DE3330665A1

DE3330665A1 - Vorrichtung zum bestaeuben bewegter gegenstaende, insbesondere flaechiger unterlagen

Info

Publication number: DE3330665A1
Application number: DE19833330665
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7022 Leinfelden-Echterdingen Schloz
Original assignee: Weitmann and Konrad GmbH and Co KG
Current assignee: Weitmann and Konrad GmbH and Co KG
Priority date: 1983-08-25
Filing date: 1983-08-25
Publication date: 1985-03-14
Also published as: JPS6068063A; US4598870A; JPH043265B2

Description

hoeger, s-tel-l-recht. &: partner

UHLANDSTRASSE 14 c D 7000 STUTTGART 1

4 -

A 45 72o m Anmelder: Weitmann & Konrad

m - 192 GmbH & Co. KG

27. Juli 1983 Friedrich-List-Str.

7o22 Leinfelden-

Echterdingen

Beschreibung :

Vorrichtung zum Bestäuben bewegter Gegenstände, insbesondere flächiger Unterlagen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestäuben bewegter Gegenstände, insbesondere flächiger Unterlagen in Gestalt von Bahnen und Bogen aus Papier, Kunststoff oder Textil, mit einem Düsengehäuse aus elektrisch isolierendem Material, wenigstens einer am Gehäuse vorgesehenen Düse zur Abgabe eines mit Bestäubungspuder beladehen Puderluftstroms und mit am Gehäuse angeordneten, metallischen Elektroden und Gegenelektroden zur Erzeugung eines elektrischen Hochspannungsfeldes.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-PS 26 46 798) werden die Puderteilchen innerhalb des Düsengehäuses unter Verwendung eines elektrischen Gleichspannungsfeldes mit bestimmtem Vorzeichen aufgeladen und anschließend in diesem Zustand auf den bewegten Gegenstand aufgesprüht. Es hat sich jedoch

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gezeigt, daß die aufgeladenen Puderteilchen beim Austritt aus der Düse infolge Reibung an den Wänden des Düsenkanals ihre Ladung teilweise wieder verlieren oder sogar wechseln, so daß häufig stabile, reproduzierbare Verhältnisse nicht einstellbar sind. Insbesondere hängt die Aufladung auch weitgehend von der Art des Puders ab, nämlich beispielsweise davon, ob dieser eine mineralische oder eine organische Substanz ist. Hinzu kommt die Schwierigkeit, daß auch der bewegte Gegenstand, der mit Puder bestäubt werden soll, infolge unvermeidlicher Transportreibung elektrisch aufgeladen ist. Dies kann in besonders ungünstig gelagerten, meist gar nicht voraussehbaren Fällen dazu führen, daß Gegenstand und Puderteilchen gleichnamige elektrische Ladungen haben, die sich abstoßen, so daß nur ein sehr schlechter Bestäubungsgrad erzielbar ist. Der nicht gebundene Puder vagabundiert aber dann in der die Gegenstände transportierenden Maschine, beispielsweise einer Druckmaschine, und verschmutzt diese und deren Umgebung, was einen erhöhten Reinigungsaufwand und Maschinenverschleiß zur Folge hat.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den geschilderten Mangeln abzuhelfen und unter Erzielung eines guten Bestäubungsgrades unerwünschte, vagabundierende Pudermengen abseits von der Oberfläche des zu bestäubenden Gegenstandes zu vermeiden.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Außenseite des Gehäuses in der Nähe der Düse wenigstens eine Elektrode und eine mit dieser zusammenwirkende Gegenelektrode angeordnet sind, daß an die Elektrode und Gegenelektrode eine elektrische Wechselhochspannung angelegt ist, und daß der Puderluftstrahl nach seinem Austritt aus der Düse das so an der Außenseite des Gehäuses erzeugte Wechselhochspannungsfeld durchdringt.

Die Erfindung geht somit von der Erkenntnis aus, daß es im Endeffekt besser ist, keine geladenen, sondern neutrale Puderteilchen auf die zu bestäubenden Gegenstände aufzusprühen, weil sich der Bestäubungsgrad hierdurch gut einstellen und reproduzieren läßt. Zur Erzeugung eines neutralen Puderstrahls werden die Puderteilchen erst an der Außenseite des Düsengehäuses durch das Hochspannungsfeld geleitet, so daß die Ladungen sich durch Reibung in Düsenkanälen nicht mehr verändern können. Durch Verwendung eines Wechselhochspannungsfeldes entstehen Ladungen beider Vorzeichen, die sich auf dem Wege bis zu dem zu bestäubenden Gegenstand wieder neutralisieren können.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

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Fig. 1 schematisch eine Vorderansicht einer Vorrichtung zum Bestäuben bewegter Gegenstände;

Fig. 2 eine Teilschnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 Schnittansichten entlang der und 4 Linie 3-3 bzw. 4-4 in Fig. 2 und

Fig. 5 eine Untenansicht der Vorrichtung

in Richtung des Pfeiles A in Fig.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zum Bestäuben bewegter Gegenstände, insbesondere flächiger Unterlagen in Gestalt von Bahnen und Bogen aus Papier, Kunststoff oder Textil kann beispielsweise in einer Druckmaschine eingesetzt werden. Sie umfaßt ein Vierkantrohr 1 (vgl. auch die Schnittansicht von Fig. 2), das an seinem einen (in Fig. 1 rechts gelegenen) Ende verschlossen und am gegenüberliegenden Ende über eine Leitung 2 an eine nicht dargestellte, an sich bekannte Druckluftquelle angeschlossen ist. An der Vorderseite des Rohres 1 sind mehrere Düsengehäuse 3 angeordnet, von denen eins in Fig. 2 im Schnitt dargestellt ist. Die Düsengehäuse bestehen aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise Kunststoff, und geben jeweils einen fächerförmigen Puderluftstrom 4 ab, der auf einen zu bestäubenden

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Gegenstand, beispielsweise einen frisch bedruckten Papierbogen 5, auftrifft. Der Bogen 5 wird senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 1 vorgeschoben und praktisch in seiner ganzen Breite mit Puder bestäubt. Der Abstand des Rohres 1 von dem Bogen 5 kann beispielsweise zwischen etwa 8 und 2o cm liegen.

Die Fig. 2 zeigt das Düsengehäuse 3 im Schnitt, wobei die Vorschubrichtung des Bogens 5 durch den Pfeil B angegeben ist. Das im Querschnitt im wesentlichen kreiszylindrische Düsengehäuse 3 ist auf einen rohrförmigen Fortsatz 6 des Vierkantrohres 1 aufgeschoben und mit Schrauben 7 festgehalten. Im Bereich des Vorsprungs 6 ist das Düsengehäuse von einem Metallring 8 umschlossen/ der in noch zu beschreibender Weise als Gegenelektrode dient und über die Metallschrauben 7 in elektrisch leitender Verbindung mit dem ebenfalls aus Metall gefertigten Vierkantrohr 1 steht. Im Düsengehäuse 3 ist koaxial ein Rohr 9 fest angeordnet, auf welches das Ende einer flexiblen Schlauchleitung 11d abgedichtet aufgeschoben ist. Im Düsengehäuse 3 sind zwei voneinander getrennte Kammern 12 bzw. 13 ausgebildet. Die Kammer 12 steht einerseits über eine die Schlauchleitung 11d konzentrisch umgebende Ringleitung 14 mit dem Innern des Rohres 1 und andererseits über eine erste Düse 15 mit der Umgebung in Verbindung. Aus der Düse 15 tritt die über die Leitung 2 in das Rohr 1 eingeführte Druckluft schräg nach unten gerichtet aus dem Düsengehäuse aus. Die zweite

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Kammer 13 ist einerseits an die Schlauchleitung 11d angeschlossen und andererseits über eine zweite Düse 16 mit der Umgebung verbunden. Durch die Schlauchleitung 11d wird ein mit Bestäubungspuder beladener Puderluftstrom in die Kammer 16 eingeleitet, der dann aus dieser im wesentlichen senkrecht nach unten austritt und sich mit dem schräg zugeführten Druckluftstrahl aus der Düse 15 vereinigt. Die vereinigten Ströme gelangen dann in Form der in Fig. 1 dargestellten fächerförmigen Konfiguration auf den in Richtung des Pfeiles B vorgeschobenen Gegenstand.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den über das Rohr 1 zugeführten Druckluftstrom mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 3o und 6o m/s aus der Düse 15 austreten zu lassen, während der aus der Düse 16 austretende Puderluftstrom im Bereich zwischen der Düse und seinem Eintreten in den aus der Düse 15 austretenden Druckluftstrahl eine Geschwindigkeit von etwa 1 bis 1o m/s hat. Die vereinigten Ströme treffen dann mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 5 und 2o, vorzugsweise 8 und 12 m/s auf den zu bestäubenden Gegenstand auf, der, wie gesagt, in einem Abstand von etwa 8 bis 2o cm unter der Düse vorbei bewegt wird.

Die aus der Kammer 12 herausführende Düse 15 ist, wie aus Fig. 3 und 5 ersichtlich, teilweise als gekrümmter Schlitz 17 ausgebildet, der sich in zwei Bohrungen 18, 19 stellenweise erweitert. Die Düse 16,

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vgl. Fig. 4 und 5, umfaßt mehrere Austrittsöffnungen 21 unterschiedlichen Durchmessers.

In das Düsengehäuse 3 ist durch eine elektrisch isolierende Wand 22 von der Kammer 13 getrennt ein metallischer Einsatz 23 eingesetzt und mit einem eingeklebten Ring 24 aus isolierendem Material festgehalten. Mit dem Ring 24 sind elektrisch leitend mehrere Metallspitzen 25 verbunden, die im wesentlichen parallel zu den Austrittsöffnungen 21 der Düse 16 angeordnet sind und schräg nach unten weisen. Die Metallspitzen 25 dienen als Spitzenelektroden und bilden im Zusammenwirken mit dem erwähnten, als Gegenelektrode dienenden Ring 8 eine Koronaentladung aus, wenn sie an eine Hochspannungsquelle angeschlossen sind. Die Hochspannungsquelle ist schematisch in Fig. 1 eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 26 versehen. Sie ist einerseits mit Erde 27 und andererseits mit den Metallspitzen 25 über eine strichpunktiert eingezeichnete Leitung 28 verbunden. Der Anschluß der Leitung 28 erfolgt durch eine im Düsengehäuse 3 und im metallischen Einsatz 23 ausgebildete Bohrung 29, in welche der metallische Leiter der Leitung 28 eingeführt und mittels einer ebenfalls im Einsatz 23 sitzenden Schraube 31 fixiert wird. Die Schraube 31 kann durch eine strichpunktiert angedeutete Schutzkappe 3o aus Isolierstoff abgedeckt sein. Die Leitung 28 verläuft nacheinander zu den Metallspitzen 25 der einzelnen Düsengehäuse 3 (vgl. Fig. 1).

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Das Vierkantrohr 1 liegt über eine Leitung 32 (Fig. 1) ebenfalls an Erde, so daß damit auch der als Gegenelektrode dienende Ring 8 geerdet ist. Die Spannungsquelle 26 ist eine Wechselhochspannungsquelle.

In Fig. 1 sind insgesamt sechs, in das Rohr 1 einmündende Schlauchleitungen 11a bis 11f dargestellt, ^; die jeweils zu einem der Düsengehäuse 3 führen. In Fig. 2 sind außer der Schlauchleitung 11d noch die Schlauchleitungen 11e und 11f sichtbar. Die Schlauch- · leitungen 11a bis 1If sind an eine "Puderluftquelle" ! an sich bekannter Art angeschlossen, aus welcher ein mit Puder beladener Luftstrom über diese Leitungen zu den Düsen 16 geführt wird.

Das sich bogenförmig zwischen den Metallspitzen 25 und dem Metallring 8 ausspannende elektrische Wechselfeld wird von dem aus der Düse 16 austretenden Puderluftstrom durchdrungen. Dabei laden sich die in diesem Strom mitgeführten Puderteilchen abwechselnd positiv und negativ auf. Nach der Vereinigung des Puderluftstromes mit dem aus der Düse 15 austretenden Druckluftstrom werden die Puderteilchen unterschiedlichen Ladungsvorzeichens durch Turbulenz vermischt, so daß sie sich gegenseitig wiederum neutralisieren. Auf diese Weise ist man sicher, daß auf den zu bestäubenden Gegenstand letzten Endes elektrisch neutrale Puderteilchen auftreffen. Bei alledem ist es wichtig, daß das elektrische Hochspannungsfeld zwischen den

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Metallspitzen 25 und dem Metallring 8 an der Außenseite des Düsengehäuses 3 verläuft und die Puderteilchen erst nach ihrem Austritt aus der Düse 16 in diesem Feld elektrisch aufgeladen werden. Auf diese Weise müssen die geladenen Pulverteilchen nämlich keine Düsenkanäle mehr durchströmen, in denen sie sich elektrisch umladen können.

Die hier beschriebene Vorrichtung ist nur eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Es ist nicht unbedingt erforderlich, den auf den zu bestäubenden Gegenstand auftreffenden Puderstrom aus zwei Teilstrahlen, wie beschrieben, zusammenzusetzen. Es ist grundsätzlich auch möglich, einen einzigen, mit Puder beschickten Luftstrom durch ein an der Außenseite einer Düse aufgebautes elektrisches Wechselhochspannungsfeld hindurch zu leiten. Auch in diesem Falle entstehen neutrale Puderteilchen.

Bei der dargestellten und beschriebenen Ausführungsform wird der Puderluftstrom deshalb aus zwei Teilströmen zusammengesetzt, weil man auf diese Weise den die Puderteilchen mit sich führenden, aus der Düse 16 austretenden Strom langsamer fließen lassen und infolgedessen mit größerer Sicherheit elektrisch aufladen kann. Dabei erhält der zusammengesetzte Strom dann aufgrund des schneller fließenden, aus der Düse 15 austretenden Druckluftstromes an der Auftreffstelle auf den zu bestäubenden Gegenstand dennoch die erwünschte hohe Geschwindigkeit.

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Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann statt der Metallspitzen 25 auch eine der Düse 16 gegenüberliegende, scharfe Schneide als Elektrode zur Erzeugung einer Koronaentladung verwendet werden.

Der Neutralisierungsgrad des auf den bewegten Gegenstand (Papierbogen 5) aufgebrachten Puderluftstrom hängt davon ab, wie oft das elektrische Wechselfeld zwischen den Metallspitzen 25 und dem Metallring 8 sein Vorzeichen ändert, während es von einem Puderluftstrom mit bestimmter Geschwindigkeit durchdrungen wird. Je rascher der Puderluftstrom aus der Düse 16 austritt, um so höher sollte die Frequenz sein. In der Regel wird man mit einer Spannungsquelle 26 auskommen, die mit der üblichen Netzfrequenz von 5o Hz arbeitet. Bei extrem raschen Puderluftströmen können auch Hochspannungsfelder höherer Frequenz Anwendung finden.

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Claims

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Patentansprüche :

Vorrichtung zum Bestäuben bewegter Gegenstände, insbesondere flächiger Unterlagen in Gestalt von Bahnen und Bogen aus Papier, Kunststoff oder Textil mit einem Düsengehäuse aus elektrisch isolierendem Material, wenigstens einer am Gehäuse vorgesehenen Düster z&EfcAbgabe eines mit Bestäubungspuder beladenen Puderluftstroms und mit am Gehäuse angeordneten, metallischen Elektroden und Gegenelektroden zur Erzeugung eines elektrischen Hochspannungsfeldes,

dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Gehäuses (3) in der Nähe der Düse (16) wenigstens eine Elektrode (25) und eine mit dieser zusammenwirkende Gegenelektrode (8) angeordnet sind, daß an die Elektrode und Gegenelektrode eine elektrische Wechselhochspannung (26) angelegt ist, und daß der Puderluftstrom (4) nach seinem Austritt aus der Düse (16) das so an der Außenseite des Gehäuses erzeugte Wechselhochspannungsfeld durchdringt.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode zur Erzeugung einer Koronaentladung als Spitze (25) oder Schneide ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode als ein das Düsengehäuse (3) umschließender Ring (8) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (3) wenigstens eine erste Düse (15) zur Abgabe eines Druckluftstroms großer Geschwindigkeit und wenigstens eine zweite Düse (16) zur Abgabe eines Puderluftstroms kleinerer Geschwindigkeit vorgesehen sind, daß die zweite Düse (16) so ausgerichtet ist, daß der Puderluftstrom nach Durchdringung des Wechselhochspannungsfeldes in den von der ersten Düse abgegebenen, schnelleren Druckluftstrom eindringt und von diesem zum bewegten Gegenstand (5) hingelenkt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Düse (15) als Schlitz (17) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Düsengehäuse (3) kreiszylindrisch ausgebildet ist, daß die zweite, den Puderluftstrom

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abgebende Düse (16) in einer Radialebene des Gehäuses liegt, und daß die als Spitze (25) oder Schneide ausgebildete Elektrode und die erste, den Druckluftstrom abgebende Düse (15) beidseits der zweiten Düse (16) sowie aufeinander zu konvergierend am Gehäuse (3) angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Wechselhochspannungsfeldes an die Geschwindigkeit des Puderluftstroms angepaßt ist.

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