DE1291655B - Rotierender Zerstaeuber zum elektrostatischen UEberziehen eines Werkstueckes mit fluessigem UEberzugsmaterial - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum ziehen von Gegenständen mit einem flüssigen Überelektrostatischen Überziehen eines Werkstückes mit zugsmaterial bekannt, das einer gegenüber den Geflüssigem Überzugsmaterial. genständen eine Potentialdifferenz aufweisenden Ver-

Es sind elektrostatische Überzugsanlagen bekannt, teilervorrichtung in der Form eines sich drehenden bei welchen die Uberzugsflüssigkeit durch das elek- 5 glockenförmigen oder ringförmigen Körpers zutrische Feld zerstäubt und auf das Werkstück über- geführt wird, und nach Herstellung eines gleichmäßig tragen wird. Bei einer dieser bekannten Vorrichtungen dünnen Films auf der Innenseite dieses Körpers von ist eine unter Hochspannung stehende Zerstäuber- dessen glatt oder messerartig ausgebildeter Kante verschale vorgesehen, der das flüssige Überzugsmaterial sprüht wird.

von einer Pumpe zugeführt, die Überzugsflüssigkeit io Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum an einer Kante der'Zerstäuberschale elektrostatisch Überziehen eines Werkstücks mit flüssigem Uberzugsaufgeladen und unter Zuhilfenahme des elektrischen material, das durch ein von einem Zerstäuber ausFeldes von dieser Kante auf den zu überziehenden gehendes elektrostatisches Feld zerstäubt und auf dem Gegenstand aufgebracht wird. Bei dieser bekannten Werkstück niedergeschlagen wird, werden die elek-Vorrichtung sind zwischen der Zerstäuberschale 15 trostatischen Kraftlinien des zur Zerstäubung dienen- und dem zu überziehenden Gegenstand Ablenkelek- den Feldes durch ein zusätzliches elektrostatisches troden vorgesehen, die entweder isoliert angeordnet Feld beeinflußt, das sich zwischen einer nahe dem oder mit der Zerstäuberschale leitend verbunden Zerstäuber angeordneten Elektrode und dem Werksind. Dadurch ist es möglich, den Zerstäuberstrahl stück erstreckt. Bei einer Ausführungsform zur umzulenken und breite Werkstückflächen mit nur 20 Durchführung dieses Verfahrens wird ein glockeneiner Zerstäuberkante der Schale zu überziehen. Hier oder ringförmiger Körper verwendet, dem eine Mehrdienen die Ablenkelektroden dem Zweck, die in zahl Hilfselektroden zugeordnet sind, durch die das Form einer Schicht von der Zerstäuberkante abge- zusätzliche elektrostatische Feld erzeugt wird, sprühten und zerstäubten Flüssigkeitsteilchen auszu- Bei dem bekannten Verfahren wird ein ring- oder

breiten. 25 glockenförmiger rotierender Zerstäuberkopf verwen-

Bei einer anderen bekannten Ausführung einer sol- der, und es entsteht ein Zerstäubungsmuster in Form chen Zerstäuberanlage unter Verwendung von Zer- eines Kreisringes, und wenn Gegenstände, z. B. stäuberstrahlen ist zwischen der Zerstäuberschale und flächige Gegenstände, an einem solchen Zerstäuberdem zu überziehenden Gegenstand eine Mehrzahl kopf mit mehreren Hilfselektroden vorbeigeführt wer-Hilfselektroden in der Form eines Quadrats vor- 30 den, entsteht ein Uberzugsmuster, das wegen der gesehen, welche dazu dienen, den Strom der aus der Ringform des Musters einen ungleichmäßigen Quer-Zerstäuberschale abgesprühten und zerstäubten schnitt hat. Das Ziel des bekannten Verfahrens liegt Flüssigkeit zu konzentrieren. in erster Linie darin, das Ringmuster so zu verändern,

Des weiteren ist ein Verfahren zum Aufbringen daß eine möglichst gleichmäßige Bedeckung des Geelektrisch isolierender Überzüge insbesondere auf 35 genstandes erzielt wird. Dabei bleibt aber der Charakelektrische Leiter mit Hilfe eines elektrostatischen ter eines geschlossenen ringförmigen Zerstäubungs-Feldes bekannt, bei dem Mittel vorgesehen sind, durch musters bestehen.

die der Verlauf der elektrischen Kraftlinien derart Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das zubeeinflußt wird, daß an vorausbestimmten Stellen re- letzt genannte Verfahren, bei welchem die elektrolativ zu anderen Stellen bevorzugt Überzugsmaterial 40 statischen Kraftlinien des zur Zerstäubung dienenden in nach Wunsch vorausbestimmter Menge und/oder Feldes durch ein zusätzliches elektrostatisches Feld Richtung auf die Oberfläche auftrifft; zu diesem beeinflußt werden, durch eine Vorrichtung insoweit Zweck wird das Überzugsgut in verschiedenen Rieh- zu verbessern, als statt des Ringmusters ein Zertungen in das zwischen den Sprühelektroden und dem stäubungsmuster geschafft wird, das durch zwei gezu überziehenden Gegenstand gebildete elektrische 45 trennte Lappen gebildet wird.

Feld eingespritzt. Es· handelt sich bei diesem Verfah- Der Lösungsvorschlag liegt darin, bei einer Vorren und dieser Vorrichtung nicht um solche, bei richtung zum elektrostatischen Überziehen eines gedenen die aufzubringende Flüssigkeit durch das elek- genüber einem Zerstäuber mit gleichförmiger Getrostatische Feld zerstäubt wird, das elektrische Feld schwindigkeit relativ bewegten Werkstückes mit fein dient lediglich als Transportmittel. 50 verteiltem Überzugsmaterial, das aus dem rotieren-

Weiter ist eine Einrichtung zur Herstellung von den Zerstäuber abgegeben wird, der eine kreisförmige Lack-, Färb- oder Metallüberzügen unter Verwen- sich etwa parallel zur Werkstückbewegungsrichtung dung eines elektrostatischen Feldes bekannt, bei wel- erstreckende Kante und innerhalb der kreisförmigen eher zusätzlich zu einer insbesondere schlank aus- Kante liegende Beeinflussungselektroden aufweist, die gebildeten Zerstäuberelektrode und einer Gegenelek- 55 der Ebene der kreisförmigen Zerstäuberkante benachtrode eine dritte Elektrode in Form einer Zwischen- bart liegen und sich radial etwa bis zur kreisförmigen elektrode vorgesehen ist, die auf einem zwischen den Kante erstrecken, gemäß der Erfindung die Elektrode Potentialen der beiden anderen Elektroden liegenden mit zwei quer zur Werkstücksbewegungsrichtung in Potential gehalten wird. Diese dritte Elektrode ist als der Durchmesserebene der Zerstäubungskante diame-Ringelektrode ausgebildet und befindet sich räumlich 60 tral einander gegenüberliegenden Enden zu versehen, gesehen hinter dem Aussprühende der Düse im Ver- Durch eine solche Ausbildung der Vorrichtung ge-

hältnis zu dem zu überziehenden Gegenstand. Bei maß der Erfindung wird unter Aufteilung des ringdieser Einrichtung erfolgt die Zerstäubung des Über- förmigen Niederschlagsmusters in zwei Lappen eine zugsmaterials nicht durch ein von dem Zerstäuber gleichmäßigere Schichtdicke auf dem zu überziehenausgehendes elektrisches Feld, vielmehr werden die 65 den Gegenstand erhalten, und darin liegt der besonbereits zerstäubten Teilchen erst nach ihrer Zerstäu- dere Vorteil der Erfindung.

bung elektrisch aufgeladen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

Weiter ist ein Verfahren zum gleichmäßigen Über- Zeichnung dargestellt.

F i g. 1 zeigt die schaubildliche Darstellung einer Anlage mit Vorrichtungen der Erfindung, in welcher Automobilbauteile gespritzt werden;

F i g. 2 zeigt einen Zerstäuberkopf gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt;

F i g. 3 zeigt die Darstellung eines durch den Zerstäuberkopf nach F i g. 2 erzeugten Niederschlagsmusters.

In der Anlage gemäß F i g. 1 werden Automobilbauteile 10 hintereinander im Abstand voneinander auf einem Band 11 durch eine Zerstäuberzone geführt. Auf jeder Seite des Bandes 11 befinden sich Zerstäuberköpfe 13,14,15, die ihre Strahlen gegen die Automobilbauteile richten. Nach F i g. 2 enthält der Zerstäuberkopf 14 eine sich drehende Zerstäuberglocke 17 mit einer Umfangszerstäuberkante 17 a, die an einem Ende einer um eine Achse 17 χ drehbaren Hohlwelle befestigt ist, die mit einem in einem Gehäuse 18 untergebrachten (nicht dargestellten) Motor verbunden ist. Flüssiges Überzugsmaterial wird von einem Behälter in genau überwachter Menge durch eine Leitung 20 zu einer feststehenden Speiseleitung 21 geführt, die durch die Hohlwelle der Glocke 17 hindurchreicht. Am freien Ende der feststehenden Speiseleitung 21 ist ein Hohlzylinder 22 angesetzt, der einen Ausschnitt 22 α aufweist, durch welchen die Flüssigkeit auf die Innenfläche der Zerstäuberglocke 17 fällt.

Am Ende des Hohlzylinders 22 ist eine Elektrode 24 angebracht, die aus zylindrischem Stangenmaterial von etwa 5 mm Durchmesser hergestellt ist und vorzugsweise halbkugelförmige Enden 24 α und 24 b aufweist. Die Elektrodenendpunkte 24 α und 24 b sind in der Nähe von diametral einander gegenüberstehenden Teilen der Zerstäuberkante 17 α angeordnet. Der Zerstäuberkopf 14 oder wenigstens die Glocke 17 mit den Elektrodenenden 24 α und 24 b werden auf einem hohen elektrischen Potential gehalten, indem der Zerstäuberkopf 14 an einen Pol einer Hochspannungsquelle 26 angeschlossen wird, während die zu überziehenden Automobilbauteile geerdet sind.

Beim Umlauf des Zerstäuberkopfes 17 fließt die Flüssigkeit durch die Öffnung 22 α auf den inneren Umfang der rotierenden Glocke 17 und geht unter dem Einfluß der Fliehkraft in Gestalt eines dünnen Films nach außen bis an die Zerstäuberkante 17 a, wo sie unter dem Einfluß eines elektrostatischen Feldes zerstäubt und auf die Gegenstände aufgetragen wird. Der gebildete Zerstäubungsstrahl wäre kreisringförmig, wenn nicht die Elektrode 24 vorhanden wäre.

Die Elektrode 24 verändert den Zerstäubungskegel durch eine Verteilung der Teilchen sowohl parallel als auch senkrecht zu der Axialebene, in welcher die Elektrode 24 liegt. Das Ausmaß dieser Ablenkung derZerstäubungsteilchen hängt von verschiedenen Faktoren, in erster Linie von dem radialen und axialen Abstand der Elektrodenenden 24« und 24 b ab.

In F i g. 3 ist ein idealisiertes Niederschlagsmuster aufgezeigt, das von dem Zerstäuberkopf 17 erzeugt wurde.

Aus F i g. 3 ergibt sich, daß das Niederschlagsmuster an Stelle eines Ringes zwei einander ähnliche nierenförmig gebogene Lappen 30 α und 30 b enthält, die mit Bezug auf eine Längsmittellinie 31 symmeirisch sind und symmetrisch zu einer senkrechten Mittellinie 32 liegen.

Das Umfangsmoment der Flüssigkeit, die an die Zerstäuberkante der Zerstäuberglocke 17 geliefert wird, sucht natürlich das Muster etwas zu verdrehen, so daß in dem speziellen Fall nach F i g. 3 die Verdrehung der Vertikalachse 32 in Glockendrehrichtung etwa 10° beträgt.

Wird ein ebenes Blatt 35 mit einer Breite, die größer als das Niederschlagsmuster ist, entlang der Längsmittellinie 31 bewegt, wird das auf diesem Blatt 35 erzeugte Muster einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt mit einem Mittelteil von relativ einheitlicher Dicke aufweisen. Hat das Blatt eine Breite, die etwas geringer ist als die Querausdehnung des Niederschlagsmusters ist — und dies ist der Fall in F i g. 3 — dann werden die Endteile des Zerstäubungskegels nahe den Enden der Lappen 30 α und 30 b durch das elektrostatische Feld nach innen gebeugt, und das Blatt 35 hat dann von Kante zu Kante einen im wesentlichen gleichmäßigen Überzug.

Hat das Blatt 35 eine Breite, die nicht mit einem einzigen Zerstäuberkopf gleichmäßig bedeckt werden kann, so kann eine Mehrzahl Zerstäuberköpfe verwendet werden, die seitlich zueinander versetzt sind, so daß die Spitzen der im Querschnitt trapezförmigen Niederschlagsmuster einander überlappen.

Die verbesserte Gleichmäßigkeit in der Dicke des Niederschlagsmusters beruht auf einer seitlichen Streuung der Zerstäubungsteilchen in dem normalerweise ringförmigen Zerstäubungsnebel. Einige der Teilchen werden nach innen oder zum Zentrum des Niederschlagsmusters abgelenkt, und andere werden nach außen abgelenkt. Die Ablenkung nach außen vermehrt die Breite des Niederschlagsmusters, vermindert aber andererseits die Böschung an den geneigten Seiten des aufgestäubten Musters.

Die in der Längsrichtung erfolgende Ordnung der Zerstäubungsteilchen ist eine solche, daß Teilchen, die an den Seiten des Niederschlagsmusters, d.h. sich an den Enden der Lappen 30 α und 30 b befinden, von der Mittellinie 32 auf eine Entfernung weggedrückt werden, die größer als die der Teilchen in der Mitte an der Mittellinie 31 ist.

Die Tendenz der Elektrode 24, den Zerstäubungsnebel zu teilen, ist von besonderem Vorteil, wenn — wie es mit Bezug auf den Zerstäuberkopf 15 in F i g. 1 der Fall ist — der Zerstäuberkopf in die Region von zwei im Abstand voneinander befindlichen Werkstücken gebracht wird, um einander gegenüberliegende Oberflächen zu überziehen. In einer solchen Lage bewirkt die Elektrode 24 eine gleichmäßige Teilung des Zerstäubungsstrahles zwischen zwei gegenüberliegenden Flächen.

Die genaue Lage der Elektrodenenden 24 α und 24 b unterliegt gewissen Veränderungen. Soweit der vorteilhafte Verteilungseffekt in Frage kommt, können die Enden der Elektrode 24 auf dem Radius des Zerstäuberkopfes oder innerhalb oder außerhalb davon liegen.

In axialer Richtung sollten die Elektrodenenden nahe der Ebene der Kante 17 α oder in Richtung des Zerstäubungsstrahles etwas davor liegen.

Wenn eine gleichmäßige Verteilung des Flüssigkeitsmaterials auf durchgehenden ausgedehnten Flächen erwünscht ist, kann die Ebene der Elektrode 24 aus einer zur Bewegungsrichtung der Gegenstände senkrechten Richtung durch eine Winkeldrehung vorzugsweise so verlegt werden, daß die Mittellinie 32 des Niederschlagsmusters parallel zur Bewegungsrichtung liegt. Es kann weiter erwünscht sein, die

Niederschlagsform des Zerstäubungsstrahles anders zu teilen als in einer zur Bewegungsrichtung des Gegenstandes senkrechten Ebene.

Bei dem Beispiel nach F i g. 2 sind der Zerstäuberkopf 17 und die Elektrode 14 elektrisch miteinander verbunden und haben daher das gleiche Potential. Der Zerstäuberkopf und die Elektrode können auch verschiedene Potentiale haben, vorausgesetzt, daß das Potential der Elektrode gegenüber Zerstäubungsteilchen abweisend ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum elektrostatischen Überziehen eines gegenüber einem Zerstäuber mit gleichförmiger Geschwindigkeit relativ bewegten Werkstückes mit fein verteiltem Überzugsmaterial, das aus dem rotierenden Zerstäuber abgegeben wird, der eine kreisförmige, sich etwa parallel zur Werkstückbewegungsrichtung erstreckende Kante und innerhalb der kreisförmigen Kante liegende Beeinflussungselektroden aufweist, die der Ebene der kreisförmigen Zerstäuberkante benachbart liegen und sich radial etwa bis zur kreisförmigen Kante erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (24) zwei quer zur Werkstücksbewegungsrichtung in der Durchmesserebene der Zerstäubungskante diametral liegende Enden (24 a, 24 b) hat.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen