EP1897621A2 - Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten - Google Patents

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EP1897621A2
EP1897621A2 EP07016693A EP07016693A EP1897621A2 EP 1897621 A2 EP1897621 A2 EP 1897621A2 EP 07016693 A EP07016693 A EP 07016693A EP 07016693 A EP07016693 A EP 07016693A EP 1897621 A2 EP1897621 A2 EP 1897621A2
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EP
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control unit
voltage
spraying device
feedback
oscillation
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Withdrawn
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EP07016693A
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Henry Marcon
Carlo Mauri
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MS Oberflaechentechnik AG
Original Assignee
MS Oberflaechentechnik AG
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Publication date
Application filed by MS Oberflaechentechnik AG filed Critical MS Oberflaechentechnik AG
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Publication of EP1897621A3 publication Critical patent/EP1897621A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
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    • B05B5/005—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means the high voltage supplied to an electrostatic spraying apparatus being adjustable during spraying operation, e.g. for modifying spray width, droplet size
    • B05B5/006—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means the high voltage supplied to an electrostatic spraying apparatus being adjustable during spraying operation, e.g. for modifying spray width, droplet size the adjustement of high voltage is responsive to a condition, e.g. a condition of material discharged, of ambient medium or of target
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/03—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by the use of gas, e.g. electrostatically assisted pneumatic spraying
    • B05B5/032—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by the use of gas, e.g. electrostatically assisted pneumatic spraying for spraying particulate materials
    • 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
    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/043—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns using induction-charging

Definitions

  • the present invention relates to a process for electrostatic coating with at least one voltage generator connected to an electrostatic spray device. Further, the invention relates to a coating apparatus for carrying out this method.
  • the powdery or liquid coating medium is sprayed, for example by compressed air through a nozzle and electrostatically charged by means of at least one connected to the voltage generator electrode of the spray.
  • the coating particles that is to say the powder particles or liquid droplets, are charged and distributed uniformly onto the workpiece by the electric field between the electrode of the spraying device and the workpiece to be coated.
  • the coating particles are charged by the addition of free air ions, which are generated by means of one or more high voltages of leading corona electrodes.
  • the mostly negative high voltage is generated, for example, by means of a cascade integrated into the spray device.
  • the strong electric field generated between the sprayer and the grounded workpiece causes the charged coating particles to experience a force on the workpiece, thereby improving the order efficiency.
  • the voltage can be regulated, for example, between 20 and 100 kV, the required value often being around 80 kV. Not least, this depends on the workpiece to be coated. It may be components, radiators, parts of a car body, machine housing and the like act more. Theoretically, however, it is also possible to coat non-metal workpieces, for example parts made of wood or fibreboard, such as MDF or also workpieces made of glass. The painting of such parts is used in interior design, in furniture and especially in kitchen. However, electrostatic coating is very difficult here because of insufficient or uneven conductivity. It can come to the so-called orange peel and mirror stresses, even for poor coating of sub-areas, for example, near the edge.
  • the voltage applied to the corona electrode voltage can be precisely determined and regulated. So far, the output voltage and the output current of the high voltage generator is controlled by a conventional voltage regulation circuit. Nevertheless, a satisfactory coating could not be achieved, especially in those cases in which a careful determination of the working voltage applied to the corona electrode is important. As has been shown in practical experiments, a significant reason is that the output voltage of the high-voltage generator does not correspond to the actual working voltage for the coating result at the corona electrode. Among other things, the working voltage is influenced by the length of the cable which connects the control unit comprising the high voltage generator to the spraying device.
  • the spraying device is a manual or automatic, that is, guided by a handling machine spray gun.
  • a handling machine spray gun For example, if this cable is 15 meters long, this can be a significant, the required values have negatively changing influence. Further problems arise with regard to the frequency and the amplitude as well as with respect to the temperature caused by the control unit.
  • the object of the invention is to provide a method for electrostatic coating with a voltage generator connected to an electrostatic spraying device, by means of which the spraying device can be optimally controlled.
  • a coating device for carrying out this method is to be created.
  • the inventive method corresponds to the characterizing features of claim 1.
  • the coating device is apparent from claim 6. Further advantageous embodiments of the inventive concept can be seen from the dependent claims.
  • the coating particles 1, that is to say the powder particles or liquid droplets, are sprayed onto a grounded workpiece 4 to be coated by a spray head 2 or by a spray device 3 shown as an automatic spray gun in the present example applied.
  • a particle / air mixture 5 is formed, wherein the coating particles 1 are charged by means of at least one electrode 6.
  • the spray device 3 in the present embodiment at least one cascade 7.
  • the current flow is controlled by a control unit 8.
  • This is shown schematically in FIG. 1 in the form of a circuit board 9.
  • at least one input device 10 is present, which is shown here as a computer 11 and control module 12.
  • the control unit 8 is connected in the present embodiment by means of a cable 13 to the spraying device 3, wherein at least a first line 14 from the control unit 8 to the spraying device 3 and at least one second line 15 leads back from this back to the control unit 8.
  • the control unit 8 that is, the board 9, in detail from Fig. 2 can be seen, and here for better understanding, the cable 13 with the lines 14 and 15 and the cascade 7 are shown.
  • a voltage generator 16 and at least one microcontroller 17 or a microprocessor are present here.
  • New are a field effect transistor system 18 with an upstream driver 19.
  • the field effect transistor system 18 has two field effect transistors in the present embodiment.
  • a device for modulation 20 is advantageously provided, preferably a pulse width modulation. Their function will be discussed later.
  • at least one intelligent safety or circuit breaker 21 can be provided.
  • An interface 22 is also possible in order to be able to connect the microcontroller 17 to serial interfaces and / or to the Ethernet.
  • the microcontroller 17 or microprocessor is operated with feedback, namely once via a conventional conductor 23 with respect to the output voltage of the high voltage generator 16. Further, via a second conductor 24, a feedback in amperes or ⁇ A on the current strength of the cascade 7 take place.
  • a feedback in amperes or ⁇ A on the current strength of the cascade 7 take place.
  • a third conductor 25 is present. It is understood that the conductor 25 only needs to be designed for detecting a voltage value, but it does not necessarily have to be under this high voltage itself. In the conductor 25, a voltage of, for example, only 1 V may be present.
  • the detection of the voltage in kV in the region of the spray device 3 can be seen in detail from FIG.
  • the corresponding conductor 25 is attached in front of a transformer 26 to the line 14 leading from the control unit 8 to the spray device 3. This will usually be here at the control unit-side end of the spray device 3, which is only approximately indicated here, before the cascade 7.
  • the conductor 24 attached to the transformer 26 is shown for the feedback of the current intensity of the cascade in ⁇ A.
  • the feedback of the actual voltage at the spraying device 3 now makes it possible, via the control unit 8, to control and to generate or regulate the working voltage required at the spraying device 3 for an optimum coating result. It is therefore no longer necessary to start from one of the control unit 8 in each case predetermined output voltage.
  • An output voltage that may be adjustable at the point of origin, but at the spray device 3 due to different circumstances leads to different and often undesirable values.
  • the invention makes it possible to design the control unit 8 such that a voltage stored or input via an input device 10 is actually delivered by the spray gun 3 or by its electrode 6.
  • the output voltage at the control unit 8 will usually differ from the actual working voltage at the spray device 3. Usually, a higher output voltage will have to be controlled to the desired working voltage to achieve the spray device 3.
  • the current intensity of the cascade 7 in amperes, more precisely in pA can be adjustable. For example, a voltage of 80 kV and a current of 50 ⁇ A could be preset or entered. It is expressly not excluded that the control unit 8 can be designed so that it first converts the one or predetermined values with respect to the voltage and / or the oscillation in each case a corresponding output voltage or oscillation and / or adjusts. After feedback of the actual operating voltage or oscillation of the spraying device 3, the output voltage and / or oscillation would then be adjusted in a second step such that the desired operating voltage and / or oscillation is achieved.
  • control unit 8 For optimal functioning of the proposed method and the relevant device is also the special design of the control unit 8. This has, as already mentioned, no conventional transistor with natural oscillation of the cascade. Instead, an FET system, or a field effect transistor system 18 is provided. It should be noted here that there are several suitable types of field effect transistor. Possible is a controlled and variable forced discharge. In addition, both a positive voltage and a negative voltage can be switched.
  • the field effect transistor system 18 is combined in a preferred embodiment with a device for modulation 20, here a PWM, or pulse width modulation. This results in several advantages. On the one hand, the loss energy or the temperature can be reduced by short voltage switching times. For comparison: In previous Control units 8 could produce entirely undesirable temperatures of 70 ° - 80 ° C. This value can be halved. On the other hand, the vibrations can be smoothed in an advantageous manner, as indicated schematically in FIG. 2 in the diagram 27 above the field-effect transistor system 18.
  • the device according to the invention can be used for a wide range of users, the coating results being reproducible at will.
  • the microcontroller 17 can be connected by the microcontroller 17 to a serial interface or to the Ethernet, a remote monitoring or remote diagnosis via the Internet is conceivable.
  • a wireless remote control so that the coating-relevant parameters can be adjusted with visual contact to the workpiece.
  • each form of wire or fiber connection between the control unit 8 and the spray device 3 is to be understood.
  • wireless feedback would also be conceivable, although in each case at least one line or hose should be routed to the spraying device.
  • the control unit 8 can process the feedback once, continuously or at intervals and, if necessary, in each case regulate a corresponding output voltage.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Beim elektrostatischen Beschichten mit einem an einer elektrostatischen Sprüheinrichtung (3) angeschlossenen Spannungsgenerator ist eine Rückmeldung der Arbeitsspannung und/oder der Schwingung von der Sprüheinrichtung (3) zurück an eine Steuerungseinheit (8) vorgesehen. Bei der Sprüheinrichtung (3) handelt es sich um eine manuelle oder automatische Sprühpistole. In Abhängigkeit von dieser Rückmeldung wird die von der Steuerungseinheit (8) abgegebene oder die vom Spannungsgenerator (16) erzeugte Ausgangsspannung kontrolliert und/oder geregelt, mit dem Zweck, an der Sprüheinrichtung (3) einen gewünschten Arbeitsspannungswert zu erreichen. Durch das Sicherstellen eines exakten und kontrollierten Arbeitsspannungswertes lassen sich unter anderem auch heikle Beschichtungsarbeiten ausführen, zum Beispiel das Beschichten von Werkstücken (4) aus MDF und Glas oder Beschichtungsarbeiten mit Metallicpulver.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrostatischen Beschichten mit mindestens einem an eine elektrostatische Sprüheinrichtung angeschlossenen Spannungsgenerator. Weiter bezieht sich die Erfindung auf eine Beschichtungs-Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
  • Bei derartigen elektrostatischen Sprühvorrichtungen wird das pulverförmige oder flüssige Beschichtungsmedium zum Beispiel durch Druckluft über eine Düse versprüht und mittels mindestens einer an den Spannungsgenerator angeschlossenen Elektrode der Sprüheinrichtung elektrostatisch aufgeladen. Die Beschichtungspartikel, das heisst die Pulverpartikel oder Flüssigkeitströpfchen, sind geladen und werden durch das elektrische Feld zwischen der Elektrode der Sprüheinrichtung und dem zu lackierenden Werkstück gleichmässig auf das Werkstück verteilt.
  • Bei Korona-Sprüheinrichtungen erfolgt die Aufladung der Beschichtungspartikel durch Anlagerung freier Luftionen, die mittels einer oder mehrerer Hochspannung führender Korona-Elektroden erzeugt werden. Die meistens negative Hochspannung wird zum Beispiel mittels einer in die Sprüheinrichtung integrierten Kaskade erzeugt. Das starke elektrische Feld, das zwischen der Sprüheinrichtung und dem geerdeten Werkstück entsteht, bewirkt, dass die geladenen Beschichtungspartikel eine auf das Werkstück gerichtete Kraft erfahren, wodurch der Auftragswirkungsgrad verbessert wird.
  • Die Spannung ist beispielsweise zwischen 20 und 100 kV regelbar, wobei der benötigte Wert häufig um 80 kV liegen wird. Nicht zuletzt hängt das vom zu beschichtenden Werkstück ab. Es kann sich um Bauelemente, Heizkörper, Teile einer Autokarosserie, Maschinengehäuse und dergleichen mehr handeln. Theoretisch ist indessen auch das Beschichten von Nichtmetall-Werkstücken möglich, zum Beispiel von Teilen aus Holz oder aus Faserplatten, wie MDF oder auch von Werkstücken aus Glas. Das Lackieren derartiger Teile kommt im Innenausbau, im Möbelbau und insbesondere im Küchenbau vor. Ein elektrostatisches Beschichten ist hier aber aufgrund der ungenügenden oder ungleichmässigen Leitfähigkeit sehr schwierig. Es kann zur sogenannten Orangenhaut und zu Spiegelspannungen kommen, auch zur mangelhaften Beschichtung von Teilbereichen, zum Beispiel in Kantennähe.
  • Nicht nur, aber insbesondere in diesen speziellen Anwendungen, kommt es sehr stark darauf an, dass die an der Korona-Elektrode anliegende Spannung exakt festgelegt und geregelt werden kann. Bisher wird die Ausgangsspannung und der Ausgangsstrom des Hochspannungsgenerators durch eine herkömmliche Spannungsregelschaltung gesteuert. Dennoch konnte besonders in denjenigen Fällen, in denen es auf eine sorgfältige Bestimmung der an der Korona-Elektrode anliegenden Arbeitsspannung ankommt, keine befriedigende Beschichtung erreicht werden. Wie sich in praktischen Versuchen gezeigt hat, liegt ein wesentlicher Grund darin, dass die Ausgangsspannung des Hochspannungsgenerators nicht der tatsächlichen, für das Beschichtungsergebnis massgebenden Arbeistsspannung an der Korona-Elektrode entspricht. Unter anderem wird die Arbeitsspannung durch die Länge des Kabels beeinflusst, das die den Hochspannungsgenerator aufweisende Steuerungseinheit mit der Sprüheinrichtung verbindet. Bei der Sprüheinrichtung handelt es sich um eine manuelle oder automatische, das heisst, von einem Handhabungsautomaten geführten Sprühpistole. Wenn dieses Kabel beispielsweise 15 m lang ist, kann dies einen erheblichen, die benötigten Werte negativ verändernden Einfluss haben. Weitere Probleme ergeben sich hinsichtlich der Frequenz und der Amplitude sowie auch bezüglich der von der Steuerungseinheit hervorgerufenen Temperatur.
  • Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse setzt sich die Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren zum elektrostatischen Beschichten mit einem an einer elektrostatischen Sprüheinrichtung angeschlossenen Spannungsgenerator zu schaffen, durch das die Sprüheinrichtung optimal angesteuert werden kann. Zudem soll eine Beschichtungs-Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens geschaffen werden.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren entspricht den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Beschichtungs-Vorrichtung geht aus Anspruch 6 hervor. Weitere vorteilhafte Ausbildungen des Erfindungsgedankens sind aus den abhängigen Patentansprüchen ersichtlich.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.
    • Fig. 1
    zeigt schematisch einen Regelkreis einer elektrostatischen Beschichtungs-Vorrichtung;
    Fig. 2
    zeigt schematisch eine Steuerungseinheit für diesen Regelkreis;
    Fig. 3
    zeigt schematisch den für die Erfindung relevanten Teil der Sprüheinrichtung, beziehungsweise Sprühpistole.
  • Die Beschichtungspartikel 1, das heisst die Pulverpartikel oder Flüssigkeitströpfchen, werden durch einen Sprühkopf 2, beziehungsweise durch eine im vorliegenden Beispiel als automatische Sprühpistole dargestellte Sprüheinrichtung 3 auf ein zu beschichtendes, geerdetes Werkstück 4 aufgebracht. In der Sprüheinrichtung 3 wird ein Partikel-/Luftgemisch 5 gebildet, wobei die Beschichtunspartikel 1 mittels mindestens einer Elektrode 6 aufgeladen werden. Hierzu weist die Sprüheinrichtung 3 im vorliegenden Ausführungsbeispiel mindestens eine Kaskade 7 auf. Der Stromfluss wird von einer Steuerungseinheit 8 geregelt. Diese ist in Fig. 1 schematisch in Form einer Platine 9 dargestellt. Selbstverständlich ist mindestens ein Eingabegerät 10 vorhanden, das hier als Computer 11 und Steuerungsmodul 12 dargestellt ist. Die Steuerungseinheit 8 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels eines Kabels 13 mit der Sprüheinrichtung 3 verbunden, wobei mindestens eine erste Leitung 14 von der Steuerungseinheit 8 zur Sprüheinrichtung 3 und mindestens eine zweite Leitung 15 wieder von dieser zurück zur Steuerungseinheit 8 führt.
  • Die Steuerungseinheit 8, das heisst, die Platine 9, ist im Detail aus Fig. 2 ersichtlich, wobei zum besseren Verständnis auch hier das Kabel 13 mit den Leitungen 14 und 15 und die Kaskade 7 dargestellt sind. Wie bisher üblich, sind hier ein Spannungsgenerator 16 und mindestens ein Mikrocontroller 17 oder ein Mikroprozessor vorhanden. Neu sind ein Feldeffekttransistorsystem 18 mit vorgeschaltetem Treiber 19. Das Feldeffekttransistorsystem 18 weist in der vorliegenden Ausführung zwei Feldeffekttransistoren auf. Vorteilhaft ist zudem eine Einrichtung zur Modulation 20 vorgesehen, vorzugsweise eine Pulsweitenmodulation. Auf deren Funktion wird später eingegangen. Zudem kann mindestens ein intelligenter Sicherheits- oder Schutzschalter 21 vorgesehen werden. Möglich ist auch eine Schnittstelle 22, um den Mikrocontroller 17 an serielle Schnittstellen und/oder an das Ethernet anbinden zu können.
  • Der Mikrocontroller 17 oder Mikroprozessor wird mit Rückmeldungen bedient, nämlich einmal über einen üblichen Leiter 23 bezüglich der Ausgangsspannung des Hochspannungsgenerators 16. Ferner kann über einen zweiten Leiter 24 eine Rückmeldung in Ampere beziehungsweise µA über die Stromstärke der Kaskade 7 erfolgen. Für die Erfindung von wesentlicher Bedeutung ist die Rückmeldung in Volt über die Arbeitsspannung im Bereich der Sprüheinrichtung 3. Hierzu ist ein dritter Leiter 25 vorhanden. Es versteht sich, dass der Leiter 25 nur für das Erfassen eines Spannungswertes ausgelegt werden braucht, selbst aber nicht unbedingt unter dieser hohen Spannung stehen muss. Im Leiter 25 kann eine Spannung von zum Beispiel nur 1 V vorhanden sein.
  • Das Erfassen der Spannung in kV im Bereich der Sprüheinrichtung 3 geht im Detail aus Fig. 3 hervor. Der entsprechende Leiter 25 ist vor einem Transformator 26 an der von der Steuerungseinheit 8 zur Sprüheinrichtung 3 führenden Leitung 14 angesetzt. Dies wird in der Regel am hier nur annähernd angedeuteten, steuerungseinheitsseitigen Ende der Sprüheinrichtung 3 sein, vor der Kaskade 7. Dargestellt ist hier auch der am Transformator 26 angesetzte Leiter 24 zur Rückmeldung der Stromstärke der Kaskade in µA.
  • Die Rückmeldung der tatsächlichen Spannung an der Sprüheinrichtung 3 ermöglicht es nun, über die Steuerungseinheit 8 die an der Sprüheinrichtung 3 für ein optimales Beschichtungsergebnis benötigte Arbeitsspannung zu kontrollieren und zu erzeugen, beziehungsweise zu regeln. Man braucht also nicht mehr von einer der Steuerungseinheit 8 jeweils vorgegebenen Ausgangsspannung auszugehen. Eine Ausgangsspannung, die vielleicht am Ausgangsort regelbar ist, jedoch an der Sprüheinrichtung 3 aufgrund verschiedener Umstände zu jeweils unterschiedlichen und oftmals unerwünschten Werten führt. Vielmehr macht es die Erfindung möglich, die Steuerungseinheit 8 so auszulegen, dass eine gespeicherte oder über ein Eingabegerät 10 eingegebene Spannung tatsächlich von der Sprühpistole 3, beziehungsweise von deren Elektrode 6 abgegeben wird. Somit wird sich die Ausgangsspannung an der Steuerungseinheit 8 in der Regel von der tatsächlichen Arbeitsspannung an der Sprüheinrichtung 3 unterscheiden. Üblicherweise wird eine höhere Ausgangsspannung gesteuert werden müssen, um die gewünschte Arbeitsspannung der Sprüheinrichtung 3 zu erzielen. Dabei braucht man sich nicht auf eine Faustregel bezüglich eines Verlustes zu verlassen. Ein Verlust, der von örtlich unterschiedlichen Faktoren abhängen kann, die vom Hersteller der elektrostatischen Beschichtungs-Vorrichtung meistens weder vorhersehbar noch überwachbar sind. Es sei hier noch ausdrücklich festgehalten, dass auch die Stromstärke der Kaskade 7 in Ampere, genauer gesagt in pA, einstellbar sein kann. Zum Beispiel könnte eine Spannung von 80 kV und eine Stromstärke von 50 µA vor- oder eingegeben werden. Es wird ausdrücklich nicht ausgeschlossen, dass die Steuerungseinheit 8 so ausgelegt sein kann, dass sie zunächst die ein- oder vorgegebenen Werte bezüglich der Spannung und/oder der Schwingung in jeweils eine entsprechende Ausgangsspannung oder Schwingung umrechnet und/oder einstellt. Nach Rückmeldung der tatsächlichen Arbeitsspannung oder Schwingung der Sprüheinrichtung 3 würde dann die Ausgangsspannung und/oder Schwingung in einem zweiten Schritt derart angepasst, dass die gewünschte Arbeitsspannung und/oder Schwingung erreicht wird.
  • Zum optimalen Funktionieren des vorgeschlagenen Verfahrens und der diesbezüglichen Vorrichtung dient auch die besondere Ausbildung der Steuerungseinheit 8. Diese weist, wie eingangs schon erwähnt, keinen herkömmlichen Transistor mit natürlicher Oszillation der Kaskade auf. Statt dessen ist ein FET-System, beziehungsweise ein Feldeffekttransistorsystem 18 vorgesehen. Es sei hier eingefügt, dass es verschiedene geeignete Typen von Feldeffekttransistor gibt. Möglich ist eine kontrollierte und variable Zwangsentladung. Zudem ist sowohl eine Positiv-Spannung als auch eine Negativ-Spannung schaltbar. Das Feldeffekttransistorsystem 18 ist in einer bevorzugten Ausführung mit einer Einrichtung zur Modulation 20 kombiniert, hier eine PWM, beziehungsweise Pulsweitenmodulation. Daraus ergeben sich mehrere Vorteile. Einerseits kann durch kurze Spannungsschaltzeiten die Verlustenergie, beziehungsweise die Temperatur gesenkt werden. Zum Vergleich: Bei bisherigen Steuerungseinheiten 8 konnten gänzlich unerwünschte Temperaturen von 70° - 80° C entstehen. Dieser Wert kann halbiert werden. Andererseits können in vorteilhafter Weise die Schwingungen geglättet werden, so wie dies in Fig. 2 im Diagramm 27 über dem Feldeffekttransistorsystem 18 schematisch angedeutet ist.
  • Wie sich in praktischen Versuchen gezeigt hat, kann durch die gezielte Kontrolle der tatsächlichen Arbeitsspannung der Sprüheinrichtung 3 das Beschichtungsergebnis massgeblich verbessert werden. Unter der Voraussetzung entsprechender Testreihen, können dadurch auch problematische Werkstücke 4, beispielsweise Nichtmetall-Werkstücke aus MDF oder Glas, erfolgreich und in bester Qualität beschichtet werden. Ebenso gelingt dies bei der Beschichtung mit Metallicpulver, wo bisher ebenfalls Probleme auftreten. Durch die zuverlässige Kontrolle und exakte Aufrechterhaltung der im jeweiligen, speziellen Anwendungsfall erforderlichen Arbeitsspannung, wird ein störungsfreier Einsatz in der industriellen Beschichtungsarbeit ermöglicht, beispielsweise in der Möbel- und Küchenfertigung. Unter anderem Fallen auch Probleme bei der Verwendung unterschiedlich langer Kabel 3 weg, durch die das Beschichtungsergebnis unter Umständen verdorben würde.
  • Beispielsweise können bis über 1'000 anwendungsspezifische Beschichtungsprogramme gespeichert und jederzeit abgerufen werden. Dank des intelligenten, mitdenkenden Steuerungskonzeptes, lässt sich die erfindungsgemässe Vorrichtung für eine breite Anwenderschaft einsetzen, wobei die Beschichtungsergebnisse beliebig reproduzierbar sind.
  • Dank der vorgesehenen Schnittstelle 22, durch der Mikrocontroller 17 an eine serielle Schnittstelle oder an das Ethernet angebunden werden kann, ist auch eine Fernüberwachung oder -Ferndiagnose über das Internet denkbar. Zudem ist es möglich, eine drahtlose Fernbedienung vorzusehen, so dass die beschichtungsrelevanten Parameter mit Sichtkontakt zum Werkstück eingestellt werden können.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung das Verfahren und die Vorrichtung im einzelnen auch anders als gezeichnet und als Ausführungsbeispiel beschrieben auszubilden. Unter Leitung oder Leiter ist jeweils jede Form von Draht- oder Faserverbindung zwischen der Steuerungseinheit 8 und der Sprüheinrichtung 3 zu verstehen. Denkbar wäre theoretisch auch eine drahtlose Rückmeldung, obwohl zur Sprüheinrichtung in jedem Fall mindestens eine Leitung, beziehungsweise ein Schlauch zu führen ist. Die Steuerungseinheit 8 kann im übrigen die Rückmeldung einmalig, kontinuierlich oder in Zeitabständen verarbeiten und, falls erforderlich, jeweils eine entsprechende Ausgangsspannung regeln.

Claims (18)

  1. Verfahren zum elektrostatischen Beschichten mit einem an einer elektrostatischen Sprüheinrichtung (3) angeschlossenen Spannungsgenerator (16), gekennzeichnet durch eine Rückmeldung der Arbeitsspannung und/oder der Schwingung von der Sprüheinrichtung (3) an eine Steuerungseinheit (8).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (8) in Abhängigkeit von der Rückmeldung der Arbeitsspannung der Sprüheinrichtung (3) die von der Steuerungseinheit (8) abgegebene oder die vom Spannungsgenerator (16) erzeugte Ausgangsspannung kontrolliert und/oder regelt, mit dem Zweck, einen gewünschten Arbeitsspannungswert zu erreichen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (8) in Abhängigkeit von der Rückmeldung der Schwingung an der Sprüheinrichtung (3) die in der Steuerungseinheit (8) erzeugte Schwingung kontrolliert und/oder regelt, mit dem Zweck, einen gewünschten Schwingungswert zu erreichen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsspannung über ein Feldeffekttransistorsystem (18) kontrolliert wird, der zum Beispiel mit einer Pulsweitenmodulation verbunden ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (8) ein- oder vorgegebene Werte bezüglich der Spannung und/oder der Schwingung in jeweils eine entsprechende Ausgangsspannung oder Schwingung umrechnet und/oder einstellt und nach Rückmeldung der tatsächlichen Arbeitsspannung oder Schwingung der Sprüheinrichtung (3) die Ausgangsspannung und/oder die Schwingung derart anpasst, dass die gewünschte Arbeitsspannung und/oder Schwingung erreicht wird.
  6. Beschichtungs-Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens ein Mittel zur Datenübertragung zwischen einer Sprüheinrichtung (3) und einer Steuerungseinheit (8), zum Übermitteln einer Rückmeldung der Arbeitsspannung und/oder der Schwingung im Bereich der Sprüheinrichtung (3).
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mindestens eine Leitung (15), die von der Sprüheinrichtung (3) zur Steuerungseinheit (8) führt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch mindestens eine erste Leitung (14), die von der Steuerungseinheit (8) zur Sprüheinrichtung (3) führt, und mindestens eine zweite Leitung (15), die von dieser wieder zurück zur Steuerungseinheit (8) führt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Sprüheinrichtung (3) zur Steuerungseinheit (8) führende Leitung (15) mindestens einen Leiter (25) zur Rückmeldung der Arbeitsspannung der Sprüheinrichtung (3) aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Sprüheinrichtung (3) zur Steuerungseinheit (8) führende Leitung (15) mindestens einen Leiter (24) zur Rückmeldung der Stromstärke einer Kaskade (7) aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Erfassen der Arbeitsspannung der Sprüheinrichtung (3) vor einem in dieser angeordneten Transistor (26) angesetzt ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leitung (15) oder ein Leiter (25) vor dem Transistor (26) angesetzt ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (24) zur Rückmeldung der Stromstärke der Kaskade an einem in der Sprüheinrichtung (3) angeordneten Transistor (26) angesetzt ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit (8) mindestens ein Feldeffekttransistorsystem (18) aufweist oder mit einem solchen verbunden ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Feldeffekttransistorsystem (18) zwei Feldeffekttransistore aufweist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 15, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Modulation (20).
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Pulsweitenmodulation.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 17, gekennzeichnet durch mindestens eine Schnittstelle (22), um die Steuerungseinheit (8) an serielle Schnittstellen und/oder an das Ethernet anbinden zu können.
EP07016693A 2006-09-05 2007-08-25 Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten Withdrawn EP1897621A3 (de)

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