DE975380C - Verfahren und Vorrichtung zum gleichmaessigen UEberziehen von Gegenstaenden mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 16. NOVEMBER 1961

p 2095 VIbf75cB

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen, um Gegenstände auf elektrostatischem Wege mit Überzügen zu versehen.

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen worden, um mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes ein Überzugsmaterial auf Gegenstände unterschiedlicher Formgebung aufzubringen. Bei diesen Verfahren und Vorrichtungen wird der zu überziehende Gegenstand in einem bestimmten Abstand von einer Entladeelektrode gehalten; ferner wird zwischen dem Gegenstand und der Entladeelektrode ein großer Spannungsunterschied aufrechterhalten, und schließlich wird das Uberzugsmaterial in feinverteiltem Zustand in den Raum zwischen dem Gegenstand und der Elektrode gebracht. Nach den bekannten Verfahren werden die feinen Teilchen der Elektrode gleichmäßig zugeführt, von dieser abgestoßen und auf den Gegenstand gebracht, auf dem sie sich niederschlagen, um den gewünschten Überzug zu bilden. Das gebräuchlichste Mittel, um das feinverteilte Uberzugsmaterial in das zwischen der Elektrode und dem Gegenstand bestehende elektrostatische Feld zu

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bringen, ist eine mit Preßluft arbeitende Spritzpistole, die einen zerstäubten Strahl des Überzugsmaterials erzeugt. Es sind jedoch auch bereits andere Mittel vorgeschlagen worden, um das Überzugsmaterial in feinverteilter Form in das elektrostatische Feld zu bringen.

Zur Erzeugung des elektrostatischen Feldes ist nach einem bekannten Vorschlag eine Mehrzahl von Spitzen oder eine scharfe Kante vorgesehen, die mit dem ίο negativen Pol einer Elektrizitätsquelle in Verbindung steht. Diese Spitzen oder diese scharfe Kante werden der aus einer Spritzpistole unter Zuhilfenahme von Druckluft zerstäubten, feinverteilten Flüssigkeit dargeboten.

Bei den obenerwähnten bekannten Verfahren und Vorrichtungen besitzt daher jedes feine Teilchen des Überzugsmaterials, wenn es in das elektrostatische Feld eingeführt wird, eine beträchtliche Antriebskraft, die seinen Weg in dem elektrostatischen Feld beeinao flußt. In den meisten Fällen liegt die Anfangsgeschwindigkeit des feinen Teilchens in einer Richtung, die in einem Winkel zu den Kraftlinien des Feldes verläuft. Bedingt durch die Art der zur Zerstäubung des Überzugsmaterials verwendeten Mittel unterscheiden sich, die feinen Partikelchen erheblich in ihrer Größe. Infolgedessen ändert die Wirkung des elektrostatischen Feldes ihre Bewegungsrichtungen in sehr unterschiedlicher Weise. Selbst wenn der ursprünglich gebildete Strahl der feinen Partikeln ein genau bestimmtes Muster oder eine bestimmte Gestalt besitzt, wird dieser Strahl durch die "Wirkung des elektrostatischen Feldes in ein ungleiches Muster verwandelt. In manchen Fällen können die Antriebskräfte der feinen Partikeln auch\po groß sein, daß sie über die Einflußzone des Feldes hinausschießen, bevor sie auf dem Gegenstand niedergeschlagen werden. Daher ist es häufig notwendig, das Verfahren in einer ventilierten Kammer oder in einem Raum vorzunehmen, aus denen das nicht niedergeschlagene Überzugsmaterial beständig entfernt werden muß.

Es ist auch ein Verfahren zum gleichmäßigen Überziehen von Gegenständen mit einem flüssigen Überzugsmittel bekannt, bei dem dieses Mittel in geregelter Menge einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Öffnungen zugeführt, unter dem Einfluß eines elektrostatischen Feldes ohne Verwendung von Druckluft versprüht und in flüssigem Zustand auf den Gegenständen niedergeschlagen wird.

Es ist ferner ein Verfahren zum Eindampfen oder Eindicken von Flüssigkeiten durch Zerstäubung in einem trocknenden oder kühlenden Luft- oder Gasstrom bekannt, bei dem die Flüssigkeit. mit Hilfe einer als Elektrizitätsausströmer dienenden rotierenden Scheibe elektrisch zerstäubt wird und durch den ent-sprechenden Nebel ein trocknendes oder kühlendes Medium hindurchgeführt wird. Hierbei ist,auch vorgesehen, die getrockneten Teilchen ,an einer Gegenelektrode niederzuschlagen.

Zweck der Erfindung ist, die Verfahren und Vor-

richtungen zum Überziehen von Gegenständen auf elektrostatischem Wege durch möglichst weitgehende Vermeidung derjenigen Faktoren zu verbessern, die bisher zu unregelmäßigen Strahlbildungen sowie zur Bildung nicht niedergeschlagener feiner Teilchen von Überzugsmaterial geführt haben, die wieder entfernt werden mußten.

Weitere Zwecke der Erfindung betreffen die Herstellung eines gleichmäßigen Überzuges, eine wirksamere Verwendung des Überzugsmaterials, einen verbesserten Überzug der inneren und tiefer liegenden Flächen, ein wirksameres Überziehen von elektrisch isolierten Flächen und eine Vereinfachung der Vorrichtung für die Bildung des elektrostatischen Überzuges.

Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zum gleichmäßigen Überziehen von Gegenständen mit einem flüssigen Überzugsmittel, das in geregelter Menge einer gegenüber den Gegenständen eine Potentialdifferenz aufweisenden Verteile vorrichtung zugeführt, mit Hilfe des elektrostatischen Feldes ohne Verwendung von Druckluft versprüht und in flüssigem Zustand auf den Gegenständen niedergeschlagen wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Überzugsmittel in Form einer gleichmäßig dünnen Flüssigkeitsschicht auf der Innenseite eines gegebenenfalls sich drehenden glockenförmigen oder ringförmigen Körpers verteilt und von dessen glatt und messerartig ausgebildeter Kante versprüht wird.

Um der Wirkung der Schwere entgegenzuwirken, welche bestrebt ist, eine Konzentration des Überzugsmaterials in der Nähe des unteren Teiles der ringförmigen Entladekante zu verursachen, sofern die Achse dieser Kante nicht vertikal liegt, können Mittel vorgesehen werden, um den Kopf um seine Achse zu drehen. Die Mittel für die Zuführung des Überzugsmaterials zur Kante müssen so gestaltet sein, daß sich ein im wesentlichen gleichmäßiger Film bildet, der die ganze Kante umfaßt. Diese Mittel können aber auch eine oder mehrere Öffnungen enthalten, welche so angeordnet sind, daß das Überzugsmaterial nach Austritt aus den Öffnungen sich ausbreitet und einen Film bildet, bevor es die äußerste Entladekante erreicht. Im letzteren Falle ist es vorteilhaft, in der Richtung, in der sich die Kante erstreckt, eine Relativbewegung zwischen der Kante und der oder den Öffnungen zu erzeugen, um eine gleichmäßige Verteilung des Überzugsmaterials entlang der Entladekante zu erzielen.

In der Zeichnung sind Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt

Fig. ι einen Axialschnitt einer Ausführungsform der Vorrichtung;

Fig. 2 zeigt ein durch die in Fig. 1, 4 und 5 dargestellten Vorrichtungen erzeugtes Muster, Fig. 3 die Darstellung einer Spritzeinrichtung, Fig. 4 in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, den in Fig. 3 dargestellten Zerstäuberkopf und

Fig. 5 im Schnitt eine andere Ausbildung des Zerstäuberkopfes.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform enthält in einem Körper 10 eine Kammer 11 zur Aufnahme eines Vorrates von flüssigem Material. Die Außenfläche des Körpers 10 ist so gestaltet, daß alle unnötigen Ecken oder Spitzen vermieden werden. Diese Gestaltung ist besonders wirksam zur Erhöhung des

Wirkungsgrades der elektrostatischen Kräfte auf das flüssige Material, wenn der gesamte Behälter aus elektrisch leitendem Material gebildet wird. Zumindest besteht die Behälterwandung an ihrem äußersten unteren Ende aus leitendem Material und besitzt hier eine ringförmige Entladekante 12, die scharf gekrümmt oder in der Schärfe einer Messerschneide ausgebildet ist, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Eine Hochspannungsquelle 13 ist mit dem Körper 10 durch eine Leitung 14 elektrisch verbunden, um die Entladekante auf ein genügend hohes elektrisches Potential zu bringen, so daß das flüssige Material, das dieser Kante aus der Kammer 11 zugeführt wird, auf elektrostatischem Wege zerstäubt wird. Sofern das ganze Gerät mit Ausnahme des die Entladekante enthaltenden Teiles aus elektrisch isolierendem Material besteht, wird die Spannungsquelle 13 unmittelbar mit dem Teil des Gerätes verbunden, der die Entladekante umfaßt.

Mit dem Körper 10 ist nach Fig. 1 ein Einsatzkörper 15 fest verbunden. Dieser Einsatzkörper enthält einen Durchgang 16, an dessen einem Ende sich ein Ventilsitz 17 befindet. An dem Ende, an dem sich der Ventilsitz befindet, ist mit dem Einsatzkörper 15 ein Rohr 18 verbunden, das koaxial zu dem Durchgang 16 angeordnet ist. Eine innerhalb des Rohres 18 zentral angeordnete bewegliche Nadel 19 arbeitet mit dem Ventilsitz 17 zusammen, so daß ein Ventil entsteht. Das Ventil regelt den Zufluß des flüssigen Materials zur Kammer 11 im Behälter 10. Das Rohr 18 ist mit einem Vorratsbehälter für flüssiges Material verbunden. Das flüssige Material kann unter atmosphärischem Druck oder auch unter einem anderen für den gewünschten Zweck geeigneten Förderdruck stehen.

Ein Regelglied 26 ist auf eine Stange 27 aufgeschraubt, welche mit dem Einsatzkörper 15 in der aus Fig. ι ersichtlichen Weise in Verbindung steht. Das Regelglied 26 wird auf der Stange 27 mittels eines Schlüssels oder eines anderen Gerätes verstellt, welches in einen Schlitz 28 eingeführt werden kann. Befindet sich das Regelglied 26 in der gewünschten Stellung, so wird es durch eine Gegenmutter 29 auf der Stange 27 in dieser Stellung festgehalten. Der obere Teil des Regelgliedes 26 ist vorzugsweise zylindrisch und in einer zentralen zylindrischen Bohrung in dem Einsatzkörper 15 eng geführt, so daß das Regelglied in dem Körper 10 koaxial gehalten wird. Die untere Kante 30 ist vorzugsweise auf Messerschneidenschärfe bearbeitet und kann in bezug auf die Innenwandung des Behälters 10 in eine Lage gebracht werden, um einen Durchgang 31 für die Zufuhr des flüssigen Materials in gleichen Mengen zu allen Teilen der Entladekante 12 zu bilden. Die Gleichförmigkeit der Verteilung des flüssigen Materials an der Entladekante 12 hängt in großem Ausmaß von der Zentrierung der beiden den Durchfluß 31 bildenden Teile ab. Um diese zu erreichen, ist es wünschenswert, die Teile genau zu bearbeiten, so daß sie konzentrisch zueinander liegen. Wird die Innenwandung des Behälters 10 an ihrem unteren Ende leicht konisch ausgeführt, dann kann die axiale Einstellung des Regelgliedes 26 als zusätzliches Mittel zur Regelung der Zufuhr des flüssigen Materials zur Entladekante 12 benutzt werden. Wird bei der Vorrichtung nach Fig. 1 das Regelglied 26 nach oben bewegt, so wird die Weite der Öffnung 31 enger, während sie bei der Abwärtsbewegung des Regelgliedes größer wird. Die Außenseite des Gliedes 26 wird so bearbeitet, daß Nocken und Spitzen auf ein Minimum reduziert sind.

Wenn die Entladekante 12 auf das gewünschte elektrische Potential gebracht ist und ihr Flüssigkeit zugeführt wird, zerstäubt die oben beschriebene Vorrichtung diese Flüssigkeit auf elektrostatischem Wege. Das Muster, welches durch den Niederschlag des zerstäubten Materials auf einem ebenen Bogen unmittelbar unterhalb der beschriebenen Vorrichtung erzeugt wird, wird durch die Linien 113 und 114 veranschaulicht, welche einen kreisförmigen Ring 115 gemäß Fig. 2 bilden. Die Punktierung zeigt in schematischer Weise die Verteilung der zerstäubten Teilchen.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist das besondere Merkmal auf, daß die Entladekante 12 durch den Behälter 10 gebildet wird und sich über die Kante 30 des Regelgliedes 26 hinaus erstreckt.

Bei der beschriebenen Zerstäubungsvorrichtung erfolgt die Zufuhr von flüssigem Material zur Entladekante in der Form eines Filmes. Die Gestalt des Filmes entspricht der Ausbildung der Entladekante und ist ringförmig.

Wenn auch die Erfindung selbstverständlich nicht auf bestimmte Zahlenwerte beschränkt ist, so haben sich zufriedenstellende Ergebnisse für das Aufbringen des Überzuges bei Benutzung der in untenstehender Liste aufgeführten Zahlenwerte in Verbindung mit der in der Fig. 1 dargestellten Einrichtung ergeben. Spannung der Entladekante 12 100 000 Volt

Spannung des zu überziehenden Gegenstandes Erdspannung

Abstand zwischen Entladekante und nächstliegender Oberfläche des zu überziehenden Gegenstandes 200 bis 250 mm

Gegenseitiger Abstand zwischen den Blechbüchsen oder zu beziehenden Gegenständen 300 mm

Durchmesser des zu überziehenden Gegenstandes.. 75 bis 175 mm

Höhe des zu überziehenden Gegenstandes 150 bis 250 mm

Weite der Durchtrittsöffnung 31 0,05 bis 0,125 mm

Durchmesser des durch die Entladekante 12 gebildeten Ringmusters 37,5 mm

Gestalt der Entladekante 12 Messerkante

zwischen zwei _lao

glattgeschliffenen Oberflächen, die einen Winkel von 15⁰ bilden

Flüssiges Überzugsmaterial synthetischer

Emaillelack

In Fig. 3 ist eine Ausbildung der Einrichtung zum Beziehen getrennter Gegenstände, wie z. B. flacher, ausgedehnter Tafeln, veranschaulicht. Die zu beziehenden Gegenstände 6i werden von einer darüber befindlichen Fördervorrichtung 62 getragen, die so angeordnet ist, daß die Gegenstände in bestimmter Entfernung an dem Zerstäuberkopf vorbeigeführt werden.

Die Einrichtung besteht aus der Auftragsvorrichtung 63, dem Vorratsbehälter 64 für das Überzugsmaterial, dem Support 65 für die Auftragevorrichtung und Luftzufuhrleitungen 66. Alle Gegenstände sind auf der Plattform 67 abgestützt, die ihrerseits durch isolierende Stützen 68 gegenüber Erde elektrisch isoliert ist. Die Luftzufuhrleitung'66 ist an ihrem äußeren Ende mittels eines isolierenden Gummischlauches 69 mit einer nicht dargestellten Preßluftquelle verbunden.

Die in Fig. 4 im einzelnen dargestellte Auftragevorrichtung besteht aus dem Zerstäuber 70, dem durch Luft getriebenen Motor 71, Triebrädern 72 und 73, der sich drehenden Flüssigkeitskupplung 74, Abstandshaltern 75 und 76 und dem Luftzylinder 77. Im Betrieb wird Überzugsmaterial unter Druck dem Anschlußstutzen 78 zugeführt. Dieses Material fließt durch das Verbindungsrohr 79 und die sich drehende Flüssigkeitskupplung 74 in den oberen Teil des Zerstäuberkopfes 70 durch den Kanal 80. Die Nadel 81, die mit dem nicht dargestellten Kolben des Luftzylinders 77 verbunden ist, sperrt den weiteren Zufluß des Überzugsmaterials in den Kopf, wenn sie in der Mündung 82 aufliegt.

Sobald Druckluft durch das Rohr 83 zugeführt wird, wird der nicht dargestellte Kolben des Luftzylinders 77 entgegen der nicht dargestellten Rückhaltefeder zurückgedrückt, und die Nadel 81 hebt sich von der Mündung 82 ab, so daß Überzugsmaterial in die zentrale Kammer 84 und in die radialen Durchgangsöffnungen 85 fließen kann. Auf diese Weise wird das Überzugsmaterial auf dem ganzen Umfang dem Ringkanal 86 zugeführt, aus dem es durch den eng bemessenen, sich um. den ganzen Umfang erstreckenden Schlitz 87 der inneren Oberfläche des Außenteiles 88 zugeführt wird. Auf diese Weise wird die Flüssigkeit auf dieser Oberfläche verteilt und fließt der ausgedehnten Ringkante 89 zu, die vorzugsweise, wie dargestellt, scharfkantig oder in anderer Weise verdünnt ausgeführt ist.

Der innere Teil des Zerstäuberkopfes besteht aus einem zentralen Teil 90, der mit seinem oberen Ende in das Kupplungslagerglied 74 bei 91 eingeschraubt ist. Dieser Teil 90 besitzt eine zentrale Bohrung, die vom oberen Ende bis zur Mündung 82 verläuft, die Nadel 81 aufnimmt und noch einen Durchgang des Materials zur Mündung 82 frei läßt. Ein Stopfen 92 unmittelbar unterhalb der Mündung 82 gestattet ein leichtes Reinigen dieser Mündung und der anschließenden Durchtrittsöffnungen 85. Außen ist der zentrale Teil mit zwei genau bearbeiteten konischenJFlächen 93 und 94 versehen, welche um die gewünschte Stärke des Schlitzes 87 gegeneinander abgesetzt sind. Der Konus 94 paßt genau in den inneren Konus des Teiles 88, so daß dieser Teil zentrisch gehalten wird und oberhalb des Kanals 86 ein flüssigkeitsdichter Abschluß gebildet ist. Innerhalb der Genauigkeit der maschinellen Bearbeitung wird ferner auf diese Weise ein gleichförmiger Schlitz 87 gebildet. Der äußere Teil 88 wird auf dem inneren Teil mittels einer Mutter 95 in seiner Lage gehalten. Der äußere Teil besteht aus elektrisch leitendem Material; es können aber auch mit Erfolg Isoliermaterialien Verwendung finden, insbesondere wenn das zugeführte Überzugsmaterial im gleichen Ausmaß elektrisch leitend ist wie die allgemein benutzten synthetischen Emaillelacke.

Wird der Öffnung 96 Druckluft zugeführt, so wird der Luftmotor 71 in Umdrehung versetzt und dadurch die Zahnräder 72 und 73 angetrieben. Auf diese Weise wird der Zerstäuberkopf 70 axial um die Nadel 81 in der Lagerung auf der Kupplung 74 gedreht. Die Entladekante 89 wird so in kreisende Umdrehung versetzt.

Die in Fig. 4 dargestellte Auftragsvorrichtung wird gemäß Fig. 3 durch den Stützständer 65 gehalten. Die gesamte Einrichtung befindet sich auf der Plattform 67, die gegenüber Erde elektrisch isoliert ist. Die Entladekante 89 des Zerstäuberkopfes befindet sich in bestimmter Entfernung von den zu überziehenden Oberflächen der beispielsweise in Fig. 3 dargestellten Gegenstände. Der Materialvorratsbehalter 64 steht mit der Luftleitung 66 in Verbindung, so daß Druckluft in geeigneter Weise zugeführt werden kann, durch die das Überzugsmaterial aus dem Behälter in regelbarer Weise dem Rohranschlußstutzen 78 der Auftragevorrichtung zugeführt werden kann. Von dort wird es in der oben beschriebenen Weise zur Entladekante des Zerstäuberkopfes gebracht. Die Regelung des Druckes und demzufolge der Zuflußmenge des Materials zur Entladekante erfolgt durch den Regler 97.

Die Luftleitung 66 ist ferner mit den Anschlußstutzen 83 des Auftragekopfes verbunden, so daß das Nadelventil 81, 82 in gewünschter Weise durch Druckluftzufuhr geöffnet und geschlossen werden kann. Die Luftleitung 66 ist auch mit dem Anschlußstutzen 96 des Luftmotors verbunden, durch welchen der Zerstäuberkopf in Umdrehung versetzt werden kann. In der von der Luftleitung 66 zum Anschlußstutzen 83 führenden Luftleitung ist ein einstellbares Luftventil 98 angeordnet. Durch geeignete Einstellung dieses Ventils 98 läßt sich die Drehbewegung des Kopfes 70 in jedem gewünschten Ausmaß früher inleiten, als das Zurückziehen der Nadel 81 und der dadurch bedingte Zufluß des Materials zum Zerstäuberkopf erfolgt. Selbstverständlich können auch andere Mittel als Luft Benutzung finden, um die Nadel zurückzuziehen und den Zerstäuberkopf in Umdrehung zu setzen.

Eine Seite einer Hochspannungsquelle 99 ist mit der ^Auftragevorrichtung verbunden, während die andere Seite Erdverbindung besitzt und über die geerdete Fördervorrichtung und die Supporte der Gegenstände mit den geerdeten zu überziehenden Oberflächen verbunden ist. Mittels dieser elektrischen

Energiequelle wird zwischen der Entladekante des Zerstäuberkopfes und der zu überziehenden Oberfläche

ein elektrisches Feld erzeugt. Die Verbindung der Luftleitung zum Rohr 66 von einem in geeigneter Weise geerdeten Kompressor erfolgt mittels eines Gummischlauches, so daß dadurch die Plattform 67 gegenüber Erde ungestört auf hoher Spannung gehalten werden kann. Geeignete Luftventile und nicht dargestellte elektrische Regler ermöglichen die Anwendung der hohen Spannung und der Druckluft erforderlichenfalls von einer entfernten Lage aus bei Erdspannung.

Das so zwischen der Entladekante des Zerstäuberkopfes und der zu überziehenden Oberfläche aufrechterhaltene elektrische Feld verursacht eine Zerstäubung des dieser Kante zugeführten Überzugsmaterials in feine Einzelteilchen, welche auf die zu beziehende Oberfläche als Überzug niedergeschlagen werden. Da das Feld die Zerstäubung und den Niederschlag bedingt, ist ohne weiteres verständlich, daß Oberflächen jeder Art von Material überzogen werden können, solange eine elektrische Spannungsdifferenz und somit ein elektrisches Feld zwischen der Zerstäuberkante und der Oberfläche aufrechterhalten wird. Selbst wenn die zu überziehende Oberfläche aus Materialien besteht, die normalerweise als elektrische Nichtleiter angesprochen werden, kann die Oberfläche mit einem Überzug versehen werden, sofern der elektrische Spannungsabfall für die Aufrechterhaltung der erforderlichen Spannungsdifferenz hinreichend ist. Das zerstäubte Material verläßt den Zerstäuberkopf in einer zu den Kraftlinien des Feldes parallelen Richtung zwischen der Entladekante und der zu beziehenden Oberfläche.

Durch die Drehung des Zerstäuberkopfes in der oben beschriebenen Weise kann die Gleichmäßigkeit

des Überzuges auf der zu beziehenden Oberfläche wesentlich verbessert werden, da das Überzugsmaterial gleichmäßiger auf der ringförmigen Entladekante verteilt wird und demzufolge auch in einem aus dem Kopf austretenden gleichmäßigeren Muster zer-

stäubt wird. Ohne Drehbewegung würde das Überzugsmaterial den unteren Teilen des Kopfes unter der Wirkung der Schwere zufließen, und es würde bei Anwendung einer solchen Vorrichtung zum Überziehen senkrechter Oberflächen sich ein unsymmetrisches Muster ergeben, dergestalt, daß die untere Hälfte der Oberfläche praktisch den ganzen Überzug erhalten würde.

Eine Drehbewegung ist weiterhin vorteilhaft, weil die den gelappten Charakter der von solchen Köpfen niedergeschlagenen Muster verhindert, die bei feststehenden Köpfen entstehen. Das zwischen einem solchen Kopf und der zu beziehenden Oberfläche bestehende elektrische Feld, welches sowohl die Zerstäubung als auch die Niederschlagung des Überzugsmaterials verursacht, besitzt, wenn man es längs der Achse des Kopfes betrachtet, eine ringförmige Gestalt infolge der ringförmigen Ausbildung der Entladekante. In den meisten Fällen besitzt es im Schnitt die Gestalt eines Spitzbogens auf Grund der natürlichen Ausdehnung des Feldes. Da das Material bei der Niederschlagung den Kraftlinien des Feldes folgt, wird es auf ebene Oberflächen in Gestalt eines hohlen Ringes niedergeschlagen, weil ein solcher Ring sich als Schnitt einer ebenen Oberfläche und des Ringes des Feldes ergibt.

Eine Relativbewegung der zu überziehenden Oberfläche gegenüber dem Feldmuster des Kopfes bedingt einen vollständigen und gleichmäßigen Überzug. Aber selbst wenn das Überzugsmaterial über die ringförmig ausgebildete Entladekante gemäß Fig. 4 gleichmäßig verteilt wird, ergibt sich in den Mustern aus solchen Köpfen, wenn sie feststehend Verwendung finden, infolge des Feldeinflusses eine überlappte Ausbildung. Das Material wird von einer Reihe von Punkten zerstäubt, die um den Umfang der Entladekante herum angeordnet sind. Diese Punkte nehmen durch die gegenseitige elektrische Abstoßung Stellungen ein, die in bestimmtem gleichmäßigem Abstand voneinander liegen und auch gehalten werden. Die dem Kopf zugeführte Spannung wird die Anzahl solcher Punkte bestimmen, von denen aus die Zerstäubung stattfindet. Es werden sich jedoch immer in dem Ringmuster entsprechend diesen Punkten Konzentrationen von zerstäubtem Material bilden. Diese Konzentrationen werden auf einem im übrigen gleichförmigen Muster als Überlappungen niedergeschlagen, wenn nicht die dem Kopf erteüte Spannung und der Abstand zwischen dem Kopf und der zu beziehenden Oberfläche sorgfältig eingestellt werden, um diese Wirkung auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Eine Drehung des Kopfes schließt den überlappten Charakter des Musters automatisch aus und gestattet die Erzielung gleichförmiger Muster unabhängig von der Spannung oder dem Abstand.

Die Drehung macht auch die Ausbildung der Zerstäuberköpfe weniger schwierig und ermöglicht ihre billigere Herstellung. Zur Erreichung einer gleichmäßigen Verteilung des Überzugmaterials auf der Entladekante dient ein gleichförmiger abgemessener Schlitz 87. Da praktisch dieser Schlitz in der Größen-Ordnung von 0,075 mm bemessen wird, ist die Aufgabe zur Erzeugung der ringförmigen Gleichmäßigkeit schwierig, besonders bei Köpfen von großem Durchmesser. Wird der Kopf feststehend benutzt, so ergeben kleine Abweichungen von der Gleichmäßigkeit in dem vom Kopf erzeugten Muster Materialkonzentrationen oder -Verdünnungen. Die Drehung des Kopfes gleicht solche Ungleichmäßigkeiten aus und läßt daher größere Toleranzen bei der Herstellung der Köpfe zu.

Aus dem gleichen Grunde stellt auch die Drehung des Kopfes die Bildung eines beständigen und gleichmäßigen Musters sicher, selbst wenn ein kurzer Abschnitt des Schlitzes durch Fremdteile in dem Überzugsmaterial verstopft wird. Ein feststehender Kopf muß beim Auftreten einer Verstopfung sofort gereinigt werden.

Eine andere praktische Ausführungsform des Zerstäuberkopfes zeigt Fig. 5. Hier bildet die Entladekante 100, von der das Überzugsmaterial zerstäubt wird, einen Bestandteil des Kopfkörpers 101, welcher seinerseits durch das Gewinde 102 mit dem Lagerteil 74 verbunden ist. Das Überzugsmaterial tritt durch die Öffnung 78 in das Rohr 103 ein, welches im Kopf 101 mittels des Lagers 104 befestigt und zentral gehalten ist. Der Ventilsitz 105 am unteren Ende des Rohres 103 regelt in Zusammenarbeit mit

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der Nadel 106 den Zufluß des Materials zu Kanälen 107 und damit zu einer oder mehreren Öffnungen 108, aus denen es bei der Drehung an die innere Wandung 109 des Kopfes 101 übertritt. Bei der Drehung des Kopfes wird das an der Wandung entlangfließende Material auf die zugeschärfte Kante 100 verteilt, von der es in der früher beschriebenen Weise zerstäubt wird.

Diese Art des Kopfes hat den Vorteil, daß eine

drehbare Flüssigkeitskupplung nicht benötigt wird und sich daher der Kopf ungehinderter drehen kann.

Die Abmessung der Flüssigkeitsöffnung 107 kann

größer sein als die sehr enge Öffnung 87 des Kopfes

nach Fig. 3. Die Öffnung 108 ist daher auch nicht so

leicht Verstopfungen durch Fremdkörper im Überzugsmaterial unterworfen.

Die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung ist mit Erfolg zum Auftragen synthetischer Emaillelacke auf senkrecht verlaufende Flächen benutzt worden. Im Betriebe wurde ein Zerstäuberkopf von einem Durchmesser von 75 mm in einer Entfernung von ungefähr 200 mm von den zu beziehenden Oberflächen aufgestellt. Eine von einer Halbwelle gespeiste Spannungsquelle von ungefähr 75 000 Volt, die aus einer Gleichrichterröhre und einem Umformer besteht, wurde für die Zerstäubung und Niederschlagung des Materials benutzt. Der Kopf wurde mit ungefähr 150 Umdrehungen pro Minute gedreht.

Wenn auch diese Einrichtung zum Beziehen senkrechter Oberflächen veranschaulicht ist, so kann sie selbstverständlich auch zum Beziehen waagerechter Flächen oder Flächen in irgendeiner anderen Stellung benutzt werden. Es kommt lediglich darauf an, daß der Kopf gegenüber der Fläche in geeigneter Stellung angeordnet wird. Die Einrichtung kann auch in gleicher Weise zum Beziehen von fortlaufendem Bandmaterial Verwendung finden. In diesem Falle wird das Band von einem geeigneten Vorratshaspel abgewickelt, in bestimmter Entfernung an dem Zerstäuberkopf vorbeigeführt und einer Trocken- oder Härtungsanalge zugeführt. In allen Fällen, in denen die zu beziehenden Oberflächen Kanten besitzen, wird auch Material auf diese Kanten niedergeschlagen. Unter der Wirkung des Feldes setzt sich auch eine beschränkte Menge des Materials um die Kante herum auf der demZerstäuberkopf abgewendeten Oberfläche ab.

Selbstverständlich können auch Köpfe anderer Durchmesser, andere Spannungen und andere Abstände zwischen Kopf und Oberfläche ohne Aufgabe der Erfindungsidee benutzt werden. Man kann auch zufriedenstellende Ergebnisse mit der Einrichtung erzielen, wenn die zu beziehenden Oberflächen elektrisch aufgeladen und der Zerstäuberkopf geerdet wird. Der Abstand, die Spannungsgröße und Kopfgeschwindigkeit sind lediglich beispielsweise angegeben und stellen keine Beschränkung dar, weil eine Änderung in weiten Grenzen möglich ist. Die Spannungsgröße soll mit dem Abstand so abgestimmt sein, daß eine elektrische Entladung von der Entladekante aus sichergestellt ist.

Durch diese Erfindung wird eine vortreffliche Zerstäubung von Flüssigkeiten erzielt. Man kann ferner das zerstäubte flüssige Material über ausgedehnte Flächen mit verbesserter Gleichmäßigkeit verteilen. Schließlich können die Muster des niedergeschlagenen flüssigen Materials in mannigfacher Art verändert werden, wodurch das Beziehen von Gegenständen sehr unterschiedlicher Gestalt und Größe erleichtert wird. Durch diese Erfindung werden danach Verfahren und Einrichtungen offenbart, bei denen die oben beschriebenen Vorgänge in Verbindung mit vielen äußerst praktischen Vorteilen erfolgreich ausgeführt werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum gleichmäßigen Überziehen von Gegenständen mit einem flüssigen Überzugsmittel, das in geregelter Menge einer gegenüber den Gegenständen eine Potentialdifferenz aufweisenden Verteilervorrichtung zugeführt, unter dem Einfluß des elektrostatischen Feldes ohne Verwendung von Druckluft versprüht und in flüssigem Zustand auf den Gegenständen niedergeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugsmittel in Form eines gleichmäßig dünnen Filmes auf der Innenseite eines gegebenenfalls sich drehenden glockenförmigen oder ringförmigen Körpers verteilt und von dessen glatt und messerartig ausgebildeter Kante versprüht wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zerstäuberkopf mit einer ausgedehnten Durchgangsöffnung, die durch einen Teil mit der Entladekante und einen Innenteil gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Entladekante tragende Teil und der Innenteil zwecks Änderung der Größe des Durchgangs zueinander verstellbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil mit der Entladekante und der Innenteil eine enge Durchlaßöffnung für das Überzugsmittel bilden, wobei sich einer der Teile in Richtung auf den mit der Flüssigkeit zu überziehenden Gegenstand über den anderen Teil hinaus erstreckt und in einen dünnen Vorsprung ausläuft.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 238 958, 260 278, 288, 414 593, 441194, 459 519, 500 784, 508 305, 571004, 577 999. 715745; "5

österreichische Patentschrift Nr. 14 566; französische Patentschrift Nr. 908 391;

britische Patentanmeldung Nr. 25 021 aus dem .Jahre 1945 (bekanntgemacht am 10. 4.1946);

Abridgement der australischen Patentanmeldung Nr. 13 620 aus dem Jahre 1947 (Patent Nr. 138 882) ;

USA.-Patentschriften Nr. 692 631, 705 691, 745 276, ι 855 869, ι 958 406, ι 975 504, 2 048 651, 2 128 327, 2187306, 2 191 827, 2224391, 2247963, 2270341, 334 648, 2 378 025, 2 408 143, 2 408 144; »Chemiker-Zeitung«, 65, S. 389 bis 392 (1941);