der Werkstücke geleitet. Während die Werkstücke vor Eintritt in die Spritzzelle praktisch Erdpotential aufweisen, wird nun die Oberfläche durch die auftretenden Ionen auf die gleiche Polarität wie das Behandlungsmittel gebracht. Bei metallischen Werkstücken fließt diese Aufladung sofort zur Erde ab. Bei schlecht oder nicht leitenden Werkstücken bleibt sie auf der Oberfläche der Werkstücke haften. Infolge der Aufladung wird das Behandlungsmittel zum größeren Teil wieder von der Werkstücksoberfläche abgestoßen. Die Behandlung wird also nicht einwandfrei durchgeführt.The electrostatic surface treatment of non-conductive or poorly conductive workpieces has so far causes considerable difficulties. These are due to the fact that in the normal arrangement If a spray grille is connected to a high DC voltage, more ions are generated than to charge the Treatment agent are required. This will be not only the charged treatment agent, but also the much faster moving ions through the electrical field conducted on the surface of the workpieces. While the workpieces before entering the Spray cell have practically earth potential, the surface is now affected by the ions that occur brought the same polarity as the treatment agent. In the case of metallic workpieces, this charge flows immediately off to earth. In the case of poorly or non-conductive workpieces, it remains on the surface of the workpieces be liable. As a result of the charging, the treatment agent is largely recovered from the Workpiece surface repelled. The treatment is therefore not carried out properly.

Bei der elektrostatischen Oberflächenbehandlung von nicht oder schlecht leitenden Werkstücken sind erfindungsgemäß zwischen der Sprühelektrode und den Werkstücken räumlich feststehende, eine Aufladung des Werkstücks durch nicht zur Aufladung des Behandlungsmittels erforderliche Ionen verhindernde Schirmelektroden angeordnet. Diese Schirmelektroden haben die Aufgabe, die überschüssigen Ionen von den schlecht leitenden Werkstücken fernzuhalten undFor the electrostatic surface treatment of non-conductive or poorly conductive workpieces according to the invention between the spray electrode and the workpieces spatially fixed, a charge of the workpiece by ions that are not required for charging the treatment agent Screen electrodes arranged. These shield electrodes have the task of removing the excess ions from the keep away from poorly conductive workpieces and

vorteilhaft nach Erde abzuleiten. Das schwer bewegliche Behandlungsmittel wird indessen durch die Geschwindigkeit nach Austritt aus der Zerstäuberdüse und die größere Trägheit der schwebenden Masseteilchen nicht bis auf die Schirmelektroden angezogen, sondern gelangt über den Wirkungsbereich der Schirmelektroden hinaus. Es kann sich nunmehr auf den durch die Schirmelektroden ionenfrei gehaltenen Werkstücken niederschlagen. Als Schirmelektroden ίο können abgerundete Platten, Drahtgitter mit geringer Maschenweite, Rohre od. dgl. verwendet werden. Besonders vorteilhaft kann es sein, die Rohre parallel zu den Sprühelektroden anzuordnen, welche die Ionisation des Behandlungsmittels bewirken. Das geerdete Förderband kann zweckmäßig aus Drähten, Drahtseilen, Drahtnetzen od. ä. hergestellt werden. Zur besseren Abscheidung des Behandlungsmittels kann eine zusätzliche Abscheideelektrode angeordnet werden. Diese wird vorteilhaft so ausgebildet, daß sie keine kleinen Krümmungsradien aufweist und somit nicht sprühen kann. Die Abscheideelektrode erzeugt ein raumladungsfreies elektrisches Feld und gibt so dem Behandlungsmittel eine größere Beschleunigung in Richtung auf die nunmehr nicht durch die Schirmelektroden abgeschirmten Werkstücke. Dabei kann die Abscheideelektrode das gleiche Potential· aufweisen wie die Sprühelektrode. Es kann aber auch vorteilhaft sein, die Abscheideelektrode von den Sprühelektroden elektrisch zu isolieren und ihr ein anderes, vorzugsweise höheres Potential zu geben als den Sprühelektroden.advantageous to derive to earth. The difficult to move Treatment agent, however, is determined by the speed after exiting the atomizer nozzle and the greater inertia of the suspended mass particles is not attracted to the screen electrodes, but reaches beyond the effective range of the shield electrodes. It can now refer to the knock down workpieces kept ion-free by the shielding electrodes. As shield electrodes ίο rounded plates, wire grids with small mesh sizes, pipes or the like can be used. It can be particularly advantageous to arrange the tubes parallel to the spray electrodes which the Cause ionization of the treatment agent. The earthed conveyor belt can expediently consist of wires, Wire ropes, wire nets or the like are produced. For better separation of the treatment agent an additional separation electrode can be arranged. This is advantageously designed so that it has no small radii of curvature and therefore cannot spray. The separation electrode generates an electric field free of space charges and thus gives the treatment agent greater acceleration in the direction of the workpieces that are now not shielded by the shield electrodes. The separation electrode can have the same potential as the spray electrode. It can but also be advantageous to electrically isolate the separation electrode from the spray electrodes and her to give a different, preferably higher potential than the spray electrodes.

Zur Förderung der Werkstücke können sich beide Förderrichtungen als vorteilhaft erweisen; je nach der verschiedenen Leitfähigkeit und Dicke der Werkstücke, welche die Ladung von der Oberfläche besonders schlecht oder gar nicht abführen, wird man vorteilhaft entgegen der Spritzrichtung der Zerstäuberdüse durch die Spritzzelle laufen lassen. Es kann vorteilhaft sein, der Schirmelektrode die Form eines Ringes zu geben und sie so anzuordnen, daß der Strom der aufgeladenen Überzugsteilchen durch ihn hindurch auf das Werkstück geblasen wird. Besonders vorteilhaft kann eine derartige Einrichtung für Werkstücke mit Hohlräumen sein. Die Oberflächenbehandlung derartiger Hohlräume hat bisher insofern Schwierigkeiten bereitet, als das Behandlungsmittel auf der Außenoberfläche des Werkstückes niedergeschlagen wird, da die Feldlinien nicht in das Innere des Werkstückes hineinragen. Derartige Werkstücke können in dem Raum hinter der ringförmigen Schirmelektrode angeordnet sein. Durch die Schirmelektrode kann die Abscheidezone, in welcher sich das Werkstück befindet, nahezu feldfrei gehalten werden. Eine zusätzliche Abscheidezone ist in diesem Fall nicht angeordnet. Durch den nahezu feldfreien Raum, in welchem das Werkstück sich befindet, wirken für die elektrostatische Oberflächenbehandlung nur noch die Anziehungskräfte der aufgeladenen Teilchen gegenüber dem Werkstück, so daß das Behandlungsmittel gleichermaßen innen und außen niedergeschlagen werden kann.Both conveying directions can prove to be advantageous for conveying the workpieces; depending on the different conductivity and thickness of the work pieces, which the charge from the surface particularly dissipate poorly or not at all, it is advantageous against the direction of spraying of the atomizer nozzle let the spray booth run. It can be advantageous to give the shield electrode the shape of a ring and arranging them so that the flow of charged coating particles through it onto the workpiece is blown. Such a device can be particularly advantageous for workpieces with cavities be. The surface treatment of such cavities has so far caused difficulties, as the treatment agent is deposited on the outer surface of the workpiece, since the Field lines do not protrude into the interior of the workpiece. Such workpieces can be in the room be arranged behind the ring-shaped shield electrode. The separation zone, in which the workpiece is located, can be kept almost field-free. An additional separation zone is not ordered in this case. Due to the almost field-free space in which the workpiece is located, only the attractive forces of the act for the electrostatic surface treatment charged particles against the workpiece, so that the treatment agent is equally inside and can be knocked down outside.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die Aufladeelektrode so auszubilden, daß ihre Sprühspitze in die Strömungsrichtung der aufzuladenden Teilchen zeigt und in der Achse der ringförmigen Schirmelektrode in Strömungsrichtung vor dieser angeordnet ist. Die Aufladeelektrode kann auch die Form eines zwischen Düse und Schirmelektrode angeordneten, den Strom der aufzuladenden Teilchen umfassenden Ringes, z. B. aus Draht, mit hinreichend kleinem Krümmungsradius, eines sogenannten Sprühringes, aufweisen.Furthermore, it can be advantageous to design the charging electrode so that its spray tip into the Shows the direction of flow of the particles to be charged and in the axis of the ring-shaped shield electrode in Direction of flow is arranged in front of this. The charging electrode can also take the form of an intermediate Nozzle and shield electrode arranged, the stream of particles to be charged comprising ring, z. B. made of wire, with a sufficiently small radius of curvature, a so-called spray ring.

In den Figuren sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Various exemplary embodiments of the invention are shown in the figures.

In Fig. ι befinden sich auf dem von den Rollen 1 getragenen Förderband 2 die Werkstücke 3. Das Behandlungsmittel wird durch die Zerstäuberdüse 4 in das elektrische Feld eingeblasen. Die an Hochspannung liegenden Sprühdrähte 5 ionisieren das Behandlungsmittel. Die überflüssigen Ionen werden durch die geerdeten Schirmelektroden 6 von den Werkstücken 3 ferngehalten und zur Erde abgeleitet. In der Abscheidezone ist die zusätzliche Abscheideelektrode 7 dargestellt, welche die Beschleunigung des geladenen Behandlungsmittels in Richtung auf die Werkstücke bewirkt und sowohl die gleiche Spannung wie die Sprühdrähte 5 oder eine andere Spannung aufweisen kann.In Fig. Ι are on the of the rollers 1 carried conveyor belt 2 the workpieces 3. The treatment agent is fed through the atomizing nozzle 4 in blown the electric field. The high voltage spray wires 5 ionize the treatment agent. The unnecessary ions are removed from the workpieces through the grounded shield electrodes 6 3 kept away and diverted to earth. The additional separation electrode is in the separation zone 7, which shows the acceleration of the charged treatment agent in the direction of causes the workpieces and both the same voltage as the spray wires 5 or another May have tension.

In Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, in der die Schirmelektrode ringförmig den Strom der aufgeladenen Teilchen umschließt. Die Sprühelektrode 5, die mit ihrer Sprühspitze in die Strömungsrichtung go des aus der Zerstäuberdüse 4 durch die ringförmige Schirmelektrode 6 geblasenen Behandlungsmittels zeigt, hat in diesem Ausführungsbeispiel die Form eines Tropfens und ist in der Achse der ringförmigen Schirmelektrode angeordnet. Die Form der Sprühelektrode ist dabei beliebig, wenn nur die Sprühspitze in die Strömungsrichtung zeigt.' Das Werkstück 8, das sowohl von innen als auch von außen behandelt werden soll, kann beispielsweise in der dargestellten Form, evtl. rotierend, angeordnet werden.In Fig. 2 an arrangement is shown in which the shield electrode ring-shaped the current of the charged Particle encloses. The spray electrode 5, which go with its spray tip in the direction of flow of the treatment agent blown from the atomizing nozzle 4 through the annular shield electrode 6 shows, has the shape of a drop in this embodiment and is in the axis of the annular Screen electrode arranged. The shape of the spray electrode is arbitrary, if only the spray tip points in the direction of flow. ' The workpiece 8 treated both inside and out is to be, for example, can be arranged in the form shown, possibly rotating.

In der Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei der die Sprühelektrode 5 ebenso wie die Schirmelektrode 6 die Form eines Ringes aufweist. Das Behandlungsmittel wird von der Zerstäuberdüse 4 durch beide Ringe hindurchgeblasen. Das (nicht dargestellte) Werkstück kann evtl. ebenso, wie in der Fig. 2 dargestellt, angeordnet werden.In FIG. 3, an arrangement is shown in which the spray electrode 5, like the shield electrode 6 has the shape of a ring. The treatment agent is from the atomizing nozzle 4 through both Rings blown through. The workpiece (not shown) can possibly also, as shown in Fig. 2, to be ordered.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for electrostatic surface treatment of non-conductive or poorly conductive workpieces, characterized in that between the spray electrode and the workpieces spatially fixed, a charge of the workpiece by ions that are not required to charge the treatment agent Shield electrodes are arranged.

2. Device according to claim 1, characterized in that that plates are used as shield electrodes.

3. Device according to claim 1, characterized in that that wire grids are used as shield electrodes.

4. Device according to claim 1, characterized in that

indicates that tubes are used as shield electrodes.

5. Device according to claim 4, characterized in that the tubes are approximately parallel to the spray electrodes are arranged.

6. Device according to claim 1 to 5, characterized in that for the deposition of the treatment agent an additional separation electrode is arranged (see Fig. 1).

7. Device according to claim 6, characterized in that the separation electrode is the has the same potential as the spray electrode.

8. Device according to claim 6, characterized in that the separation electrode is a has a different, preferably higher potential than the spray electrode.

9. Device according to claim 1, characterized in that that the shield electrode has the shape of a ring which is arranged so that the Stream of the charged particles is blown through it onto the workpiece (see Fig. 2).

10. Device according to claim 9, characterized in that that in the case of workpieces with cavities, these in the space behind the annular shield electrode without an additional external field are arranged.

11. Device according to claim 9 and 10, characterized characterized in that the charging electrode is arranged in the axis of the ring, in the flow direction in front of this, with an in the flow direction pointing tip provided body is formed.

12. Device according to claim 9 and 10, characterized characterized in that the charging electrode is in the form of a nozzle and shield electrode arranged, the flow of the particles to be charged comprising ring (spray ring) (see Fig. 3).

Considered publications:
U.S. Patent Nos. 1,855,869, 2,160,962.

1 sheet of drawings