EP1500435B1 - Verfahren und Einrichtung zur Potentialsteuerung einer gemolchten Leitungsanordnung - Google Patents

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EP1500435B1
EP1500435B1 EP04016358A EP04016358A EP1500435B1 EP 1500435 B1 EP1500435 B1 EP 1500435B1 EP 04016358 A EP04016358 A EP 04016358A EP 04016358 A EP04016358 A EP 04016358A EP 1500435 B1 EP1500435 B1 EP 1500435B1
Authority
EP
European Patent Office
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pig
potential
station
conductive medium
high voltage
Prior art date
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Active
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EP04016358A
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English (en)
French (fr)
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EP1500435A3 (de
EP1500435A2 (de
Inventor
Andreas Geiger
Peter Hofmann
Siegfried Poppe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
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Publication date
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Publication of EP1500435A2 publication Critical patent/EP1500435A2/de
Publication of EP1500435A3 publication Critical patent/EP1500435A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/16—Arrangements for supplying liquids or other fluent material
    • B05B5/1608—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive
    • B05B5/1616—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive and the arrangement comprising means for insulating a grounded material source from high voltage applied to the material
    • B05B5/1625—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive and the arrangement comprising means for insulating a grounded material source from high voltage applied to the material the insulating means comprising an intermediate container alternately connected to the grounded material source for filling, and then disconnected and electrically insulated therefrom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/14—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet
    • B05B12/1481—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet comprising pigs, i.e. movable elements sealingly received in supply pipes, for separating different fluids, e.g. liquid coating materials from solvent or air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/08—Plant for applying liquids or other fluent materials to objects
    • B05B5/10—Arrangements for supplying power, e.g. charging power
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/16—Arrangements for supplying liquids or other fluent material

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling the potential of a common line arrangement according to the preamble of the independent claims.
  • the closest state of the art is e.g. from EP-A-1 270 083.
  • Molded line arrangements are known to be required in coating systems for the electrostatic serial coating of workpieces such as vehicle bodies with water-based paint or similarly conductive coating material, which is conveyed by a pig or between two pigs from a pigging station to the pig destination station through the line (EP 1 108 475, EP 1 172 152, EP 1 270 083, EP 1 314 483, etc.).
  • the promotion can take place from a pig station located on the ink supply side to ground potential to a pig station located on the high voltage potential of the electrostatic atomizer serving as the application element of the plant and also in the opposite direction when recovering non-sprayed coating material, wherein the coating material initially has the potential of Molchsendestation has and is approaching the pig destination station charged to its potential or discharged.
  • other conductive media such as rinsing liquid.
  • relatively long hoses are used as a common line, which must produce an insulating path for electrical isolation between the system components under high voltage, for example in the area of the atomizer and the ink supply located at ground potential, and consist of suitable plastics for this purpose.
  • multi-layer tubes are used, the inner layer of a for the piggability selected plastic such as PFA, while an outer or intermediate layer is made of a selected for high-voltage strength insulating material such as PE, which may be surrounded by an outer protective jacket, for example made of PUR (DE 102 39 516).
  • PE high-voltage strength insulating material
  • PE outer protective jacket
  • Pig-tubing of electrostatic coating systems should generally insulate as well as possible and therefore usually form a higher electrical resistance than the air contained in them.
  • the volume resistivity of conventional PFA pig tubes is about 10 16 ohm.m.
  • the paint column or the other conductive medium conveyed by the line forms a high electrical capacitance, typically of the order of magnitude at the usual lengths (eg up to 20 m) and inside diameters (eg 8 mm) 500 pF can lie.
  • the paint column approaches the pig target station, it is initially isolated from the target station by the air (or other insulating medium) in front of it.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method or a device of the type considered, the unwanted current spikes during charging or discharging the subsidized by the gemold line conductive medium and especially unwanted plant downtime without affecting the setpoint potentials and in particular the high voltage at the application organ avoids.
  • the coating material or other conductive media is brought to their potential via a high-impedance damping resistor when approaching the pig destination station before a distance from the conductive component of the pig destination station is reached, at which there is a voltage breakdown, ie sudden charging or discharging can come from the conductive medium, sparks and unwanted current peaks and thereby caused a stoppage of the coating system are reliably avoided, and there provided according to the invention damping resistance at least during the coating is not within the electrical connection of the high voltage generator with the application organ, no unwanted voltage drop can occur to the application organ. Nor is the ground potential of the supply-side pig station impaired.
  • the conductive medium is charged or discharged by a damping resistor which is connected between the potential of the respective pig target station and an electrically conductive contact point of the line contacting the conductive medium.
  • the conductive medium is charged or discharged by the lead itself forming the damping resistor.
  • this embodiment has the particular advantage that no additional components such as external damping resistors, high voltage cables and distributors are necessary. It is also beneficial that the pigs can not be affected by a separation point in the hose.
  • the damping resistor is in each case electrically connected in parallel to the formed when approaching the conductive medium to the pig station between the medium and the electrically conductive component of the pig station Isolierrange or, in other words, parallel to reaching the pig station paint or medium column and connected to it within the line.
  • a corresponding resistor arrangement is also conceivable on the supply side between the pig station and its ground potential connection.
  • the line arrangement schematically illustrated in FIG. 1 includes a first pig station 1 connected, for example, to a color change valve arrangement or possibly a metering device whose electrically conductive components are grounded to a ground terminal, a second pig station 2 connected to an electrostatic atomizer 3 and close to or can be arranged in this, and the electrically conductive components are placed by a high voltage generator 4 on the lying also on the atomizer high voltage potential, for example in the order of 100 kV. Furthermore, the line arrangement includes a connecting the two pig stations 1 and 2 hose 5 made of insulating material.
  • the tube 5 is in a known manner electrically conductive paint 6 between two pigs 7 and 8 to supply the atomizer 3 from the first pig station 1 to the second pig station 2 and possibly not recovered on recovery color material from the second pig station back to the first Sponsored pigging station.
  • the high voltage generator 4 may, depending on the nature of the system in or near the atomizer 3 or in other cases, especially in robotic systems, as shown located at a remote location.
  • the required for electrical isolation between the pig stations 1 and 2 insulating sections are also formed in a known manner by the tube 5 and preferably consisting of air insulating medium, which is located on the side facing away from the color side of the pigs in the tube 5 and also serves as a pig pushing medium ,
  • another electrically conductive medium such as, in particular, flushing liquid can be conveyed through the tube 5.
  • the color coat 6, which is initially located at the potential of the respective pig station is suddenly charged or discharged to its potential when approaching the respective pig destination station or when it falls short of an insulating distance between the paint column and the pig destination station Minimum distance to a voltage breakthrough comes through the insulating air gap.
  • each pig station 1 and 2 each provided with a passing color paint electrically contacting pad 10 and 12 and a damping resistor 13 provided between the provided at the first pig station 1 pad 10 and ground, while another damping resistor 14 between the at the second pig station 2 provided contact point 12 and connected to the high voltage generator 4 high voltage terminal of the second pig station is connected.
  • the distances between the contact points 10 and 12 of the conductive components of each adjacent pig stations 1 and 2 along the tube 5 are at least as large as the insulating distance sufficient minimum distance of the paint column of the pig station, which falls below it to the unwanted voltage breakdown, ie to sudden charging or discharging of the paint column comes, which is avoided according to the invention by the relatively slow loading or unloading via the damping resistor 14 and 13 respectively.
  • the required minimum distance is 100 kV and air as the insulating medium typically in the order of 250 - 400 mm.
  • the contact points 10 and 12 may expediently be designed as metal piggies or similarly conductive material connecting the adjoining tube sections to each other.
  • a metal fitting or a piggable connecting element formed by a substantially hollow-cylindrical metallic connecting piece with the inner diameter of the tube 5 may be used, on which, on both sides, e.g. entsrepechend the construction described in DE 103 13 063 a piece of tubing with piggable and dead space free transition placed and secured with a union nut.
  • FIG. 2 A modification of the embodiment described above is shown in Fig. 2, wherein the elements denoted by 1 to 8 coincide with those of Fig. 1. Notwithstanding Fig. 1 but only one of the contact points 10 or 12 is provided, in the illustrated example, the contact point 12 at the second pig station 2. With E and A, the required Isolierumblen are designated at the pig stations.
  • the first damping resistor 13 ' is shown connected between this contact point and a switch 20, with which it can be either grounded or connected via the second damping resistor 14' to the high voltage generator 4. Before the paint column arrives at the destination station, in this case at the pig station 2, it is in the illustrated switch position on the two resistors 13 'and 14' charged to high voltage.
  • FIG. 3 The embodiment also shown schematically in Fig. 3 corresponds to that of Fig. 1 with respect to the grounded pig station 1 ', the high voltage potential from the high voltage generator 4' high voltage potential and connected to the atomizer 3 'pig station 2' and connecting the two pig stations together and from each other insulating tube 5 ', through which the paint column 6' is conveyed between the pigs 7 'and 8', so that in this respect no further explanation is required.
  • the attenuation according to the invention of charging or discharging the paint column 6 'as it approaches the pig station 1' or 2 'serving as the destination station is not effected by damping resistors connected externally to the line as in FIG.
  • the line forming the line Hose 5 'itself which is electrically weakly conductive for this purpose.
  • the electrical resistance of the tube 5 ' is at least at its end portions dimensioned so that it serves as an insulating path for electrical isolation between the two pig stations 1' and 2 ', on the other hand, the paint column 6' in their approach to the pig destination station charging or discharging their potential before a voltage breakdown occurs.
  • the charging or discharging according to the invention takes place through the hose, while the color column 6 'extends through the Insulating distances A and E corresponding charging or discharging paths to the respective pig destination station moves.
  • the attenuation resistors formed mainly by the ends of the hose 5 'adjoining the pig stations are thus also connected electrically outside the electrical connection of the high voltage generator 4' to the atomizer 3 'in parallel to the insulating path between the paint column and the electrically conductive component of the pig station.
  • the tube 5 ' as the tube 5 of the embodiment of FIG. 1 expediently have the multi-layer structure described in the introduction according to DE 102 39 516, where the mechanical and other requirements for piggable hoses explained there should be met.
  • the hose is preferably transparent.
  • at least the inner surface of the hose contacting the conveyed medium is conductive for defining the desired electrical resistance. Suitable ways of forming the resistor are e.g.
  • Fig. 4 The above-mentioned further possibility of switching on damping resistors between the pig stations and their potential connection is shown in Fig. 4, in which the Elements 1 to 8 correspond to the embodiment of FIG. 1.
  • the resistor arrangement is formed here by the parallel connection of the external damping resistor 24 with a controlled switch 25.
  • the damping resistor is activated in this embodiment by opening the switch 24 only during the time in which it is needed, so when approaching the conductive medium to the pig destination station. In the remaining time, the damping resistor is bridged by the switch 25, so that the high voltage generator 4 is connected directly to the pig station 2 and the atomizer 3, as in the other embodiments, especially in the coating.
  • the switch 25 can be automatically switched e.g. be controlled by signals from sensors (not shown) which monitor and report in a conventional manner the positions of the paint column or the other conveyed between the pig conductive medium.

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Potenzialsteuerung einer gemolchten Leitungsanordnung gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche. Der nächstkommende stand der Technik ist z.B. aus der EP-A-1 270 083 bekannt.
  • Gemolchte Leitungsanordnungen benötigt man bekanntlich in Beschichtungsanlagen für die elektrostatische Serienbeschichtung von Werkstücken wie z.B. Fahrzeugkarossen mit Wasserlack oder ähnlich leitfähigem Beschichtungsmaterial, das von einem Molch oder zwischen zwei Molchen von einer Molchsendestation zu der Molchzielstation durch die Leitung gefördert wird (EP 1 108 475, EP 1 172 152, EP 1 270 083, EP 1 314 483 usw.). Die Förderung kann von einer auf der Farbversorgungsseite auf Erdpotenzial liegenden Molchstation zu einer auf dem Hochspannungspotenzial des als Applikationsorgan der Anlage dienenden elektrostatischen Zerstäubers liegenden Molchstation und bei der Rückgewinnung von nicht versprühtem Beschichtungsmaterial auch in der entgegengesetzten Richtung erfolgen, wobei das Beschichtungsmaterial jeweils zunächst das Potenzial der Molchsendestation hat und bei Annäherung an die Molchzielstation auf deren Potenzial aufgeladen bzw. entladen wird. Entsprechendes gilt für die Förderung anderer leitfähiger Medien wie z.B. Spülflüssigkeit. Als gemolchte Leitung dienen in der Regel relativ lange Schläuche, die eine Isolierstrecke zur Potenzialtrennung zwischen den unter Hochspannung stehenden Anlagenteilen beispielsweise im Bereich des Zerstäubers und der auf Erdpotenzial befindlichen Farbversorgung herstellen müssen und aus hierfür geeigneten Kunststoffen bestehen. Vorzugsweise werden mehrlagige Schläuche verwendet, deren Innenschicht aus einem für die Molchbarkeit gewählten Kunststoff wie beispielsweise PFA besteht, während eine Außen- oder Zwischenschicht aus einem für Hochspannungsfestigkeit gewählten Isolationswerkstoff wie beispielsweise PE hergestellt wird, die von einem äußeren Schutzmantel beispielsweise aus PUR umgeben sein kann (DE 102 39 516). Molchschläuche elektrostatischer Beschichtungsanlagen sollen generell möglichst gut isolieren und bilden deshalb üblicherweise einen höheren elektrischen Widerstand als die in ihnen enthaltene Luft. Beispielsweise beträgt der spezifische Durchgangswiderstand üblicher Molchschläuche aus PFA etwa 1016 Ohm.m.
  • Bei den hier betrachteten Leitungsanordnungen besteht das Problem, dass die durch die Leitung geförderte Lacksäule oder das sonstige leitende Medium eine hohe elektrische Kapazität bildet, die bei den üblichen Längen (z.B. bis 20 m) und Innendurchmessern (z.B. 8 mm) typisch in der Größenordnung von 500 pF liegen kann. Wenn die Lacksäule sich der Molchzielstation nähert, ist sie zunächst durch die vor ihr befindliche Luft (oder ein anderes Isoliermedium) von der Zielstation isoliert. Sobald aber ein als Isolierstrecke ausreichender Mindestabstand zwischen der Lacksäule und der Zielstation unterschritten wird und die durch die Lacksäule gebildete Kapazität vor oder in der Zielstation schlagartig je nach der Förderrichtung auf das Hochspannungspotenzial aufgeladen oder auf Erdpotenzial entladen wird, entstehen hohe Stromspitzen, die zu ungewolltem Abschalten der Hochspannung durch das Überwachungs- und Steuersystem der Anlage führen, weil sie als Störung gewertet werden. Außerdem können bei der Umladung entstehende Funken Schäden zur Folge haben oder aus Sicherheitsgründen unzulässig sein.
  • Zur Lösung dieses Problems besteht an sich die Möglichkeit, auf der Versorgungsseite einen Dämpfungswiderstand zwischen die geerdete Molchstation und deren Masseanschluss zu schalten, während auf der Hochspannungsseite ein Dämpfungswiderstand in die Verbindung des Hochspannungserzeugers mit dem Applikationsorgan geschaltet werden kann. Der Spannungsabfall an dem Dämpfungswiderstand der Hochspannungsseite hat aber den wesentlichen Nachteil, dass er die elektrostatische Aufladung des Beschichtungsmaterials beeinträchtigt. Außerdem kann es für die Steuerung der Beschichtungsanlage wichtig sein, dass die definierte Spannung des Hochspannungserzeugers möglichst genau auch am Zerstäuber vorhanden ist, während festes Erdpotenzial an der Molchstation der Versorgungsseite aus Sicherheitsgründen notwendig sein kann.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Einrichtung der betrachteten Gattung anzugeben, die unerwünschte Stromspitzen beim Auf- oder Entladen des durch die gemolchte Leitung geförderten leitfähigen Mediums und vor allem ungewollten Anlagenstillstand ohne Beeinträchtigung der Sollpotenziale und insbesondere der Hochspannung am Applikationsorgan vermeidet.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
  • Da erfindungsgemäß das Beschichtungsmaterial oder sonstige leitfähige Medien bei der Annäherung an die Molchzielstation über einen hochohmigen Dämpfungswiderstand auf deren Potenzial gelegt wird, bevor ein Abstand von dem leitenden Bestandteil der Molchzielstation erreicht wird, bei dem es zu einem Spannungsdurchbruch, d.h. zu schlagartiger Auf- oder Entladung des leitfähigen Mediums kommen kann, werden Funken und unerwünschte Stromspitzen und ein dadurch verursachter Stillstand der Beschichtungsanlage zuverlässig vermieden, und da der erfindungsgemäß vorgesehene Dämpfungswiderstand zumindest während der Beschichtung nicht innerhalb der elektrischen Verbindung des Hochspannungserzeugers mit dem Applikationsorgan liegt, kann auch kein unerwünschter Spannungsabfall zum Applikationsorgan auftreten. Ebenso wenig wird das Erdpotenzial der versorgungsseitigen Molchstation beeinträchtigt.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das leitfähige Medium von einem Dämpfungswiderstand aufgeladen oder entladen, der zwischen das Potenzial der jeweiligen Molchzielstation und eine das leitfähige Medium kontaktierende elektrisch leitende Kontaktstelle der Leitung geschaltet ist.
  • Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das leitfähige Medium dagegen von der selbst den Dämpfungswiderstand bildenden Leitung aufgeladen oder entladen. Dieses Ausführungsbeispiel hat also den besonderen Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile wie externe Dämpfungswiderstände, Hochspannungskabel und Verteiler notwendig sind. Günstig ist auch, dass die Molche nicht durch eine Trennstelle im Schlauch beeinträchtigt werden können.
  • Bei diesen beiden Ausführungsbeispielen ist der Dämpfungswiderstand jeweils elektrisch parallel zu der bei Annäherung des leitfähigen Mediums an die Molchstation zwischen dem Medium und dem elektrisch leitenden Bestandteil der Molchstation gebildeten Isolierstrecke oder, mit anderen Worten, parallel zu der die Molchstation erreichenden Lack- oder Mediumsäule geschaltet und innerhalb der Leitung an diese angeschlossen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht aber auch die Möglichkeit, das leitfähige Medium über einen Dämpfungswiderstand aufzuladen, der bei Annäherung des Mediums an die Molchzielstation in die elektrische Verbindung des Hochspannungserzeugers mit dem Applikationsorgan geschaltet und während der Beschichtung elektrisch leitend überbrückt wird. Eine entsprechende Widerstandsanordnung ist auch auf der Versorgungsseite zwischen der Molchstation und deren Erdpotenzialanschluss denkbar.
  • An den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine gemolchte Leitungsanordnung mit externen Dämpfungswiderständen;
    Fig. 2
    eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Leitungsanordnung, in der die Leitung selbst als Dämpfungswiderstand dient; und
    Fig. 4
    ein weiteres Ausführungsbeispiel.
  • Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Leitungsanordnung enthält eine z.B. mit einer Farbwechselventilanordnung oder ggf. einer Dosiereinrichtung verbundene erste Molchstation 1, deren elektrisch leitfähige Bestandteile an einem Masseanschluss geerdet sind, eine zweite Molchstation 2, die mit einem elektrostatischen Zerstäuber 3 verbunden ist und nahe bei oder in diesem angeordnet sein kann, und deren elektrisch leitfähige Bestandteile von einem Hochspannungserzeuger 4 auf das auch an dem Zerstäuber liegende Hochspannungspotenzial z.B. in der Größenordnung von 100 kV gelegt werden. Ferner enthält die Leitungsanordnung einen die beiden Molchstationen 1 und 2 verbindenden Schlauch 5 aus Isolierwerkstoff. Durch den Schlauch 5 wird in bekannter Weise elektrisch leitender Farblack 6 zwischen zwei Molchen 7 und 8 zur Versorgung des Zerstäubers 3 von der ersten Molchstation 1 zu der zweiten Molchstation 2 und ggf. bei Rückgewinnung nicht versprühten Farbmaterials von der zweiten Molchstation wieder zurück zu der ersten Molchstation gefördert. Der Hochspannungserzeuger 4 kann sich je nach Art der Anlage in oder nahe am Zerstäuber 3 oder in anderen Fällen, insbesondere bei Roboteranlagen, darstellungsgemäß an einer entfernten Stelle befinden.
  • Die zur Potenzialtrennung zwischen den beiden Molchstationen 1 und 2 erforderlichen Isolierstrecken werden in ebenfalls bekannter Weise durch den Schlauch 5 und das vorzugsweise aus Luft bestehende Isoliermedium gebildet, das sich auf den dem Farblack abgewandten Seiten der Molche in dem Schlauch 5 befindet und auch als Molchschiebemedium dient. Statt Farblack kann auch ein anderes elektrisch leitendes Medium wie insbesondere Spülflüssigkeit durch den Schlauch 5 gefördert werden.
  • Erfindungsgemäß soll vermieden werden, dass der zunächst auf dem Potenzial der jeweiligen Molchsendestation befindliche Farblack 6 bei Annäherung an die jeweilige Molchzielstation oder in ihr schlagartig auf deren Potenzial aufgeladen bzw. entladen wird, wenn es bei Unterschreiten eines als Isolierstrecke zwischen der Lacksäule und der Molchzielstation ausreichenden Mindestabstands zu einem Spannungsdurchbruch durch die isolierende Luftstrecke kommt. Zu diesem Zweck ist in der Nähe jeder Molchstation 1 und 2 je eine den vorbeifließenden Farblack elektrisch kontaktierende Kontaktstelle 10 bzw. 12 vorgesehen und ein Dämpfungswiderstand 13 zwischen die an der ersten Molchstation 1 vorgesehene Kontaktstelle 10 und Masse geschaltet, während ein weiterer Dämpfungswiderstand 14 zwischen die an der zweiten Molchstation 2 vorgesehene Kontaktstelle 12 und einen mit dem Hochspannungserzeuger 4 verbundenen Hochspannungsanschluss der zweiten Molchstation geschaltet ist. Die Abstände der Kontaktstellen 10 und 12 von den leitenden Bestandteilen der jeweils benachbarten Molchstationen 1 bzw. 2 längs des Schlauches 5 sind mindestens so groß wie der als Isolierstrecke ausreichende Mindestabstand der Lacksäule von der Molchstation, bei deren Unterschreiten es zu dem unerwünschten Spannungsdurchbruch, d.h. zu schlagartiger Auf- oder Entladung der Lacksäule kommt, die erfindungsgemäß durch die relativ langsame Auf- bzw. Entladung über den Dämpfungswiderstand 14 bzw. 13 vermieden wird. Der erforderliche Mindestabstand liegt bei 100 kV und Luft als Isoliermedium typisch in der Größenordnung von 250 - 400 mm.
  • Die Kontaktstellen 10 und 12 können zweckmäßig als die jeweils angrenzenden Schlauchabschnitte miteinander verbindende molchbare Leitungselemente aus Metall oder ähnlich leitfähigem Werkstoff ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Metallverschraubung oder ein molchbares Verbindungselement verwendet werden, das durch einen im Wesentlichen hohlzylindrischen metallischen Anschlussstutzen mit dem Innendurchmesser des Schlauches 5 gebildet ist, an dem auf beiden Seiten z.B. entsrepechend der in der DE 103 13 063 beschriebenen Konstruktion ein Schlauchstück mit molchbarem und totraumfreiem Übergang aufgesetzt und mit einer Überwurfmutter befestigt ist.
  • Eine Abwandlung des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels ist in Fig. 2 dargestellt, wobei die mit 1 bis 8 bezeichneten Elemente mit denen aus Fig. 1 übereinstimmen. Abweichend von Fig. 1 ist aber nur eine der Kontaktstellen 10 oder 12 vorgesehen, bei dem dargestellten Beispiel die Kontaktstelle 12 bei der zweiten Molchstation 2. Mit E und A sind die erforderlichen Isolierstrecken an den Molchstationen bezeichnet. Der erste Dämpfungswiderstand 13' ist darstellungsgemäß zwischen diese Kontaktstelle und einen Schalter 20 geschaltet, mit dem er wahlweise an Masse gelegt oder über den zweiten Dämpfungswiderstand 14' mit dem Hochspannungserzeuger 4 verbunden werden kann. Bevor die Lacksäule an der Zielstation eintrifft, hier also an der Molchstation 2, wird sie bei der dargestellten Schalterstellung über die beiden Widerstände 13' und 14' auf Hochspannung aufgeladen. Beim Zurückdrücken der Lacksäule zu der ersten Molchstation 1 wird dagegen nach Ausbildung der erforderlichen Isolierstrecke A auf der der Molchstation 2 zugewandten Seite der Lacksäule der Schalter 20 in die Stellung umgelegt, in der er die Kontaktstelle 12 über den Widerstand 13' erdet, so dass die zuvor aufgeladene Lacksäule über den Widerstand 13' entladen wird. Gegenüber Fig. 1 besteht der Vorteil, dass die Schlauchkontaktierung nur an einer Stelle erforderlich ist.
  • Das in Fig. 3 ebenfalls schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht dem nach Fig. 1 hinsichtlich der geerdeten Molchstation 1', der von dem Hochspannungserzeuger 4' auf Hochspannungspotenzial gelegten und mit dem Zerstäuber 3' verbundenen Molchstation 2' und des die beiden Molchstationen miteinander verbindenden und voneinander isolierenden Schlauches 5', durch den die Lacksäule 6' zwischen den Molchen 7' und 8' gefördert wird, so dass insoweit keine weitere Erläuterung erforderlich ist. Die erfindungsgemäße Dämpfung der Auf- bzw. Entladung der Lacksäule 6' bei Annäherung an die jeweils als Zielstation dienende Molchstation 1' oder 2' erfolgt hier aber nicht durch extern an die Leitung angeschlossene Dämpfungswiderstände wie in Fig. 1, sondern durch den die Leitung bildenden Schlauch 5' selbst, der zu diesem Zweck elektrisch schwach leitfähig ist. Damit ist gemeint, dass der elektrische Widerstand des Schlauches 5' zumindest an dessen Endteilen so bemessen ist, dass er einerseits als Isolierstrecke zur Potenzialtrennung zwischen den beiden Molchstationen 1' und 2' dient, andererseits aber die Lacksäule 6' bei deren Annäherung an die Molchzielstation auf deren Potenzial auflädt oder entlädt, bevor ein Spannungsdurchbruch auftritt.
  • Die erfindungsgemäße Aufladung bzw. Entladung durch den Schlauch erfolgt, während die Farbsäule 6' sich durch die den Isolierstrecken A und E entsprechenden Auflade- bzw. Entladestrecken zu der jeweiligen Molchzielstation bewegt. Die hauptsächlich von den an die Molchstationen angrenzenden Enden des Schlauches 5' gebildeten Dämpfungswiderstände sind also auch hier außerhalb der elektrischen Verbindung des Hochspannungserzeugers 4' mit dem Zerstäuber 3' elektrisch parallel zu der Isolierstrecke zwischen der Lacksäule und dem elektrisch leitenden Bestandteil der Molchstation geschaltet.
  • Der Schlauch 5' kann wie der Schlauch 5 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 zweckmäßig den eingangs beschriebenen mehrlagigen Aufbau entsprechend der DE 102 39 516 haben, wobei die dort erläuterten mechanischen und sonstigen Anforderungen an molchbare Schläuche erfüllt sein sollen. Zur Beobachtung der Molche und/oder der Lacksäule während des Betriebes ist der Schlauch vorzugsweise transparent. Im Gegensatz zu den bisher üblichen Molchschläuchen, die möglichst vollkommen isolierend sein sollten, ist aber erfindungsgemäß mindestens die das geförderte Medium kontaktierende Innenfläche des Schlauches zur Definition des gewünschten elektrischen Widerstands leitend. Zweckmäßige Möglichkeiten zur Bildung des Widerstandes bestehen z.B. darin, in das Kunststoffmaterial der innersten Lage des Schlauches elektrisch leitende Partikel einzubetten oder an der Innenseite des Schlauches Fäden aus Widerstandsmaterial anzuordnen oder Spuren aus im gewünschten Maß leitfähig gemachtem Kunststoff zu bilden, was beispielsweise beim Extrudieren des Schlauches erfolgen kann. Besonders die letztgenannten Möglichkeiten haben den Vorteil, dass sie die gewünschte Transparenz des Schlauches nicht beeinträchtigen.
  • Die eingangs erwähnte weitere Möglichkeit der Einschaltung von Dämpfungswiderständen zwischen die Molchstationen und deren Potenzialanschluss ist in Fig. 4 dargestellt, in der die Elemente 1 bis 8 dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 entsprechen. Die Widerstandsanordnung ist hier durch die Parallelschaltung des externen Dämpfungswiderstands 24 mit einem gesteuerten Schalter 25 gebildet. Der Dämpfungswiderstand wird bei diesem Ausführungsbeispiel durch Öffnen des Schalters 24 nur während der Zeit aktiviert, in der er benötigt wird, also bei Annäherung des leitfähigen Mediums an die Molchzielstation. In der übrigen Zeit wird der Dämpfungswiderstand durch den Schalter 25 überbrückt, so dass der Hochspannungserzeuger 4 wie bei den anderen Ausführungsbeispielen vor allem bei der Beschichtung direkt mit der Molchstation 2 und dem Zerstäuber 3 verbunden ist.
  • Der Schalter 25 kann automatisch z.B. durch Signale von (nicht dargestellten) Sensoren gesteuert werden, die in an sich bekannter Weise die Positionen der Lacksäule oder des sonstigen zwischen den Molchen geförderten leitfähigen Mediums überwachen und melden.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Potenzialsteuerung einer gemolchten Leitungsanordnung, durch deren Leitung (5) in einer Anlage zur elektrostatischen Serienbeschichtung von Werkstücken das elektrisch leitfähige Beschichtungsmaterial oder ein anderes leitfähiges Medium (6) unter Verwendung mindestens eines Molches (7, 8) zwischen zwei Molchstationen (1, 2) gefördert wird,
    wobei im Betrieb ein elektrisch leitender Bestandteil der einen Molchstation (1) auf niedrigem Potenzial oder Erdpotenzial und ein elektrisch leitender Bestandteil der anderen Molchstation (2) auf einem Hochspannungspotenzial liegt, das von einem Hochspannungserzeuger (4) für das Applikationsorgan (3) der Anlage erzeugt wird,
    wobei das zunächst auf dem Potenzial der Molchsendestation liegende leitfähige Medium (6) bei Annäherung an die Molchzielstation auf deren Potenzial aufgeladen bzw. entladen wird,
    und wobei die Leitung (5) als Isolierstrecke zur Potenzialtrennung zwischen den beiden Molchstationen (1, 2) dient,
    dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Leitung (5) geförderte leitfähige Medium (6) bei der Annäherung an die Molchzielstation über einen elektrischen Widerstand (13, 14, 5'), der zumindest während der Beschichtung der Werkstücke außerhalb der elektrischen Verbindung des Hochspannungserzeugers (4) mit dem Applikationsorgan (3) liegt, auf das Potenzial der Molchzielstation gelegt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Medium (6) von einem zwischen das Potenzial der Molchzielstation und eine elektrisch leitende Kontaktstelle (10, 12) der Leitung (5) geschalteten Widerstand (13, 14) aufgeladen oder entladen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Medium (6') von der den Widerstand bildenden Leitung (5') aufgeladen oder entladen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Medium (6) über einen Widerstand (24) aufgeladen wird, der bei Annäherung des leitfähigen Mediums an die Molchzielstation (2) in die elektrische Verbindung des Hochspannungserzeugers (4) mit dem Applikationsorgan (3) geschaltet und während der Beschichtung elektrisch leitend überbrückt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Medium (6) zwischen zwei Molchen (7, 8) durch die Leitung (5) gefördert wird, die zur Potenzialtrennung auf den dem leitfähigen Medium abgewandten Seiten der Molche ein Isoliermedium enthält.
  6. Einrichtung zur Potentialsteuerung einer gemolchten Leitungsanordnung in einer Anlage zur elektrostatischen Serienbeschichtung von Werkstücken (1), mit
    einer ersten Molchstation (1), die einen auf niedriges Potenzial oder Erdpotenzial gelegten elektrisch leitenden Bestandteil hat,
    einer zweiten Molchstation (2), die einen auf ein Hochspannungspotenzial gelegten elektrisch leitenden Bestandteil hat, einer zwischen den beiden Molchstationen angeordneten Leitung (5), durch die das leitfähige Medium unter Verwendung mindestens eines Molches (7, 8) gefördert wird, und die eine Isolierstrecke zur Potenzialtrennung zwischen den beiden Molchstationen (1, 2) bildet,
    einem Hochspannungserzeuger (4), der mit der zweiten Molchstation (2) und mit dem Applikationsorgan (3) der Anlage verbunden ist,
    und einer mindestens einen elektrischen Widerstand (13, 14, 5')enthaltenden Anordnung, über die das leitfähige Medium bei Annäherung an die erste und/oder zweite Molchstation (1, 2) aufgeladen bzw. entladen wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand (13, 14; 5'; 24) zumindest während der Beschichtung der Werkstücke außerhalb der elektrischen Verbindung des Hochspannungserzeugers (4) mit dem Applikationsorgan (3) liegt.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand (13, 14, 5') elektrisch parallel zu der bei Annäherung des leitfähigen Mediums (6) an die Molchstation (1, 2) zwischen dem leitfähigen Medium und dem elektrisch leitenden Bestandteil der Molchstation gebildeten Isolierstrecke geschaltet ist.
  8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand (13, 14) zwischen einen auf das Potenzial der Molchstation (1, 2) gelegten Anschluss und ein elektrisch leitendes Kontaktelement (10, 12) geschaltet ist, das in der Nähe der Molchstation (1, 2) in die Leitung (5) eingesetzt ist und das leitfähige Medium (6) kontaktiert.
  9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontaktelement (10, 12) an jeder der beiden Molchstationen (1, 2) vorgesehen ist.
  10. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand durch die Leitung (5') gebildet ist.
  11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung aus einem Schlauch (5') mit mindestens zwei Lagen besteht und die innerste Lage den Widerstand bildet oder enthält, während die äußerste Lage aus Isolierwerkstoff besteht.
  12. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand (24) in die Verbindung zwischen dem Hochspannungserzeuger (4) und dem Applikationsorgan (3) und/oder zwischen einen Potenzialanschluss der auf niedrigem Potenzial oder Erdpotenzial liegenden Molchstation (1) und deren leitenden Bestandteil geschaltet ist, und dass zumindest der zwischen dem Hochspannungserzeuger (4) und dem Applikationsorgan (3) liegende Widerstand (24) durch eine leitende Verbindung (25) gesteuert überbrückbar ist.
  13. Molchbarer Schlauch für eine Einrichtung zur Potenzialsteuerung einer Leitungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11 mit zwei Molchstationen (1', 2'), von denen die eine auf niedriges Potenzial oder Erdpotenzial und die andere auf ein Hochspannungspotential gelegt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstand des Schlauches (5') so bemessen ist, dass der Schlauch einerseits als Isolierstrecke zur Potenzialtrennung zwischen den beiden Molchstationen (1', 2') dient und andererseits das leitfähige Medium (6') bei dessen Annäherung an die Molchzielstation auf deren Potenzial auflädt oder entlädt, bevor ein Spannungsdurchbruch zwischen dem leitfähigen Medium (6') und einem leitenden Bestandteil der Molchstation (1', 2') auftritt.
  14. Molchbarer Schlauch nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass er aus mindestens zwei Lagen besteht, von denen die innerste Lage den Widerstand des Schlauches (5') bildet oder enthält, während die äußerste Lage aus Isolierwerkstoff besteht.
  15. Molchbarer Schlauch nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die seine Innenfläche bildende Schicht aus einem Kunststoffmaterial besteht, in das zur Definition des elektrischen Widerstands des Schlauches elektrisch leitende Partikel eingebettet sind.
  16. Molchbarer Schlauch nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenfläche des Schlauches Fäden oder Spuren aus einem Material mit den elektrischen Widerstand des Schlauches definierender Leitfähigkeit angeordnet oder gebildet sind.
  17. Molchbarer Schlauch nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass er transparent ist.
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