DE977357C

DE977357C - Device for uniform covering of objects with the help of an electrostatic field

Info

Publication number: DE977357C
Application number: DER30762A
Authority: DE
Original assignee: Harper J Ransburg Co Inc
Current assignee: Harper J Ransburg Co Inc
Priority date: 1948-03-05
Filing date: 1949-03-05
Publication date: 1966-02-03

Description

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen worden, um mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes ein Überzugsmaterial auf Gegenstände unterschiedlicher Form 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 Überzugsmaterial in feinverteiltem Zustand in den Raum zwischen dem Gegenstand und der Elektrode gebracht. Nach dem bekannten Verfahren werden die feinen Teilchen der Elektrode gleichmäßig zugeführt, von dieser abgestoßen und auf den Gegenstand gebracht, auf dem sie sich niederschlagen und den gewünschten Überzug bilden. Das gebräuchlichste Mittel, um das feinverteilte Überzugsmaterial in das zwischen der Elektrode und dem Gegenstand bestehende elektrostatische Feld zu bringen, war hierbei eine mit Preßluft arbeitende Spritzpistole, die einen zerstäubten Strahl des Überzugsmaterials erzeugt.There have already been proposed methods and devices to use an electrostatic Field to apply a coating material to objects of different shapes. at With these methods and devices, the object to be coated is at a certain distance held by a discharge electrode; furthermore, between the object and the discharge electrode a large difference in tension is maintained, and eventually the coating material will brought in a finely divided state into the space between the object and the electrode. To the known method, the fine particles of the electrode are fed evenly by this repelled and brought to the object on which they are reflected and the desired Form coating. The most common means of transferring the finely divided coating material into the between the Bringing the electrode and the existing electrostatic field to the object was part of this Spray gun working with compressed air, which produces an atomized jet of the coating material.

Bei diesen Verfahren und Vorrichtungen besitzt jedes Teilchen des Überzugsmaterials, wenn es in das elektrostatische Feld eingeführt wird, eine beträchtliche Antriebskraft, die seinen Weg in dem elektrostatischen Feld beeinflußt. Die Wirkung des elektrostatischen Feldes ändert die Bewegungs-In these methods and apparatus, each particle of the coating material when it is in The electrostatic field is introduced, a considerable driving force that finds its way into that influenced electrostatic field. The effect of the electrostatic field changes the movement

509 775/6509 775/6

richtungen der Teilchen in unterschiedlicher und vielfach unerwünschter Weise.directions of the particles in different and often undesirable ways.

Es ist auch eine Vorrichtung zum Überziehen von Gegenständen mit einem flüssigen Überzugsmittel bekanntgeworden, bei der dieses Mittel in geregelter Menge einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Öffnungen zugeführt und über die Länge einer geraden Linie abgegeben und unter dem Einfluß eines elektrostatischen Feldes ohne ίο Verwendung von Druckluft versprüht wird. Auf diesem Wege können langgestreckte oder z. B. auch zylindrische Gegenstände in großer Breite bestrichen werden.It is also a device for coating objects with a liquid coating agent became known in which this means in a regulated amount of a large number of side by side arranged openings fed and dispensed over the length of a straight line and under the influence of an electrostatic field is sprayed without ίο the use of compressed air. on this path can be elongated or z. B. also coated cylindrical objects in a large width will.

Bei dieser bekannten Vorrichtung bilden die Kanten einer Anzahl einzelner im Abstand voneinander angeordneter Düsen die Abgabestellen für die zu zerstäubende Flüssigkeit- Die Düsen ergeben zugespitzte isolierte Elektroden, die ein Höchstmaß an Feldstärke liefern sollen, wobei also eine mechanische Bildung einzelner Tropfen ins Auge gefaßt ist. Die Verteilung kann jedoch durch Verstopfen einzelner Düsen beeinträchtigt werden. Außerdem sind die gleichmäßige Dichte und der Feinheitsgrad der Zerstäubung infolge der Einhaltung eines baulich bedingten Mindestabstands der Düsen, die verhältnismäßig große Tropfen liefern müssen, begrenzt. Ferner ist der Zerstäuberkopf verhältnismäßig aufwendig.In this known device the edges form a number of individual ones at a distance from one another arranged nozzles provide the delivery points for the liquid to be atomized - the nozzles pointed, insulated electrodes, which are supposed to deliver a maximum of field strength, with a mechanical one Formation of individual drops is envisaged. However, the distribution can be caused by clogging individual nozzles are affected. In addition, the uniform density and degree of fineness the atomization as a result of compliance with a structurally required minimum distance between the nozzles, which have to deliver relatively large drops, limited. Furthermore, the atomizer head is proportionate laborious.

Der Erfindung liegt mit Bezug auf eine derartige Vorrichtung zum gleichmäßigen Überziehen von Gegenständen mit einem flüssigen Überzugsmittel, das in geregelter Menge einer gegenüber den Gegenständen eine Potentialdifferenz aufweisenden Verteilervorrichtung zugeführt, über die Länge einer geraden Linie abgegeben und unter dem Einfluß eines elektrostatischen Feldes ohne Verwendung von Druckluft versprüht wird, die Aufgabe zugrunde, die Verteilung der Flüssigkeitsabgabe über die Länge der Abgabestrecke und die Zerstäubung bei geringstmöglichem Bauaufwand zu verfeinern. Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Abgabestelle der Flüssigkeit als gerade ausgedehnte Kante einer Freifläche ausgebildet ist.The invention relates to such an apparatus for uniformly coating Objects with a liquid coating agent which, in a regulated amount, has a relative to the Objects supplied with a potential difference having distribution device over the length emitted in a straight line and under the influence of an electrostatic field without use is sprayed by compressed air, the task underlying the distribution of the liquid delivery over the length of the delivery path and the atomization with the least possible construction effort to refine. The solution to the problem is according to the invention that the delivery point of Liquid is designed as a straight extended edge of an open area.

Bei der erfindungsgemäß durchgehenden Entladekante, der über die Freifläche weg ein Flüssigkeitsfilm zugeführt wird, zeigt sich im Hinblick auf die bisherigen Überlegungen das überraschende Ergebnis, daß das elektrostatische Feld von selbst die Vorderkante des Films in eine wesentlich größere Zahl dicht benachbarter Kuppen aufteilt, aus denen die Zerstäubung gleichmäßig bis zu einem hohen Feinheitsgrad erfolgt, der mit Düsen nicht erreichbar ist. Der Abstand der sich bildenden Kuppen kann durch die elektrische Spannung geregelt werden.In the case of the discharge edge which is continuous according to the invention and to which a liquid film is fed via the free area, it is evident with regard to the previous considerations the surprising result that the electrostatic field by itself the The leading edge of the film is divided into a much larger number of closely spaced peaks from which the atomization takes place evenly up to a high degree of fineness that cannot be achieved with nozzles is. The distance between the crests that are formed can be regulated by the electrical voltage will.

Unter der Freifläche im Sinne der Erfindung ist eine freiliegende, im wesentlichen ebene Fläche zu verstehen, die den Film trägt.An exposed, essentially flat surface is closed under the open area in the sense of the invention understand who carries the film.

Im Hinblick auf die Filmbildung für die Entladekante ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung vorteilhaft in der Weise ausgebildet, daß der die Entladekante tragende Teil der Verteilervorrichtung mit einem zweiten ihm gegenüberliegenden Teil einen Durchgangsspalt bildet. Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, daß der die Entladekante tragende und der ihr gegenüberliegende Teil gegeneinander verstellbar sind.With regard to the film formation for the discharge edge, the device is according to the invention advantageously designed in such a way that the part of the distributor device carrying the discharge edge forms a passage gap with a second opposite part. Furthermore is preferably it is provided that the part carrying the discharge edge and the part opposite it are against each other are adjustable.

Die Erfindung ist nachstehend an einem dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert.The invention is explained below using an illustrated embodiment.

Fig. ι zeigt teilweise in Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt,Fig. Ι shows partially in side view, partially in longitudinal section,

Fig. 2 im Querschnitt den Zerstäuber.Fig. 2 shows the atomizer in cross section.

Die dargestellte Vorrichtung besteht aus einem länglichen Behälter, der im Querschnitt die Gestalt eines dreieckigen Prismas hat. Der Behälter besteht aus einem Deckel teil 42, Seitenwandungen 43 und 44 sowie dreieckigen Stirnwänden 45. Die Wandungsteile bilden eine Kammer 46, die einen Vorrat von flüssigem Material aufnehmen kann· In dem Deckelteil 42 befindet sich eine Öffnung 47, die durch eine bewegliche Nadel 48 die Zufuhr von unter Druck stehender Flüssigkeit zum Raum 46 regelt. Die Seitenwandungen 43 und 44 sind mit dem Deckelteil 42 durch Schrauben 49 verbunden. An den unteren Enden sind die Wandungen 43 und 44 durch Schrauben 50 verbunden.The device shown consists of an elongated container which, in cross section, has the shape of a triangular prism. The container consists of a lid part 42, side walls 43 and 44 and triangular end walls 45. The wall parts form a chamber 46 which holds a supply of liquid material · In the cover part 42 there is an opening 47 which the supply of pressurized liquid to the space 46 by a movable needle 48 regulates. The side walls 43 and 44 are connected to the cover part 42 by screws 49. At the lower ends, the walls 43 and 44 are connected by screws 50.

Die Kante 51 bildet eine Entladekante aus elektrisch leitendem Material, die beim Betrieb der Vorrichtung in einer horizontalen Ebene gehalten werden kann. Die Wandungsteile 43 und 44 werden mit einer bearbeiteten glatten Oberfläche versehen, so daß ein Durchgangsspalt von gleichmäßiger Weite über seine ganze Länge entsteht. Dieser Durchgangsspalt ermöglicht die Zufuhr des flüssigen Materials aus der Kammer 46 zur Entladekante 51 in im wesentlichen gleichen Mengen über ihre ganze Länge.The edge 51 forms a discharge edge from electrical conductive material, which is kept in a horizontal plane during operation of the device can be. The wall parts 43 and 44 are provided with a machined smooth surface, so that a passage gap of uniform width is created over its entire length. This The passage gap enables the supply of the liquid material from the chamber 46 to the discharge edge 51 in substantially equal amounts over its entire length.

Sofern die Erzielung eines gleichmäßigen Ab- ■ Standes zwischen den Wandteilen durch maschinelle Bearbeitung nicht genau genug durchführbar ist, können in den Wandungsteil 52 Nuten 53 gleicher Abmessung eingearbeitet werden. Diese Nuten können sich nach hinten erweitern und in unmittelbarer Nähe der Entladekante 51 enden, so daß das fiüssige Material über die ganze Länge der Entladekante 51 ausgebreitet wird.Provided that an even gap between the ■ wall parts can be achieved by mechanical means Machining cannot be carried out precisely enough, grooves 53 of the same can be found in the wall part 52 Dimension to be incorporated. These grooves can expand to the rear and in the immediate vicinity End near the discharge edge 51, so that the liquid material over the entire length of the discharge edge 51 is spread.

Um das flüssige Material auf elektrostatischem Wege zu zerstäuben, welches der Entladekante zugeführt wird, ist diese elektrisch mit einer Hoch-Spannungsquelle 54 verbunden.To electrostatically atomize the liquid material that is fed to the discharge edge is electrically connected to a high voltage source 54.

Die beschriebene Vorrichtung ist insbesondere zum Überziehen ausgedehnter Oberflächen geeignet. Zur Durchführung des Überzugsvorganges befindet sich die Entladekante in gewissem Abstand von der Oberfläche des zu behandelnden Gegenstandes und liegt im wesentlichen parallel zu ihm. Ist die zu überziehende Oberfläche horizontal, so wird auch die Entladekante 51 der Vorrichtung in der horizontalen Lage gehalten.The device described is particularly suitable for coating extensive surfaces. To carry out the coating process, the discharge edge is at a certain distance from the Surface of the object to be treated and is essentially parallel to it. Is that too coating surface is horizontal, the discharge edge 51 of the device is also in the horizontal Location held.

Bei dem beschriebenen Zerstäuber erfolgt die Zufuhr von flüssigem Material zur Entladekante, wie angegeben, in der Form eines Films. In jedem Fall besitzt der Film zumindest an der Entladekante ine im wesentlichen gleichmäßige Dicke und hält diese Dicke in der Regel auch über die Breite derIn the case of the atomizer described, liquid material is fed to the discharge edge, such as indicated, in the form of a film. In either case, the film has at least the discharge edge an essentially uniform thickness and generally maintains this thickness over the width of the

Freifläche ein. Die Entladekante soll im Querschnitt von Messerschneideschärfe sein und wird z. B. durch zwei glattgeschliffene Flächen gebildet. Da in der Längsrichtung die Entladekante gerade verläuft, ist die Spannung des Feldes entlang der Kante denkbar gleichförmig·Open space. The discharge edge should be of knife edge sharpness in cross section and is z. B. formed by two smoothly ground surfaces. Since the discharge edge is straight in the longitudinal direction, the tension of the field along the edge is conceivably uniform

Eine Seite einer Hochspannungsquelle 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.One side of a high voltage source is connected to the applicator, while the other Page has earth connection and via the earthed conveyor device and the supports of the Objects are connected to the earthed surfaces to be coated. By means of this electrical The energy source is between the discharge edge of the atomizer head and the one to be coated Surface creates an electric field.

Das so zwischen der Entladekante des Zerstäuberkopfes und der zu überziehenden Oberfläche aufrechterhaltene elektrische Feld verursacht eine Zerstäubung des der Entladekante zugeführten Überzugsmaterials in feine Einzelteilchen, die auf die Oberfläche der Gegenstände niedergeschlagen werden. Da das Feld die Zerstäubung und den Niederschlag bedingt, können Oberflächen jeder Art von Material überzogen werden, solange ein elektrisches Feld zwischen der Entladekante und den Gegenständen aufrechterhalten wird, selbst wenn es sich hei den Gegenständen um elektrische Nichtleiter handelt. Das zerstäubte Material verläßt den Zerstäuberkopf in einer zu den Kraftlinien des Feldes parallelen Richtung.That which is maintained between the discharge edge of the atomizer head and the surface to be coated electric field causes atomization of the coating material fed to the discharge edge into fine individual particles that are deposited on the surface of the objects. Since the field causes the atomization and precipitation, all types of surfaces can be used Material can be coated as long as there is an electric field between the discharge edge and the objects is maintained even if the objects are electrical non-conductors acts. The atomized material leaves the atomizer head in one to the lines of force of the field parallel direction.

Zur Erreichung einer gleichmäßigen Verteilung des Überzugsmaterials auf der Entladekante, d. h. der Bildung eines gleichförmigen Films, dient ein gleichförmig bemessener Durchgangsspalt, dessen Weite mittels eines Schiebers 55 einstellbar ist.To achieve an even distribution of the coating material on the discharge edge, i. H. the formation of a uniform film, a uniformly sized passage gap serves Width is adjustable by means of a slide 55.

Die Vorrichtung kann zum Überziehen lotrechter oder waagerechter oder von Flächen in irgendeiner anderen Stellung benutzt werden. Es kommt lediglich darauf an, daß der Zerstäuberkopf gegenüber der Fläche in geeigneter Stellung angeordnet wird. Die Vorrichtung kann auch zum Überziehen von Bandmaterial Verwendung finden. Das Band wird in diesem Fall von einer Vorratshaspel abgewickelt, in bestimmter Entfernung an dem Zerstäuberkopf vorbeigeführt und anschließend einer Trocken- oder Härtungsanlage zugeführt. In allen Fällen, in denen die zu überziehenden Oberflächen Kanten besitzen, wird auch Material auf diese Kanten niedergeschlagen. Unter der Wirkung des Feldes setzt sich eine beschränkte Menge des Materials auch um Kanten herum auf der dem Zerstäuberkopf abgewendeten Oberfläche der Gegenstände ab.The device can be used for covering vertical or horizontal or surfaces in any one used in another position. All that matters is that the atomizer head is opposite the surface is arranged in a suitable position. The device can also be used for covering Find band material use. In this case, the tape is unwound from a supply reel, at a certain distance past the atomizer head and then a drying or Hardening plant supplied. In all cases in which the surfaces to be coated have edges, material is also deposited on these edges. Under the action of the field one sits down limited amount of material also around edges on the one facing away from the atomizer head Surface of the objects.

Es können auch zufriedenstellende Ergebnisse mit der Vorrichtung erzielt werden, wenn die zu überziehenden Oberflächen elektrisch aufgeladen und der Zerstäuberkopf geerdet wird. Der Abstand und die Spannungsgröße können in weiten Grenzen geändert werden. Die Spannungsgröße soll entsprechend dem Abstand so abgestimmt sein, daß eine elektrische Entladung von der Entladekante aus sichergestellt ist.Satisfactory results can also be achieved with the device if the too coating surfaces are electrically charged and the atomizer head is earthed. The distance and the voltage magnitude can be changed within wide limits. The voltage size should be accordingly the distance be matched so that an electrical discharge from the discharge edge is ensured.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for uniform coating of objects with a liquid coating agent, that in a regulated amount of a potential difference compared to the objects Distributor device supplied, dispensed over the length of a straight line and sprayed under the influence of an electrostatic field without the use of compressed air is, characterized in that the delivery point of the liquid as straight extended Edge of an open area is formed.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the part of the distribution device carrying the discharge edge with a second, opposite part forms a passage gap.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the one carrying the discharge edge and the opposite part are adjustable in relation to one another.

Considered publications:

German Patent No. 414 593;

French patents No. 735 399,
391;

British Patent No. 445 170;

U.S. Patent Nos. 2408 143, 2451 288; Russian Patent No. 57,220;

Abridgment of Australian patent application 620/47.

1 sheet of drawings