EP0231436A1 - Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Gegenständen - Google Patents

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EP0231436A1 EP86114410A EP86114410A EP0231436A1 EP 0231436 A1 EP0231436 A1 EP 0231436A1 EP 86114410 A EP86114410 A EP 86114410A EP 86114410 A EP86114410 A EP 86114410A EP 0231436 A1 EP0231436 A1 EP 0231436A1
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spray electrode
outer tube
spray
tube
spraying
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Artur Koch
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Ahlbrandt System GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T19/00—Devices providing for corona discharge

Definitions

  • the invention relates to a device for the surface treatment of objects by electrical spray discharge, which has an electrically insulated spray electrode.
  • Devices of this type are generally known and used, in particular for the treatment of films.
  • Treatment by spray discharge is usually used to increase its wettability and adhesiveness by roughening a surface.
  • This type of surface treatment has found widespread use in the production of photo paper.
  • the spray electrode can be arranged firmly and the foil or paper can be guided over an earthed roller opposite the spray electrode.
  • Treatment with spray discharges becomes more difficult if the surfaces to be treated are three-dimensional.
  • the windows have been glued to body flanges for some time. Since the body must be painted before gluing the windows, the body flanges are also painted. This leads to adhesive problems. So far, one has been helped by spraying on an agent which improves adhesion, but this is cumbersome and leads to contamination of the area surrounding the body flange.
  • the object of the invention is to develop a device for surface treatment by spray discharge, the spray electrode of which can easily be guided along any, in particular three-dimensional, contours by hand or by means of a robot.
  • the spray electrode is arranged in an electrically conductive, grounded, freely guidable outer tube from which it protrudes with a short, spraying area.
  • Such a spray electrode can be guided by hand like a stylus with the spraying end along the surface to be treated, for example along a body flange of a motor vehicle. This allows you to follow complicated, three-dimensional contours. Since the spray electrode is surrounded by a grounded, electrically conductive outer tube, this can be touched while the device is in use, since most of the electrical energy flows through the corona to the object to be treated and through the outer tube. Even if the spray electrode does not spray towards an object to be treated, you can touch it, because when the spray electrode is live, a shunt corona still burns between it and the earthed outer tube, so that most of the energy flows there.
  • the device according to the invention is also suitable for experimentally treating a film by spray discharge by hand in order to subsequently check the effect of this treatment.
  • a structurally particularly simple embodiment of the invention consists in the fact that the spray electrode consists of a tube made of quartz or a comparable insulating material which is closed at the spraying end and in which aluminum forms the spraying area granulate or a comparable material and into which an insulated high-frequency ignition cable leads from the open end, which protrudes into the aluminum granulate with a stripped end.
  • a very particularly advantageous embodiment of the invention consists in that the outer tube is kept at a distance from the tube forming the spray electrode by means of spacers and the air gap between the spray electrode and the outer tube is connected to an air suction on the side facing away from the spraying area.
  • This design prevents ozone from entering the room in which the spray treatment is taking place, so that there is no risk of damage to the health of the user or other people in the room.
  • the spray electrode and the outer tube are cooled by the air flow guided along the spray electrode, which enables a high operating voltage and prevents the outer tube from becoming so warm that it can no longer be touched.
  • Another embodiment of the invention consists in the fact that in the area of the granulate filling of the spray electrode there is an intermediate tube made of electrically conductive material on the inside against the outer tube, which is at a smaller distance from the spray electrode than the outer tube.
  • this intermediate tube Through this intermediate tube, the air gap between the active area of the spray electrode and the intermediate tube connected to ground via the outer tube in this area is so small that there is a spray discharge there, even if the spray electrode is not a short distance from an earthed one to be treated Object is located.
  • the generator supplying the device with electrical energy does not have to be switched off when the spray treatment of an object is interrupted, but rather can be carried out continuously with one Work permanent load, which simplifies the construction of the generator.
  • This measure also ensures that the active part of the spray electrode can be touched by hand even when the device is switched on. Since the electrical resistance of the human body is far higher than that of the air gap between the spray electrode and the intermediate tube, the amount of energy flowing through the human body in such a case is so small that it does not lead to an uncomfortable feeling or even damage. Since the air gap is relatively narrow only in the area of the intermediate tube, the air can relax after passing through this area, so that the overall flow losses are low.
  • the spraying end of the spray electrode protruding from the outer tube is closed off by a hemispherical closure.
  • this spray electrode termination can be designed differently for different applications.
  • FIG. 1 shows a spray electrode 1, which is a quartz tube which, at the left end in the drawing, is closed by a hemispherical closure 2 similar to a test tube.
  • a spray electrode 1 which is a quartz tube which, at the left end in the drawing, is closed by a hemispherical closure 2 similar to a test tube.
  • On the closed side of the spray electrode 1 is through a filling with aluminum granules 3 formed an active area.
  • An electrically insulated high-frequency ignition cable 4 is inserted into the open end of the spray electrode 1 and projects with an uninsulated end 5 into the aluminum granulate 3.
  • an outer tube 6 Coaxial to the spray electrode 1 is an outer tube 6 made of electrically conductive material, which is held by spacers 7, 8, which are strips of insulating material, at a fixed distance from the spray electrode 1, so that between the spray electrode 1 and the Outer tube 6 creates an air gap 9.
  • the outer tube 6 has a ground connection 10 so that it can be connected to earth.
  • an intermediate tube 11 made of conductive material is used in the outer tube 6, which also forms an air gap 12 between itself and the spray electrode, the width of which is, however, smaller than the distance of the outer tube 6 from the spray electrode 1.
  • an air suction nozzle 13 which is connected to an air suction, not shown.
  • the rounded end 2 of the spray electrode 1 is opposite a surface to be treated when the voltage is switched on, the desired spray discharge occurs there. If the termination 2 is held at a greater distance from a grounded surface, then spray discharges only occur between the part of the spray electrode 1 active through the aluminum granulate 3 and the grounded intermediate tube 11, so that the generator can continue to work with a base load.
  • FIG. 2 shows the left end of the spray electrode 1 seen in FIG. 1, the air gap 12, the outer tube 6 and the air suction nozzle 13. Furthermore, it can be seen that the spacers 7 are strip-shaped components between which the air can flow to the air suction nozzle 13.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Gegenständen durch Sprühentladung hat in einem mit Masse verbundenen, elektrisch leitenden Außenrohr (6) eine elektrisch isolierte Sprühelektrode (1), die mit ihrem aktiven Teil etwas aus dem Außenrohr (6) herausragt. Zwischen dem Außenrohr (6) und der Sprühelektrode (1) befindet sich ein Luftspalt (12, 9), durch den während des Arbeitens der Vorrichtung Luft abgesaugt werden kann.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Ober­flächenbehandlung von Gegenständen durch elektrische Sprühentladung, welche eine elektrisch isolierte Sprüh­elektrode hat. Solche Vorrichtungen sind insbesondere zur Behandlung von Folien allgemein bekannt und gebräuch­lich.
  • Die Behandlung durch Sprühentladungen dient üblicher­weise dazu, durch Aufrauhen einer Oberfläche ihre Benetz­barkeit und Haftfähigkeit zu erhöhen. Starke Verbreitung hat diese Art der Oberflächenbehandlung bei der Herstel­lung von Fotopapier gefunden. Bei Papier oder Folien kann man die Sprühelektrode fest anordnen und die Folie oder das Papier über eine der Sprühelektrode gegenüber­liegende, geerdete Walze führen. Schwieriger wird die Behandlung durch Sprühentladungen, wenn die zu behandeln­den Flächen dreidimensional sind. In der Autoindustrie werden beispielsweise die Scheiben seit einiger Zeit auf Karosserieflansche aufgeklebt. Da die Karosserie vor diesem Aufkleben der Scheiben lackiert werden muß, sind auch die Karosserieflansche lackiert. Das führt zu Haf­tungsschwierigkeiten des Klebers. Bisher behilft man sich durch Aufsprayen eines die Haftung verbessernden Mittels, was jedoch umständlich ist und zu einer Ver­schmutzung des den Karosserieflansch umgebenden Berei­ches führt. Eine Behandlung des Karosserieflansches durch Sprühentladung wurde wegen der komplizierten Form des Karosserieflansches bislang noch nicht vorgenommen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­tung zur Oberflächenbehandlung durch Sprühentladung zu entwickeln, deren Sprühelektrode leicht von Hand oder mittels eines Roboters entlang beliebiger, insbesondere auch dreidimensionaler Konturen, zu führen ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sprühelektrode in einem elektrisch leitenden, mit Masse verbundenen, frei führbaren Außenrohr angeordnet ist, aus dem sie mit einem kurzen, sprühenden Bereich herausragt.
  • Eine solche Sprühelektrode kann von Hand wie ein Griffel mit dem sprühenden Ende entlang der zu behandelnden Fläche geführt werden, beispielsweise entlang eines Karosserieflansches eines Kraftfahrzeuges. Dadurch kann man auch komplizierten, dreidimensionalen Konturen fol­gen. Da die Sprühelektrode von einem geerdeten, elek­trisch leitenden Außenrohr umgeben ist, kann man dieses während der Benutzung der Vorrichtung anfassen, da der größte Teil der elektrischen Energie über die Korona zum zu behandelnden Gegenstand hin und über das Außenrohr abfließt. Auch wenn die Sprühelektrode nicht zu einem zu behandelnden Gegenstand hin sprüht, kann man diese anfas­sen, da dann bei unter Spannung stehender Sprühelektrode zwischen ihr und dem geerdeten Außenrohr immer noch eine Nebenschlußkorona brennt, so daß dort die Energie zum größten Teil abfließt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich auch dafür, versuchsweise von Hand eine Fo­lie durch Sprühentladungen zu behandeln, um anschließend die Wirkung dieser Behandlung zu überprüfen.
  • Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Sprühelektrode aus einem am sprühenden Ende geschlossenen Rohr aus Quarz oder einem vergleichbaren Isoliermaterial besteht, in welches zur Bildung des sprühenden Bereichs Aluminium­ granulat oder ein vergleichbarer Werkstoff gefüllt ist und in das vom offenen Ende her ein isoliertes Hochfre­quenz-Zündkabel führt, welches mit einem entisolierten Ende in das Aluminiumgranulat ragt.
  • Eine ganz besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das Außenrohr mittels Ab­standshalter über seine gesamte Länge auf Abstand von dem die Sprühelektrode bildenden Rohr gehalten ist und der Luftspalt zwischen Sprühelektrode und Außenrohr an der dem sprühenden Bereich abgewandten Seite mit einer Luftabsaugung verbunden ist. Durch diese Gestaltung wird verhindert, daß Ozon in den Raum gelangt, in welchem die Sprühbehandlung stattfindet, so daß keine gesundheitli­chen Schäden des Benutzers oder anderer im Raum befind­licher Personen zu befürchten sind. Gleichzeitig werden durch den entlang der Sprühelektrode geführten Luftstrom die Sprühelektrode und das Außenrohr gekühlt, was eine hohe Betriebsspannung ermöglicht und verhindert, daß das Außenrohr so warm wird, daß man es nicht mehr anfassen kann.
  • Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß im Bereich der Granulatfüllung der Sprühelektrode innenseitig gegen das Außenrohr ein Zwischenrohr aus elektrisch leitendem Material anliegt, welches zur Sprüh­elektrode einen geringeren Abstand hat als das Außen­rohr. Durch dieses Zwischenrohr ist der Luftspalt zwi­schen dem aktiven Bereich der Sprühelektrode und dem über das Außenrohr mit Masse verbundenen Zwischenrohr in diesem Bereich so gering, daß es dort zu einer Sprühent­ladung kommt, auch wenn sich die Sprühelektrode nicht im geringen Abstand von einem geerdeten, zu behandelnden Gegenstand befindet. Dadurch braucht der die Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgende Generator nicht je­weils auszuschalten, wenn man die Sprühbehandlung eines Gegenstandes unterbricht, sondern kann ständig mit einer Dauerlast arbeiten, wodurch sich der Aufbau des Genera­tors vereinfacht. Durch diese Maßnahme wird zudem er­reicht, daß man sogar bei eingeschalteter Vorrichtung mit der Hand den aktiven Teil der Sprühelektrode berüh­ren darf. Da der elektrische Widerstand des menschlichen Körpers weit höher ist als der des Luftspaltes zwischen Sprühelektrode und Zwischenrohr, fließt in einem solchen Fall über den menschlichen Körper eine so geringe Ener­giemenge, daß es nicht zu einem unangenehmen Gefühl oder sogar zu einer Schädigung kommen kann. Da der Luftspalt nur im Bereich des Zwischenrohres verhältnismäßig eng ist, kann sich die Luft nach dem Passieren dieses Berei­ches entspannen, so daß die Strömungsverluste insgesamt gering sind.
  • Für die Behandlung schmaler Bereiche, wie zum Beispiel dem Karosserieflansch einer Kraftfahrzeugkarosserie, ist es vorteilhaft, wenn das aus dem Außenrohr herausragen­de, sprühende Ende der Sprühelektrode durch einen halb­kugelförmigen Abschluß abgeschlossen ist. Natürlich kann dieser Sprühelektrodenabschluß für unterschiedliche Anwendungsfälle unterschiedlich gestaltet sein.
  • Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungformen zu. Eine davon ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfol­gend beschrieben. Diese zeigt in
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsge­mäße Vorrichtung,
    • Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung.
  • Die Figur 1 zeigt eine Sprühelektrode 1, bei der es sich um ein Quarzrohr handelt, welches am in der Zeichnung gesehen linken Ende ähnlich wie ein Reagenzglas durch einen halbkugelförmigen Abschluß 2 verschlossen ist. An der geschlossenen Seite der Sprühelektrode 1 ist durch eine Füllung mit Aluminiumgranulat 3 ein aktiver Bereich gebildet. Ein elektrisch isoliertes Hochfrequenz-Zünd­kabel 4 ist in das offene Ende der Sprühelektrode 1 hin­eingeführt und ragt mit einem nicht isolierten Ende 5 in das Aluminiumgranulat 3.
  • Koaxial zur Sprühelektrode 1 ist ein Außenrohr 6 aus elektrisch leitendem Material angeordnet, welches durch Abstandshalter 7, 8, bei denen es sich um Leisten aus isolierendem Material handelt, auf einen festen Abstand zur Sprühelektrode 1 gehalten ist, so daß zwischen der Sprühelektrode 1 und dem Außenrohr 6 ein Luftspalt 9 entsteht. Das Außenrohr 6 hat einen Masseanschluß 10, so daß es mit Erde verbunden werden kann.
  • Im aktiven Bereich der Sprühelektrode 1 ist im Außenrohr 6 ein Zwischenrohr 11 aus leitendem Material eingesetzt, welches ebenfalls zwischen sich und der Sprühelektrode einen Luftspalt 12 bildet, dessen Breite jedoch geringer ist als der Abstand des Außenrohres 6 von der Sprühelek­trode 1. Am offenen Ende der Sprühelektrode 1 ist auf dem Außenrohr 6 ein Luftabsaugstutzen 13 gesetzt, wel­cher mit einer nicht dargestellten Luftabsaugung verbun­den ist. Dadurch kann Luft durch die Luftspalten 12 und 9 gesaugt werden, wodurch die Sprühelektrode 1 gekühlt und beim Arbeiten der Vorrichtung entstehendes Ozon abge­saugt wird.
  • Befindet sich bei eingeschalteter Spannung der gerundete Abschluß 2 der Sprühelektrode 1 gegenüber einer zu be­handelnden Fläche, so kommt es dort zu der gewünschten Sprühentladung. Hält man den Abschluß 2 in einem größe­ren Abstand von einer geerdeten Fläche, dann kommt es nur zwischen dem durch das Aluminiumgranulat 3 aktiven Teil der Sprühelektrode 1 und dem geerdeten Zwischenrohr 11 zu Sprühentladungen, so daß der Generator mit einer Grundlast weiterarbeiten kann.
  • Die Figur 2 läßt das in Figur 1 gesehen linke Ende der Sprühelektrode 1, den Luftspalt 12, das Außenrohr 6 und den Luftabsaugstutzen 13 erkennen. Weiterhin ist zu sehen, daß es sich bei den Abstandshaltern 7 um streifen­förmige Bauteile handelt, zwischen denen die Luft zum Luftabsaugstutzen 13 strömen kann.
    • Auflistung der verwendeten Bezugszeichen
    • 1 Sprühelektrode
    • 2 Abschluß
    • 3 Aluminiumgranulat
    • 4 Hochfrequenz-Zündkabel
    • 5 nicht isoliertes Ende
    • 6 Außenrohr
    • 7 Abstandshalter
    • 8 Abstandshalter
    • 9 Luftspalt
    • 10 Masseanschluß
    • 11 Zwischenrohr
    • 12 Luftspalt
    • 13 Luftabsaugstutzen

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Gegen­ständen durch elektrische Sprühentladung, welche eine elektrisch isolierte Sprühelektrode hat, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Sprühelektrode (1) in einem elektrisch leitenden, mit Masse verbundenen, frei führbaren Außen­rohr (6) angeordnet ist, aus dem sie mit einem kurzen, sprühenden Bereich herausragt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühelektrode (1) aus einem am sprühenden Ende geschlossenen Rohr aus Quarz oder einem vergleichbaren Isoliermaterial besteht, in welches zur Bildung des sprühenden Bereichs Aluminiumgranulat (3) oder ein ver­gleichbarer Werkstoff gefüllt ist und in das vom offenen Ende her ein isoliertes Hochfrequenz-Zündkabel (4) führt, welches mit einem entisolierten Ende (5) in das Aluminiumgranulat (3) ragt.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Außenrohr (6) mittels Abstandshal­ter (7, 8) über seine gesamte Länge auf Abstand von dem die Sprühelektrode (1) bildenden Rohr gehalten ist und der Luftspalt (9) zwischen Sprühelektrode (1) und Außen­rohr (6) an der dem sprühenden Bereich abgewandten Seite mit einer Luftabsaugung verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehen­den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Aluminiumgranulatfüllung (3) der Sprühelektrode (1) innenseitig gegen das Außenrohr (6) ein Zwischenrohr (11) aus elektrisch leitendem Material anliegt, welches zur Sprühelektrode (1) einen geringeren Abstand hat als das Außenrohr (6).
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehen­den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Außenrohr (6) herausragende, sprühende Ende der Sprüh­elektrode (1) durch einen halbkugelförmigen Abschluß (2) abgeschlossen ist.
EP86114410A 1986-02-05 1986-10-17 Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Gegenständen Expired - Lifetime EP0231436B1 (de)

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