DE2310082C2 - Anordnung zur Prüfung des Erdungswiderstands zwischen elektrostatisch zu beschichtenden Gegenständen und einer sie durch die Beschichtungsstation transportierenden geerdeten Halterung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Prüfung des Erdmeßwiderstands zwischen elektrostatisch zu beschichtenden Gegenständen und einer sie durch die Bcschichtungsslation transportierenden geerdeten Halterung, wobei eine in Förderrichtung vor der Beschichtungseinrichtung angeordnete, berührungslos das elektrische Potential der Gegenstände beeinflussende Elektrode sowie ein berührungslos mittels einer Meßsonde an die zu beschichtenden Gegenstände angekoppelter Meßkreis vorgesehen sind.

Bei der Beschichtung von Gegenständen auf elektrostatischem Wege ist es besonders wichtig, daß diese Gegenstände gut geerdet sind, damit die Potentialdifferenz zwischen den elektrostatisch aufgeladenen Teilchen des Beschichtungsmaterials und den Gegenständen erhalten bleibt Außerdem dient die Erdung der Gegenstände der Sicherheit des Bedienungspersonals, indem verhindert wird, daß die Gegenstände durch den Beschichtungsvorgang selbst aufgeladen werden. Dabei ist es besonders wichtig, daß eine einwandfreie elektrische Verbindung zwischen dem Gegenstand und der geerdeten Halterung gewährleistet ist
Aus der DE-PS 22 24 660 ist eine Anordnung mit einem Funkendetektor bekannt, welcher eine als Folge eines schlechten elektrischen Kontakts zwischen Gegenstand und geerdeter Halterung auftretende Funkenbildung anzeigt. Damit soll insbesondere eine Flammoder Explosionsgefahr infolge von Funkenbildung ver-

hindert werden. Zur Überprüfung der elektrischen Verbindungsqualität stellt ein Funkendetektor jedoch eine äußerst unempfindliche Einrichtung dar, \Ja er erst sehr spät, nämlich genau dann, wenn bereits ein elektrischer Durchschlag erfolgt ist auf den hohen Übergangswiderstand zwischen zwei spannungsführenden Teilen anspricht Außerdem muß eine derartige Anordnung in erheblicher Entfernung vor der Beschickungseinrichtung angeordnet sein, damit der zu erfassende Funkenschlag nicht zu einer Explosion oder Entflammung in der Beschichtungsanlage führen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Erdungswiderstand zwischen den zu beschichtenden Gegenständen und der geerdeten Halterung dergestalt zu überprüfen, daß optimale Beschichtungsbedingungen gewährleistet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Anprüche 1 oder 2 gelöst.
Durch Messung des aktuellen Erdungswiderstandes und dadurch, daß ein derartiger Meßkreis ohne weiteres beliebig nahe an der Beschichtungsstation anbringbar ist, kann die Qualität der elektrischen Verbindung zwischen dem zu beschichtenden Gegenstand und der geerdeten Halterung sehr genau und unmittelbar vor dem Beschichtungsvorgang überprüft werden, womit optimale EJeschichtungsbedingungen für den jeweiligen Gegenstand gewährleistet sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine erste Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Anordnung, wobei die das elektrische Potential der Gegenstände beeinflussende Elektrode auf derselben Seite des Gegestands angeordnet ist wie der Meßkreis, welcher den Erdungswiderstand über einen zu erfassenden Spannungsabfall bestimmt,

Fig. 2 eine zu Fig. 1 ähnliche Anordnung, bei der jedoch die Gegenstände zwischen dem Meßkreis und

b^r> der das elektrische Potential der Gegenstände beeinflussenden Elektrode vorgesehen ist, und

Fig. 3 und 4 eine zweite Ausfiihrungsvariante die zwei Anordnungen zeigt, bei denen der F.rdiingswider-

stand aus einem kapazitiven Stromfluß ermittelt wird.

In sämtlichen Figuren sind einander entsprechende Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet

Man erkennt in F i g. 1 einen Hängeförderer 10 mit einer Schiene 11, auf welcher mit Rollen 12 versehene Haken 13 in einer rechtwinklig zur Zeichenebene stehenden Richtung verschoben werden. An den Haken 13 sind Gegenstände, hier Platten 14, aufgehängt welche mit dem Förderer an der nicht dargestellten Beschichtungseinrichtung vorbeigeführt werden, um dort rundum mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet zu werden. Der Hängeförderer ist geerdet was mit dem Leiter 15 angegeben ist Da zwischen den Platten 14 und den Haken 13 einerseits, den Haken 13 und den Rollen 12 sowie den Rollen 12 und der Schiene 11 Obergangswiderstände unvermeidlich sind, ist, elektrisch gesehen, zwischen den Platten 14 und Erde ein elektrischer Widerstand — der Erdungswiderstand — vorhanden, der in der F i g. 1 mit 16 angedeutet ist Gegenüber der Bewegungsbahn der Platten 14 ist eine elektrostatische Aufladeeinrichtung 17 angeordnet deren Zweck darin besteht, die Platten 14 elektrostatisch aufzuladen. Die Aufladeeinrichtung 17 weist im wesentlichen einen Hochspannungsgenerator 18 auf, dessen eine Ausgangsklemme über einen Leiter 19 an Erde geführt ist, während dessen andere Klemme über einen Leiter 20 zu einer Sprühelektrode 21 führt, die eine oder mehrere Koronaentladungsspitzen 22 aufweist Der Hochspannungsgenerator 18 ist vorzugsweise bezüglich seiner Ausgangsspannung regelbar, damit die von der Sprühelektrode 21 geführte Spannung derart einreguiiert werden kann, daß mit Sicherheit zwischen den Entladungsspitzen 22 und der Platte 14 kein Überschlag entsteht, was in erster Linie vom Abstand zwischen den Platten 14 und der Spitze 22 sowie von der Konfiguration der Platten 14 abhängt. Dagegen ist der Krümmungsradius in der Entladungsspitze 22 derart gewählt, daß schon bei verhältnismäßig geringen Spannungen eine Koronaentladung entsteht, d. h. daß freie Ladungsträger entstehen, die zu der Platte 14 wandern. Als Hochspannungsgenerator 18 hat sich ein in seiner Ausgangsspannung zwischen etwa 10 kV und etwa 7OkV regelbarer Gleichspannungsgenerator als zweckmäßig erwiesen.

Der Aufladeeinrichtung 17 ist eine mit einer Spitze 24 versehene Meßsonde 23 zugeordnet, welche über einen Leiter 28 und einen aus zwei Widerständen 25,26 gebildeten Spannungsteiler an Erde geführt ist. Der Abgriff 27 des Spannungsteilers 25,26 ist über ein hochohmiges Voltmeter 29 ebenfalls an Erde geführt und über einen Leiter 30 mit einer Triggerschaltung 31 verbunden, welche derart eingerichtet ist, daß beim Überschreiten einer vorbestimmten Spannung auf dem Leiter 30 ein Ausgangssignal geliefert wird, das über einen Leiter 33 eine Alarmeinrichtung aktiviert und/oder die nicht dargestellte Beschichtungseinrichtung ausschaltet. Die Triggerschaltung 31 bezieht ihre Bezugsspannung über einen Leiter 32 von Erde.

Die Wirkungsweise der in F i g. 1 dargestellten Anordnung ist folgende: Solange keine Platte 14 der Spitze 22 gegenüber angeordnet ist, wandern die meisten von der Spitze 22 ausgehenden Feldlinien zu dem nächstgelegenen Punkt niedrigeren Potentiales, d. h. zur Spitze 24. Diese wird nach kurzer Zeit ein von den Widerständen 25, 26 abhängiges Potential gegenüber Erde annehmen, was zur Folge hat, daß am Abgriff 27 eine Spannung entsteht, die am Voltmeter 29 abgelesen werden kann. Es entspricht dies dem Zustand, der entstehen würde, wenn vor die Spitze 22 eine Platte 14 mit einem unendlich großen Erdungswiderstand 16 geführt würde. Befindet sich dagegen gegenüber der Spitze 22 eine Platte 14 mit einem verhältnismäßig kleinen Erdungswiderstand 16, wandern die meisten von der Spitze 22 ausgehenden Feldlinien zu der Platte 14, die sich aber infolge des bescheidenen Wertes des Erdungswiderstandes 16 dauernd zu entladen vermag, so daß sie nicht auf ein nennenswert höheres Potential als Erde gelangt

ίο Dementsprechend bleibt auch die Spitze 24 der Sonde 23 praktisch unbeeinflußt, d. h. am Abgriff 27 des Spannungsteilers 25, 26 entsteht nur eine vernachlässigbar höhere Spannung. Aus dem Gesagten geht hervor, daß es dem Praktiker keine Mühe bietet auf empirischem

is Wege einerseits die Ausgangsspannung des Hochspannungsgenerators 18 auf einen den Bedürfnissen entsprechenden Wert zu regeln, andererseits jenen Wert der Spannung am Abgriff 27 zu bestimmen, der auf einen zulässig niedrigen Erdungswiderstand 16 hinweist Dieser Spannungswert wird auf dem Voltmeter 29 vermerkt und an der Triggerschaltung 31 eingestellt, so daß beim Überschreiten dieses Spannungswertes am Abgriff 27 ein Warnsignal erzeigt wird, während in allen Fällen, wo die Spannung am Abgriff 27 niedriger ist, die Beschichtungsanlage ungestört weiterbetrieben werden kann. Es ist zu beachten, daß die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung auch dazu verwendet werden kann, die Beschichtungseinrichtung während der Zeit in der an ihr Lücken zwischen aufeinanderfolgenden Platten 14 vorbeilaufen, auszuschalten. Die in F i g. 1 dargestellte Anordnung reagiert auf solche Lücken als würden an ihr Gegenstände mit einem unendlich hohen Erdungswiderstand vorbeigeführt.

Die Ausführungsform in F i g. 2 unterscheidet sich von jener der F i g. 1 im wesentlichen dadurch, daß die Sprühelektrode 21 auf der einen Seite der Platte 14 und der zum Ermitteln des Erdungswiderstandes benützte Meßkreis auf der anderen Seite der Platte 14 angeordnet sind. Außerdem kommt bei dieser Ausführungsform als Sonde keine Spitze zur Verwendung, sondern eine Platte 34, welche zusammen mit der an ihr vorbeigeführten Platte 14 sozusagen einen Kondensator bildet. Läßt sich die Platte 14 durch die Sprühelektrode 21 auf ein erhöhtes Potential bringen, so beeinflußt die Platte 14 die ihr gegenüberliegenden plattenförmige Unfluenzelektrode 34, welche ein vom Potential der Platte 14 abhängiges Potential annehmen wird, das seinerseits am Abgriff 27 des Spannungsteilers 25, 26 gemessen wird. Auch diese Ausführungsform läßt sich dazu verwenden, die Beschichtungseinrichtung beim Vorbeilauf von Lükken zwischen aufeinanderfolgenden Platten 14 auszuschalten.

Bei den in F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsformen wird der Wert des Erdungswiderstandes 16 nicht über eine Spannungsmessung (wie in F i g. 1 und 2), sondern über eine Strommessung ermittelt. In F i g. 3 ist den Platten 14 gegenüber eine Plattenelektrode 35 angeordnet, die über einen Leiter 36 mit einem hochfrequenten Niederspannungsgenerator 37 verbunden ist, dessen andere Ausgangsklemme über einen Leiter 38, einen Strommesser und einen Leiter 40 an Erde geführt ist. Die Platte 14 und die Plattenelektrode 35 bilden zusammen einen Kondensator, dessen Kapazität im wesentlichen (bei vorgegebenen Abmessungen der Platte 14 und der Plattenelektrode 35) durch den Abstand zwischen diesen beiden Bauteilen gegeben ist. Da dieser Abstand besonders bei kontinuierlich arbeitenden Beschichtungsanlagen als in engen Grenzen konstant angenom-

men werden kann, wird somit der Strom, der durch diese Anordnung fließt, im wesentlichen nur noch vom Wert des Erdungswiderstandes 16 abhängen, und zwar wird der Strom umso größer sein, je kleiner der Erdungswiderstand ist. Auch bei dieser Anordnung versteht es sich von selbst, daß es Sache der Praktiker ist, jenen Minimalwert des auf dem Strommesser 39 ablesbaren Stromes zu bestimmen, der für einen ausreichenden kleinen Erdungswiderstand 16 kennzeichnend ist. Der Strommesser 39 kann derart eingerichtet sein, daß er beim Unterschreiten dieses Minimalwertes über einen Leiter 41 ein Warnsignal gibt, das zur Aktivierung einer Alarmanlage und/oder zur Ausschaltung der Sprüheinrichtung herangezogen werden kann. Typische Werte für den Hochspannungsgenerator 37 sind etwa folgende: Ausgangsspannung 60 Volt, Frequenz regelbar von 5'000 Hz bis etwa 15 kHz.

Die Ausführungsform der F i g. 4 schließlich kann als Kombination der Ausführungsformen der F i g. 1 oder 2 mit jener der Fig.3 angesprochen werden. Hier wird der mit dem Strommesser 39 der vom Hochspannungsgenerator 18 aufgewendete Koronaentladungsstrom der Sprühelektrode 21 herangezogen, um einen Hinweis auf den Wert des Erdungswiderstandes 16 zu ermitteln. In der Tat wird bei sehr hohem Erdungswiderstand 16 die Platte 14 nach kurzer Zeit etwa das Potential der Sprühelektrode 21 annehmen, was zur Folge hat, daß der Entladungsstrom zurückfällt. Auch hier ist das Unterschreiten des Entladungsstromes unter einem empirisch zu bestimmenden Minimalwert ein Anzeichen dafür, daß die gerade an der Anordnung vorbeigeführte Platte 14 einen unzulässig hohen Erdungswiderstand aufweist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Prüfung des Erdmeßwiderstands zwischen elektrostatisch zu beschichtenden Gegenständen und einer sie durch die Beschichtungsstation transportierenden geerdeten Halterung, wobei eine in Förderrichtung vor der Beschichtungseinrichtung angeordnete, berührungslos das elektrische Potential der Gegenstände beeinflussende Elektrode sowie ein berührungslos mittels einer Meßsonde an die zu beschichtenden Gegenstände angekoppelter Meßkreis vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkreis (23 ... 33, 25 ... 34) den Wert des Erdungswiderstands aus dem Spannungsabfall zwischen der Meßsonde (23,34) und Erde bestimmt

2. Anordnung zur Prüfung des Erdmeßwiderstands zwischen elektrostatisch zu beschichtenden Gegenständen und einer sie durch die Beschichtungsstation transportierenden geerdeten Halterung, wobei eine in Förderrichtung vor der Beschichtungseinrichtung angeordnete, berührrungslos das elektrische Potential der Gegenstände beeinflussende Elektrode sowie ein berührungslos mittels einer Meßsonde an die zu beschichtenden Gegenstände angekoppelter Meßkreis vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkreis (35 ... 40; 38... 40) den Wert des Erdungswiderstands aus dem kapazitiven Stromfluß zwischen der Meßsonde und Erde bestimmt

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß die Meßsonde (23, 34) über einen Spannungsteiler (25,26) mit. Erde verbunden ist, und daß der Abgriff (27) des Spannungsteilers (25,26) mit einer bei Auftreten einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden Spannung ein Signal erzeugenden Triggerschaltung (31) verbunden ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (23) und die das elektrische Potential der Gegenstände (14) beeinflussende Elektrode (21) auf derselben Seite der Gegenstände (14) angeordnet sind, und daß der Abstand in Förderrichtung zwischen der Elektrode (21) und der Meßsonde (23) größer als der Abstand der Elektrode (21) von den Gegenständen (14) ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (23) und die Elektrode (21) aufeinander gegenüberliegenden Seiten der Gegenstände (14) in gleicher Höhe angeordnet sind, und daß die Meßsonde als Plattenelektrode (34) ausgebildet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkreis einen Strommesser (39) aufweist, der den von der Elektrode (21) auf die Gegenstände (14) abgegebenen Entladungsstrom mißt.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (21) und die Meßsonde (23) in Förderrichtuiig gesehen in dieser Reihenfolge vorder Beschichtungseinrichtung angeordnet sind.