Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um einzelnen
Tropfen eines Beschichtungsmittels eine elektrische Ladung zu erteilen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekenn zeichnet, dass sie folgende Bestandteile aufweist: Einen langgestreckten plattenförmigen Teil aus dielektrischem Werkstoff, Mittel, um in demselben eine Reihe von im regelmässi gen Abstand angeordneten, durchgehenden Öffnungen zu be grenzen, um jede derselben einen entsprechend geformten Teil aus elektrisch leitendem Werkstoff und je einen elektrischen Leiter, der sich vom letztgenannten Teil bis zu einer
Quelle elektrischer Energie erstreckt.
Im folgenden werden als Beispiele Ausführungsformen des
Erfindungsgegenstandes anhand der Zeichnung näher erläu tert. Es zeigen:
Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung eine Ausführungsform der Vorrichtung an einem schichtweise aufgebauten Be schi chtungskopf mit auseinandergezogenen Einzelteilen,
Fig. 2 ausschnittweise und in grösserem Massstabe einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Beschichtungskopfes längs der Linie A-A der Fig. 3,
Fig. 3 ausschnittsweise eine Draufsicht auf eine Einlassplatte des Beschichtungskopfes der Fig. 2,
Fig. 4 ausschnittsweise eine Draufsicht auf die obere Fläche einer Klammerpiatte,
Fig. 5 ausschnittsweise und in grösserem Massstabe einen Längsschnitt durch einen Teil des Beschichtungskopfes der Fig. 2 und
Fig. 6 ausschnittsweise eine Draufsicht auf eine Auflade Ringplatte.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte schichtweise aufgebaute Beschichtungskopf weist eine Baugruppe 10 mit einer Kammer 11 auf; diese erstreckt sich innerhalb der Baugruppe in Längsrichtung und öffnet sich an der Stelle 12 nach aussen, und zwar längs eines Abschnittes der Baugruppe; ferner weist die Kammer 11 eine Leitung 13 auf, um Beschichtungsmaterial zur Kammer 11 zuzuführen. Eine Filterplatte 20 mit einem, eine Reihe von sehr feinen durchgehenden Bohrungen aufweisenden Mittelabschnitt 21 ist so angeordnet, dass der Mittelabschnitt über der Öffnung 12 liegt; zwischen der unteren Fläche der Baugruppe 10 und der oberen Fläche der Filterplatte 20 ist eine Dichtung 23 angebracht.
Unterhalb der Filterplatte 20 ist eine zweite Dichtung 24 und eine Einlassplatte 30 angeordnet; wie man am besten aus Fig. 3 erkennt, weist die Einlassplatte 30 einen langgestreckten, in einer Fläche derselben ausgebildeten Schlitz 31 auf, der sich in Längsrichtung der Einlassplatte 30 erstreckt und der Öffnung 12 der Baugruppe 10 gegenüberliegt. In der Einlassplatte 30 befindet sich eine Reihe von in regelmässigem Abstand voneinander befindlichen Durchlässen 32, die sich von der Bodenwand 33 des Schlitzes 31 zur unteren Fläche 34 der Einlassplatte 30 erstreckt Dicht an einem Ende der Einlassplatte 30 ist ein Reinigungsauslass 35 ausgebildet, der sich von einer Seite der Einlassplatte 30 in den Schlitz 31 hineinerstreckt; oberhalb des Reinigungsauslasses 35 sind eine Deckplatte 36 und eine Dichtung 37 mittels Bolzen 38 od. dgl. befestigt.
Unmittelbar unterhalb der Einlassplatte 30 ist eine Lochplatte 40 angeordnet, die eine Reihe von Löchern 41 hat; diese sind darin in regelmässigen Abständen ausgebildet und sind im wesentlichen gleichachsig mit den Bohrungen 32 der Einlassplatte 30. Unterhalb der Lochplatte 40 ist eine Distanzplatte 42 angebracht, in der eine Reihe von Öffnungen 43 ausgebildet ist; diese sind mit den Öffnungen 41 ausgerichtet; die Distanzplatte 42 dient dazu, um eine Aufladeringplatte von der Lochplatte 40 in einem vorwählbaren Abstand zu halten, und zwar für einen im folgenden beschriebenen Zweck.
Unterhalb der Distanzplatte 42 ist eine Aufladeringplatte 50 aus dielektrischem Werkstoff angeordnet und mit einer Reihe von durchgehenden Öffnungen 51 versehen; diese weisen einen merklich grösseren Durchmesser als die Öffnungen 41 auf und sind mit diesen im wesentlichen gleichachsig. Jede Öffnung 51 wird von einem entsprechend geformten elektrisch leitenden Beschichtungswerkstoff umgeben, der einen im wesentlichen kreisförmigen Umriss aufweist und die Wand jeder Öffnung 51 so bedeckt, dass ein Aufladering 52 gebildet wird (Fig. 5).
An der Platte 50 ist auch eine Reihe von einzelnen Leitungen aus elektrischem leitendem Beschichtungswerkstoff vorgesehen; diese bilden elektrische Leiter 53, die sich von jedem Aufladering 52 zu einem Anschluss 54 erstrecken; letzterer ist dicht an jedem Ende einer Klammer- platte 60 an der Aufiaderingplatte 50 befestigt. Die Anschlüsse 54 stehen mit entsprechend geformten Steckern 55 in Eingriff, die ihrerseits mittels Kabeln 57 mit einer Steuereinheit 56 elektrisch verbunden sind. Die Aufladeringe 52 und die Leiter 53 können auf bekannte Weise mit Hilfe von bekannter Verfahren zur Herstellung gedruckter Schaltungen hergestellt werden; es ist jedoch zu betonen, dass hierbei ein etwas höherer Genauigkeitsgrad erforderlich ist, als er sonst bei gedruckten Schaltungen üblich ist.
Ähnlich wie die Platten 30, 40, 50 weist auch die Klammerplatte 60 eine Reihe von durchgehenden Öffnungen 61 auf, die im wesentlichen mit den Öffnungen 32, 41, 51 gleichachsig verlaufen.
An der unteren Fläche 63 der Klammerplatte 60 sind zwei Elektroden 70 befestigt, und zwar mittels zweier Zapfen 71 mit vergrösserten Abschnitten 72; diese sind an den beiden Elektroden 70 befestigt und stossen an die untere Fläche 63 mittels einer Schulter 73 an, die durch den vergrösserten Abschnitt 72 gebildet wird. Jede der Elektroden kann auf bekannte Weise aus einem Glasfaserkunststoff gefertigt werden und mit einer Beschichtung aus elektrisch leitendem Werkstoff 74 längs ihrer gegenüberliegenden Flächen versehen werden. Für einen weiter unten noch erläuterten Zweck ist jede Elektrode 70 über einem grösseren Abschnitt ihrer Gesamtlänge mit einem Abschnitt 75 mit dreieckförmigem Querschnitt ausgebildet; dagegen weisen die peripheren Abschnitte 76 jeder Elektrode einen rechteckigen Querschnitt auf und nehmen die unteren Enden der Zapfen 72 auf.
Es ist auch ZU bemerken, dass die am weitesten unten befindliche Ecke der beiden Elektroden an der Stelle 77 abgeschrägt ist und dass an die elektrisch leitenden Schichten 74 Leitungen 78 angebracht sind, die sie mit einer Quelle elektrischer Energie 79 verbinden.
Der unteren Fläche 63 der Klammerplatte 60 sind auch zwei Klammern 80 hinzugefügt, die sich nach unten erstrekken, um das Sammelsystem 81 abzustützen; dieses hat eine nach aussen und unter einem kleinen Winkel zur Waagrechten abstehende Schneide 82. Mindestens die obere Fläche, vorzugsweise aber beide Flächen der Schneide 82 sind mit einem porösen Werkstoff bedeckt, wie z. B. einem Maschensieb, um allen Tropfen des Beschichtungswerkstoffes, die die Schneide 82 streifen, einwärts in das Innere des Sammelsystems 81 eintreten zu lassen, von wo sie durch Evakuierung mittels der Vakuumpumpe 83 entfernt werden. Die Klammer 80 wird vorzugsweise mit Verstellmitteln versehen, um das Sammelsystem 81 zum Beschichtungskopf quer in gewissen Grenzen verstellen zu können.
Wie man am besten aus Fig. 2 erkennt, sind die Baugruppe 10 und die Platten 30, 40, 50, 60 mit einer Reihe von ausgerichteten Bolzenlöchern 90 versehen, und zwar längs ihrer Kanten, um auf diese Weise eine Reihe von ununterbrochenen Durchgängen 91 zu liefern, die sich durch alle Bestandteile des Beschichtungskopfes hindurch erstrecken und zur Aufnahme der Montagebolzen 92 dienen. Diese haben angewendete Enden, wogegen die Klammerplatte 60 mit Öffnungen 94 mit Innengewinde versehen ist.
Während des Betriebes wirdzBeschichtungswerkstoff durch die Leitung 13 in die Kammer 11 der Baugruppe 10 geleitet; von da gelangt er durch die Öffnung 12 und die Filterplatte 20 wieder nach aussen. Die Filterplatte 20 dient zum Aussieben von allen Teilchen, die gross genug sind, um während ihres Durchganges die Löcher 41 zu verstopfen. Dadurch, dass die Filterplatte 20 in der Nähe der Lochplatte angeordnet wird, verringert sich die Gefahr, dass Beschichtungsmaterial mit darin enthaltenen Fremdkörpern die Löcher der Platte 30 erreicht und verstopft, auf ein Mindestmass. Vom Standpunkt der Filtertechnik ist es wünschenswert, dass sich die Filterplatte 20 stromaufwärts der Löcher 41 befindet; es ist aber einzusehen, dass ein flächiger Kontakt zwischen der Filterplatte 20 und der Lochplatte 40 zu einer teilweisen Versperrung der Öffnungen 41 führt.
Daher ist die Einlassplatte 30 mit der mit dem Schlitz 31 versehenen Kammer zwischen Filterplatte und Lochplatte angeordnet. Ausserdem wird das Beschichtungsmaterial vom Schlitz 31 zu den Löchern 41 mittels der Durchlässe 32 zugeführt, um den Strom vom Schlitz 31 zu begrenzen und die Bildung von Überkreuzungen zu vermeiden.
Wenn das Beschichtungsmaterial durch die Löcher 41 geht, hat jeder Strahl das Bestreben, in eine Reihe von feinen Tropfen zu zerfallen. Diese Tropfen werden jedoch nicht auf natürliche Weise in regelmässigem Abstand gebildet und sie weisen normalerweise auch keine gleichförmige Grösse auf.
Um diese Gleichförmigkeit sicherzustellen, ist an den Beschichtungskopf eine äussere Regung angebracht worden. Wie man aus Fig. 1 erkennt, kann diese durch einen Schallvibrator 100 bewirkt werden, der an der Baugruppe 10 befestigt ist und ein Schallsignal vorwählbarer Frequenz dem System erteilt.
Wahlweise kann den Flüssigkeitsstrahlen auch ein elektrisches Signal zugeführt werden, sobald sie die Löcher 41 verlassen, und zwàr mittels einer elektrohydrodynamischen Platte 101 (Fig. 2); diese kann als Ersatz für die Distanzplatte 42 (Fig. 1) dienen und eine Reihe durchgehender Öffnungen 102 aufweisen. Die elektrohydrodynamische Platte 101 ist vorzugsweise an ihrer oberen Fläche mit einer elektrisch leitenden Beschichtung versehen, über der sich eine elektrisch isolierende Beschichtung befindet. Die Erregung wird dadurch bewirkt, dass die elektrisch leitende Schicht mit einer eine Oszillationsspannung liefernden Quelle verbunden wird, wobei an der Oberfläche der zusammenhängenden Flüssigkeitsstrahlen Kräfte auftreten, die eine Zusammenziehung bewirken.
In jedem Fall wird von jeder Öffnung 41 eine Reihe gleich grosser Tropfen mit gleichförmiger Geschwindigkeit abgeschleudert, die darauf durch die Aufladeringe 52 in der Aufladeringplatte 50 hindurchgehen. Ein Steuergerät 56 steuert die Aufladeringe 52 und bewirkt, dass ein durch einen Aufladering 52 hindurchgehender Tropfen, je nach Bedarf, entweder aufgeladen wird oder nicht. Wenn ein Tropfen aufgeladen wird, während er zwischen den Elektroden 70 hindurchgeht, wird er aus seiner normalerweise senkrechten Bahn um einen geringen Betrag abgelenkt (in der Darstellung der Fig. 2 nach rechts), wonach er mittels der Schneide 82 des Abfangsystems 81 abgefangen wird. Wenn anderseits ein Aufladering 52 einen Tropfen nicht auflädt, setzt er seinen im wesentlichen nach unten gerichteten Weg fort und beaufschlagt darauf das bahnförmige Gut W od. dgl.
Es ist auch zu bemerken, dass es sehr erwünscht ist, die Tropfen vor ihrer Entstehung aus den ihnen zugeordneten Flüssigkeitsstrahlen aufzuladen. Selbstverständlich wird aber die Stelle, an denen der Zerfall der Flüssigkeitsstrahlen auftritt, unter verschiedenen Arbeitsbedingungen von Fall zu Fall variieren; der Zerfall wird aber im allgemeinen in einem kurzen Abstand stromabwärts der Auslässe der Löcher 41 auftreten. Daher wird die Dicke der Distanzplatte 42 bzw. der elektrohydrodynamischen Platte 101 so gewählt, dass sich die Aufladeringplatte 50 dicht am Zerfallspunkt des Flüssigkeitsstrahles befindet. Kleinere Abweichungen dieser Stelle lassen sich dadurch ausgleichen, dass jeder Aufladering 52 so bemessen wird, dass er die gesamte Wandung seiner zugeordneten Öffnung 51 bedeckt.
Bei einer bewährten Ausführungsform beträgt die Dicke der Filterplatte 20 0,025 mm; der Mittelabschnitt derselben ist mit 41000 Löchern von 12,7 Micron Durchmesser versehen, die in einem Schachbrettmuster angeordnet sind. Die Einlassplatte 30 weist eine Dicke von 6,25 mm auf und hat 50 Löcher 32, von denen jedes einen Durchmesser von 1,613 mm hat und deren Mittelpunkte sich im Abstand von 2,54 mm voneinander befinden. Die Lochplatte 40 weist eine Dicke von 0,279 mm auf und ist mit 50 Löchern 41 versehen, deren Durchmesser 38,1 Micron beträgt. Wenn eine elektrohydrodynamische Platte 101 benutzt wird, so weist sie eine Dicke von 2,67 mm auf und hat eine Reihe von 50 durchgehenden Öffnungen von 1,016 mm Durchmesser. Die Aufladeringplatte 50 hat eine Dicke von 2,36 mm und 50 durchgehende Öffnungen 51 von je 0,625 mm Durchmesser.
Die Klammerplatte 60 dient auch als Isolationsschirm zwischen Aufladeringplatte 50 und den Elektroden 70; sie weist eine Dicke von 2,78 mm auf und hat 50 durchgehende Öffnungen von 1,613 mm. Die Elektroden 70 können eine Dicke von 12,5 mm haben und einen gegenseitigen Abstand von 1,65 mm aufweisen.
Wie man am besten aus Fig. 2 erkennt, wird die Papier- bahn W od. dgl. an dem Beschichtungskopf unter einem beträchtlichen Winkel zur Waagrechten vorbeigezogen. Diese Vorrichtung vermindert die Gefahr, dass die auf die Bahn geschleuderten Tropfen eine nicht kreisförmige Gestalt annehmen und liefert eine symmetrischere Bedruckung. Für diesen Zweck sind die Ecken der Elektroden 70 an den Stellen 77 abgeschrägt, damit der Beschichtungskopf sehr dicht an der zu beschichtenden Bahn angeordnet werden kann. Das Abschrägen der in Fig. 2 auf der rechten Seite befindlichen Elektrode 70 hat zwar keine Wirkung in bezug auf den Abstand des Beschichtungskopfs von der Bahn; es ist aber leicht einzusehen, dass eine Herstellung aller Elektroden auf die gleiche Weise die Notwendigkeit beseitigt, zwei verschieden ausgebildete Elektroden auf Lager zu halten.
Beim Zusammenbau des Beschichtungskopfes werden Filterplatte 20, Einlassplatte 30 und Lochplatte 40 mit Hilfe einer Schablone in der geeigneten gegenseitigen Stellung zueinander verbunden. Darauf wird ein fluides Reinigungsmittel durch die Filterplatte 20 in den Schlitz 31 gepumpt. Ferner wird Druckluft durch die Löcher 41 der Lochplatte 40 gepumpt. Druckluft und fluides Reinigungsmittel verlassen die Einlassplatte 30 durch den Reinigungsauslass 35. Wenn die drei Bestandteile auf diese Weise gereinigt worden sind, wird die Deckplatte 36 mit der Einlassplatte 30 verbunden; ferner werden die übrigen Bestandteile des Beschichtungskopfes mittels einer Schablone in ihrer richtigen Stellung zueinander zusammengefügt.
Darauf werden in den Durchlässen 91 die Bolzen 92 eingesetzt, wobei die mit Gewinde versehenen unteren Enden 93 je mit einem entsprechenden Innengewinde 94 in den Öffnungen der Klammerplatte 60 in Eingriff kommen. Schliesslich werden die Elektroden der ganzen Anordnung hinzugefügt, indem die mit einem elastischen Werkstoff überzogenen Zapfen 71 in die Öffnungen an der unteren Fläche der Klammerplatte eingesetzt werden, wo sie infolge Reibeingriffs mit den Wänden der Öffnungen in Eingriff kommen. Das Abfangsystem 81 wird dann mit der Klammerplatte 60 verbunden und genau ausgerichtet; das Ausrichten erfolgt mittels der glammefn 80 auf der einen Seite (in der Darstel lungsweise der Fig. 2 auf der rechten Seite); das ist der Weg, den die nicht abgelenkten Tropfen von dem Loch 41 aus einschlagen.
Es ist zu bemerken, dass der Zwischenraum zwischen den Elektroden 70 und dem Boden der Klammerplatte 60 auf einfache Weise gereinigt wird, wenn die Elektroden über den grössten Teil ihrer Gesamtlänge mit einem dreieckförmigen Querschnitt versehen werden.
Ein Vorteil der beschriebenen Ausftlhrungsform der Vorrichtung besteht darin, dass sie auf einfache Weise hergestellt, eingebaut und gewartet werden kann und sich auch bei ununterbrochenem Einsatz als sehr robust und zuverlässig erweist.
This invention relates to a device to individual
To give drops of a coating agent an electrical charge.
The device according to the invention is characterized in that it has the following components: An elongated plate-shaped part made of dielectric material, means to delimit a series of regularly spaced through openings in the same, to each of them a correspondingly shaped part electrically conductive material and one electrical conductor each, extending from the last-mentioned part to one
Source of electrical energy extends.
In the following, embodiments of the
Subject of the invention tert erläu using the drawing. Show it:
Fig. 1 is a diagrammatic representation of an embodiment of the device on a layering head built up in layers with individual parts pulled apart,
FIG. 2 shows a detail and on a larger scale a longitudinal section through a second embodiment of a coating head along the line A-A of FIG. 3,
3 shows a detail of a plan view of an inlet plate of the coating head of FIG. 2,
4 shows a detail of a plan view of the upper surface of a staple plate,
5 shows a detail and on a larger scale a longitudinal section through part of the coating head of FIGS
6 shows a detail of a plan view of a charging ring plate.
The coating head shown in FIGS. 1 and 2, constructed in layers, has an assembly 10 with a chamber 11; this extends within the assembly in the longitudinal direction and opens at the point 12 to the outside, specifically along a section of the assembly; Furthermore, the chamber 11 has a line 13 in order to supply coating material to the chamber 11. A filter plate 20 with a central section 21 having a series of very fine through bores is arranged such that the central section lies above the opening 12; A seal 23 is attached between the lower surface of the assembly 10 and the upper surface of the filter plate 20.
A second seal 24 and an inlet plate 30 are arranged below the filter plate 20; As can best be seen from FIG. 3, the inlet plate 30 has an elongated slot 31 formed in one surface thereof which extends in the longitudinal direction of the inlet plate 30 and is opposite the opening 12 of the assembly 10. In the inlet plate 30 there is a series of regularly spaced passages 32 which extend from the bottom wall 33 of the slot 31 to the lower surface 34 of the inlet plate 30. Close to one end of the inlet plate 30 is a cleaning outlet 35 which extends from one side of inlet plate 30 extends into slot 31; A cover plate 36 and a seal 37 are fastened above the cleaning outlet 35 by means of bolts 38 or the like.
Arranged immediately below the inlet plate 30 is a perforated plate 40 which has a series of holes 41; these are formed therein at regular intervals and are essentially coaxial with the bores 32 of the inlet plate 30. Below the perforated plate 40, a spacer plate 42 is attached, in which a row of openings 43 is formed; these are aligned with the openings 41; the spacer plate 42 serves to hold a charging ring plate from the perforated plate 40 at a preselectable distance for a purpose described below.
Below the spacer plate 42 is a charging ring plate 50 made of dielectric material and provided with a series of through openings 51; these have a noticeably larger diameter than the openings 41 and are essentially coaxial with them. Each opening 51 is surrounded by a correspondingly shaped electrically conductive coating material which has a substantially circular outline and which covers the wall of each opening 51 in such a way that a charging ring 52 is formed (FIG. 5).
A series of individual lines of electrically conductive coating material are also provided on plate 50; these form electrical conductors 53 which extend from each charging ring 52 to a connector 54; the latter is tightly attached to the loading ring plate 50 at each end of a clamp plate 60. The connections 54 engage with correspondingly shaped plugs 55, which in turn are electrically connected to a control unit 56 by means of cables 57. The charging rings 52 and the conductors 53 can be manufactured in a known manner using known printed circuit manufacturing processes; However, it should be emphasized that this requires a somewhat higher degree of accuracy than is otherwise usual with printed circuits.
Similar to the plates 30, 40, 50, the clamp plate 60 also has a series of through openings 61 which are essentially coaxial with the openings 32, 41, 51.
Two electrodes 70 are fastened to the lower surface 63 of the clamp plate 60, specifically by means of two pins 71 with enlarged sections 72; These are attached to the two electrodes 70 and abut the lower surface 63 by means of a shoulder 73 which is formed by the enlarged section 72. Each of the electrodes can be made of fiberglass in a known manner and provided with a coating of electrically conductive material 74 along their opposing surfaces. For a purpose which will be explained further below, each electrode 70 is formed over a greater portion of its total length with a portion 75 with a triangular cross-section; in contrast, the peripheral portions 76 of each electrode have a rectangular cross-section and receive the lower ends of the pegs 72.
It should also be noted that the lowermost corner of the two electrodes is chamfered at point 77 and that leads 78 are attached to the electrically conductive layers 74 which connect them to a source of electrical energy 79.
Also added to the lower surface 63 of the bracket plate 60 are two brackets 80 which extend downward to support the collection system 81; this has a cutting edge 82 protruding outwards and at a small angle to the horizontal. At least the upper surface, but preferably both surfaces of the cutting edge 82 are covered with a porous material, such as, for. B. a mesh sieve, in order to allow all drops of the coating material that graze the cutting edge 82 inwardly into the interior of the collecting system 81, from where they are removed by evacuation by means of the vacuum pump 83. The clamp 80 is preferably provided with adjustment means in order to be able to adjust the collecting system 81 transversely to the coating head within certain limits.
As best seen in Figure 2, the assembly 10 and plates 30, 40, 50, 60 are provided with a series of aligned bolt holes 90 along their edges to thereby define a series of uninterrupted passages 91 which extend through all components of the coating head and serve to receive the mounting bolts 92. These have turned ends, whereas the clamp plate 60 is provided with openings 94 with internal threads.
During operation, the coating material is passed through the line 13 into the chamber 11 of the assembly 10; from there it passes through the opening 12 and the filter plate 20 to the outside again. The filter plate 20 serves to sieve out all particles that are large enough to clog the holes 41 while they are passing through. Because the filter plate 20 is arranged in the vicinity of the perforated plate, the risk of coating material with foreign bodies contained therein reaching the holes in the plate 30 and clogging them is reduced to a minimum. From a filtering standpoint, it is desirable that the filter plate 20 be upstream of the holes 41; however, it can be seen that a flat contact between the filter plate 20 and the perforated plate 40 leads to a partial blockage of the openings 41.
The inlet plate 30 with the chamber provided with the slot 31 is therefore arranged between the filter plate and the perforated plate. In addition, the coating material is fed from the slot 31 to the holes 41 by means of the passages 32 in order to limit the flow from the slot 31 and to avoid the formation of crossovers.
As the coating material passes through the holes 41, each jet tends to break up into a series of fine droplets. However, these droplets are not naturally regularly spaced, and they are usually not of uniform size.
To ensure this uniformity, an external impulse has been applied to the coating head. As can be seen from FIG. 1, this can be brought about by a sound vibrator 100 which is attached to the assembly 10 and issues a sound signal of a preselectable frequency to the system.
Optionally, an electrical signal can also be fed to the liquid jets as soon as they leave the holes 41, namely by means of an electrohydrodynamic plate 101 (FIG. 2); this can serve as a replacement for the spacer plate 42 (FIG. 1) and have a series of through openings 102. The electrohydrodynamic plate 101 is preferably provided on its upper surface with an electrically conductive coating over which there is an electrically insulating coating. The excitation is effected in that the electrically conductive layer is connected to a source which supplies an oscillation voltage, with forces occurring on the surface of the connected liquid jets which cause contraction.
In any case, a series of drops of the same size are thrown off at a uniform speed from each opening 41 and then pass through the charging rings 52 in the charging ring plate 50. A control unit 56 controls the charging rings 52 and has the effect that a drop passing through a charging ring 52 is either charged or not, as required. If a drop is charged while it passes between the electrodes 70, it is deflected from its normally vertical path by a small amount (to the right in the illustration of FIG. If, on the other hand, a charging ring 52 does not charge a drop, it continues its essentially downward path and then acts on the web-shaped material W or the like.
It should also be noted that it is very desirable to charge the drops from the liquid jets associated with them before they arise. Of course, however, the point at which the disintegration of the liquid jets occurs will vary from case to case under different working conditions; however, the disintegration will generally occur a short distance downstream of the holes 41 outlets. The thickness of the spacer plate 42 or of the electrohydrodynamic plate 101 is therefore selected such that the charging ring plate 50 is located close to the point of disintegration of the liquid jet. Smaller deviations at this point can be compensated for by dimensioning each charging ring 52 such that it covers the entire wall of its associated opening 51.
In a proven embodiment, the thickness of the filter plate 20 is 0.025 mm; the central portion thereof is provided with 41,000 holes, 12.7 microns in diameter, arranged in a checkerboard pattern. The inlet plate 30 is 6.25 mm thick and has 50 holes 32 each 1.613 mm in diameter with centers 2.54 mm apart. The perforated plate 40 has a thickness of 0.279 mm and is provided with 50 holes 41, the diameter of which is 38.1 microns. When an electrohydrodynamic plate 101 is used, it is 2.67 mm thick and has a series of 50 through openings 1.016 mm in diameter. The charging ring plate 50 has a thickness of 2.36 mm and 50 through openings 51, each 0.625 mm in diameter.
The clamp plate 60 also serves as an insulating screen between the charging ring plate 50 and the electrodes 70; it is 2.78 mm thick and has 50 through openings of 1.613 mm. The electrodes 70 can have a thickness of 12.5 mm and a mutual spacing of 1.65 mm.
As can best be seen from FIG. 2, the paper web W or the like is drawn past the coating head at a considerable angle to the horizontal. This device reduces the risk that the drops thrown onto the web will assume a non-circular shape and provides more symmetrical printing. For this purpose, the corners of the electrodes 70 are bevelled at the points 77 so that the coating head can be arranged very close to the web to be coated. The beveling of the electrode 70 located on the right-hand side in FIG. 2 has no effect with regard to the distance of the coating head from the web; however, it is easy to see that making all electrodes the same eliminates the need to keep two differently shaped electrodes in stock.
When assembling the coating head, filter plate 20, inlet plate 30 and perforated plate 40 are connected to one another in the appropriate mutual position with the aid of a template. A fluid cleaning agent is then pumped through the filter plate 20 into the slot 31. Furthermore, compressed air is pumped through the holes 41 of the perforated plate 40. Compressed air and fluid cleaning agent leave the inlet plate 30 through the cleaning outlet 35. When the three components have been cleaned in this way, the cover plate 36 is connected to the inlet plate 30; furthermore, the other components of the coating head are joined together in their correct position to one another by means of a template.
The bolts 92 are then inserted into the passages 91, the threaded lower ends 93 each engaging with a corresponding internal thread 94 in the openings of the clamp plate 60. Finally, the electrodes are added to the whole assembly by inserting the pins 71, coated with an elastic material, into the openings on the lower surface of the bracket plate, where they come into frictional engagement with the walls of the openings. The interception system 81 is then connected to the bracket plate 60 and precisely aligned; the alignment takes place by means of the glammefn 80 on one side (in the representation of FIG. 2 on the right side); this is the path that the undeflected drops take from hole 41.
It should be noted that the space between the electrodes 70 and the bottom of the clamp plate 60 is easily cleaned if the electrodes are provided with a triangular cross-section over most of their total length.
One advantage of the described embodiment of the device is that it can be manufactured, installed and maintained in a simple manner and has proven to be very robust and reliable even with uninterrupted use.