DK142744B - Apparat til elektrostatisk belægning af genstande med pulverformigt belægningsmateriale. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 142744 DANMARK (51) ,nt c,-3i H 01 T 19/00 §(21) Ansøgning nr. 3236/70 (22) Indleveret den 23· jun. 1970 (24) Lebedag 23· jun. 1970 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlaeggelsesskriftet offentliggjort den 12. j SU. 1 9<j1

Dl REKTORATET FOR

PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begeret fra den

25. jun. 1969a 97W69, CH

5. jun. 1970, 8482/70, CH

(7i) GEMA AG APPARATEBAU, HerisauerEtrasse 30, St. Gallen, (St. Gallen), CH.

TO Opfinder: Karl Buechor, Schneebergstr. 58, St. Gallen, (st. Gallen), CH. ~ (74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Kontor for Industriel Eneret ved Svend schønnlng.

(B4) Apparat til elektrostatisk belægning af genstande med pulverformigt be= lægningsmateriale.

Den foreliggende opfindelse angår et apparat til elektrostatisk belægning af genstande med pulverformigt belægningsmateriale af den i indledningen til krav 1 angivne art.

Elektrostatisk belægning af genstande udmærker sig i sammenligning med andre belægningsmetoder ved, at belægningsmaterialet først oplades elektrisk og derefter transporteres i retning mod den overflade, der skal belægges.

Denne metode er især af interesse ved pulverforstøvere.

Det pulverformige belægningsmateriale blæses gennem et rør af elektrisk isolerende materiale og oplades herved ved gnidning elektrisk og forstøves så for eksempel mod et prellegeme.

Ved sådanne pulverbelægningsapparater påvirkes ydelsen, 2 142744 der på grund af det ved belægningen ved siden af faldende pulver hensigtsmæssigt bestemmes som den per tidsenhed forstøvede pulvermængde og den i procenter angivne udskilningsgrad, af den elektriske opladning af pulveret. Der opstår vanskeligheder ved at det pulverformige belægningsmateriale ikke oplades tilstrækkeligt.

Det er derfor kendt til forbedring af opladningen at sætte højspænding på elektroder, der befinder sig i det indre af røret.

Ved et fra fransk patentskrift nr. 1.223.451 kendt apparat af den indledningsvis nævnte art er den elektrode, som har det laveste potentiale, sluttet til jord. Herved sker det, at pulveret, som allerede ved tilførslen delvis er opladet eller som allerede ved hjælp af elektroderne har fået en opladning, danner aflejringer på denne elektrode.

En elektrostatisk opladning af pulver ved koronaudladning i et rør af elektrisk isolerende materiale er kendt fra tysk patentskrift nr. 960.395. Herved er der i røret anbragt en med røret koaksial og med negativt højspændingspotentiale forsynet sprøjteelektrode og som modelektrode et metalrotationslegeme, hvor rotationslegemet i området ved spidsen af sprøjteelektroden har en forholdsmæssig stor og glat overflade og indsnævrer det fri rørtværsnit således at alt pulveret føres tæt forbi sprøjtespidsen. Dette elektrodearrangement er derfor meget tilbøjeligt til pulveraflejringer. For især at renholde modelektroden under driften er det nødvendigt med en mekanisk rengøring ved hjælp af bevægeligt udformede pulverfjernende dele eller at iblande slibende stoffer i belægningsmaterialet eller at omgive pulverstrålen med føringsluft. Heller ikke ved dette kendte apparat kan der indstilles et potentiale mellem mundingen af sprøjteapparatet og genstanden, der skal belægges.

Det er derfor opgaven for den foreliggende opfindelse at forbedre apparatet af den indledningsvis nævnte art på en sådan måde at der undgås en aflejring af pulver på elektroden med det laveste potentiale, således at der alt i alt opnås en forbedret opladning af pulveret i forhold til hvad der pånås ved kendte apparater.

Dette opnås ifølge opfindelsen ved at apparatet er ejendommeligt ved det i den kendetegnende del af krav 1 angivne.

Ved at påtrykke en forspænding også på elektroderne med lavest potentiale undgås det, at pulveret tiltrækkes til denne elektrode, som derved bevarer sin effektivitet under driften.

3 142744

Fortrinsvis kan elektroderne ifølge opfindelsen være placeret i det isolerende rør, så de strækker sig ud foran rørenden eller den ved rørenden placerede forstøver med en afstand, der ikke er større end diameteren af rørets lysning.

På dette sted har drivgas-pulverstrømmen sin største tæthed på grund af det snævre tværsnit og ved dannelse af koronaen mellem elektroderne netop i dette område opnås en meget jævn og fuldstændig opladning af pulveret. Ved at placere elektroderne i en kort afstand fra enden af røret eller fra den ved rørenden placerede forstøver undgås en væsentlig afladning og aflejring af pulveret forinden det forlader røret.

Fortrinsvis placeres som angivet i krav 3 mindst 4 elektroder tilnærmelsesvis i ét plan, idet elektroderne afvekslende i omkredsretningen er tilsluttet forskellige potentialer. Der opnås herved en meget intens koronaudladning i en kort zone, der ligger i det væsentlige vinkelret på pulverets strømningsretning, hvorved opladningen bliver meget jævn.

Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et som håndsprøjtepistol udformet apparat ifølge opfindelsen til elektrostatisk belægning i snit, fig. 2 viser et tværsnit gennem den forreste del af appa-ratet ifølge fig. 1, fig. 3 viser et tværsnit gennem den midterste del af appara-tet ifølge fig. lf fig. 4 skematisk viser et koblingsdiagram af en forstærkerkaskade med tilsluttede elektroder, og fig. 5 skematisk viser en anden koblingsmåde til spændingsforsyning af elektroderne.

Ved den på fig. 1 viste udførelsesform er der i en rør-formig bøsning 20', der fortrinsvis består af formstof, koaksialt placeret et af elektrisk isolerende materiale bestående rør 7, som ved dets bageste ende har en skråt nedefter og bagudrettet rørtilslutning 48 til tilførsel af belægningsmateriale ved hjælp af en drivgasstrøm. Den bageste ende af isoleringsrøret 7 er aflukket ved hjælp af en føring 26 med aksial boring, i hvilken der forskydeligt er lejret en trykstang 24. Føringen 26 holdes på plads ved hjælp af et på bøsningen 20' påskruet lukkedæksel 46. I bøsningen 20' er der mellem enden af røret 7 og lukkedækslet 46 plads til indsætning af en ringformet transformator 11 af en 1Λ27Λ4 4 højspændingsgenerator 38 (fig. 4). Transformatorens sekundærvikling er tilsluttet en spændingsforstærkerkaskade, hvis på almindelig måde ved dioder 8 forbundne kondensatorer 9 er koblet efter hinanden i to kolonner. I hver kondensatorkolonne er der mellem den næstsidste kondensator 9a og den sidste kondensator 9b indkoblet en dæmpningsmodstand 53 eller 53a. Dæmpningsmodstande. 53 og 53a udgør sammen med de tilhørende sidste kondensatorer 9a den RC-kombination, som dæmper de eventuelle svingninger ved gnistoverslag. Som det fremgår af fig. 1 og fig. 3 er begge kondensatorkolonner med deres dæmpningsmodstande 53 og 53a anbragt på isolationsrøret 7 og bøsningen 20' indeholder også dioderne 8 af spændingsfors tærk erk askaden.

Den forreste ende af bøsningen 20’, som tilspidses hen til isolationsrøret 7, har et udvendigt gevind til påskruning af en omløbermøtrik 41. Ved hjælp af omløbermøtrikken 41 er der til bøsningen 20' og isolationsrøret 7 fastgjort et rørformet forstøver- eller sprøjtehoved 35. Forstøver- eller sprøjtehovedet består af ind over hinanden skudte elektrisk isolerende rørstykker af formstof af hvilke det indre rørstykke 7a har samme diameter som isolationsrøret 7, og bærer en stjerneformet føring 25 for trykstangen. Den forreste indtrukne ende 36a af det ydre rørstykke 36 danner den udad udvidende udgangsåbning 21 for den i isolationsrøret 7 og i det indre rørstykke 7a forløbende pulverkanal 7b og en indenfor liggende ansats, på hvilken den forreste ende af det indre rørstykke 7a støtter sig.

I det indre rørstykke 7a er der indsat 4 tilspidsede elektroder 6, 6', 6a, 6a', som rager radialt pegende indad i pulverkanalen 7b. De 4 spidsformede elektroder 6, 6', 6a, 6a' er anbragt forsat 90° i forhold til hinanden i et plan vinkelret på røraksen, idet dette elektrodeplan har en afstand fra udgangsåbningens 21 plan, der er mindre end dets største diameter. Arrangementet af de spidsformede elektroder 6, 6', 6a, 6a' ses på fig. 2.

Som fig. 4 viser er til enhver tid de to overfor hinanden liggende elektroder 6, 6', 6a, 6a' forbundet elektrisk med hinanden og hver gennem en ledning 42 og 42a tilsluttet en af de to ved enden af de to kondensatorkolonner liggende spændingsforstær-kerkaskadeudgange 55 eller 55a. På denne måde opnås, at hver elektrode under drift af apparatet ligger på et potential der er forskelligt fra potentialet af de to tilstødende elektroder, og ved 5 142744 en tilstrækkelig stor potentialforskel mellem elektroderne sker koronaudladningen, som udfylder pulverkant-tværsniftet fuldstændigt. For at lette igangsætningen af koronaudladningen fremstilles de spidsformede elektroder 6, 6', 6a, 6a' fortrinsvis af wolfram.

Ved det i fig. 1 viste udførelseseksempel er der som tilslutningsledninger 42, 42a i mellemrummet mellem det indre rørstykke 7a og det ydre rørstykke 36 wolframtråde, hvis forreste spidse ende som elektroder 6, 6', 6a, 6a1 er ført gennem det indre rørstykkes 7a skillevæg, og hvis bageste ende over en højspændingskontakt bærende stillering 45 som det tidligere er angivet er forbundet med de i fig. 1 for overskuelighedens skyld ikke indtegnede kondensatorkolonnetilslutninger. Til isolation og fast urokkelig fastholdelse af wolframledningstrådene 42, 42a på det indre rørstykke 7a tjener et rørformigt mellemleje 43 af elektrisk isolerende materiale og eventuelt en anden stillering 44 på den forreste ende af dette.

Den i de to føringer 25 og 26 (fig. 1) forskydelige trykstang 24 bærer det foran udgangsåbningen 21 lejrede prellegeme 23, ved hvilket belægningsmaterialet, f.eks. et formstofpulver forstøves, i form af en sprøjtekegle, idet åbningsvinklen af sprøjtekeglen kan ændres ved forskydning af trykstangen 24. Trykstangen består f.eks. af sølvstål for at’ tillade en blokeringsfri gliden i den forholdsvis lange bageste føring 26, og dens forreste del har et indtil prellegemet 23 nående elektrisk isolerende formstofover-træk 24a.

Skal det foran beskrevne apparat anvendes som håndsprøjtepistol, kan der på den rørformede bøsning 20’ som vist på fig. 1 skrues et pistolgreb. Pistolgrebet 17 indeholder et med rørlægget 48 for isolationsrøret 7 i forbindelse stående tilførselsrør 49, hvis ende til fastgørelse af en slange 33 for tilførsel af drivgas -belægningsmateriale-blanding rager ud over pistolgrebets bund. Endvidere indeholder pistolgrebet 17 en over en aftrækker håndbetjent afbryder 19 til ind- og udkobling af højspændingen og belægningsmaterialetilførslen, et stik 53 over hvilket lavspændingen til drift af højspændingsgeneratoren 38 tilføres, og f.eks. tilsluttes fra fødeindretningen udgående styreledninger til afbryderen 19.

Endelig kan pistolgrebet også indeholde sådanne koblingselementer som transistorer og modstande for højspændingsgeneratoren 38.

142744 6

Der er ført ledninger 56 fra et stik 51 og fra eventuelt tilstedeværende koblingselementer til afbryderen 19 og til en transformator 11. Ledningerne 56 er lejret i en på grebspladen 47 fastgjort isoleringsbøsning 50 og i en i grebets fastgørelsesplade 47 værende udboring 52, således at montering og ledningstrækning i apparatet er let og hurtigt at gennemføre.

Ved en udførelsesmodel androg den største diameter af udgangsåbningen 21 ca. 14 mm og de spidsformede elektroder 6, 6', 6a, 6a' var fjernet ca. 12 mm fra udgangsåbningens plan. Spændingsforstærkerkaskaden var lagt således at den ene udgang 55a førte en spænding på 50 kV og den anden udgang 55 en spænding på 45 kV.

Med disse drivspændinger opladedes ved de kraftige koronaudladninger mellem elektroderne belægningsmaterialepartiklerne godt elektrisk, og de opladede partikler førtes så godt i transportfeltet mellem elektroderne og den til jord forbundne genstand der skulle belægges, at der ved fejlfri belægning og høj adskillelsesgrad kunne indstilles en overraskende høj tilførselskapacitet.

Fig. 5 viser skematisk et andet udførelseseksempel for de spidsformede elektroders 6, 6', 6a, 6a' højspændingstilførsel.

Til udgangen 55a af en højspændingsgenetator 38 er over en ledning 42a sluttet den ene af de overfor hinanden liggende elektroder 6a, 6a'. Begge de andre overfor hinanden liggende elektroder 6, 6' er over en ledning 42 sluttet til en højomsk afledningsmodstand 54, hvis anden tilkobling ligger på jorden. Ved anvendelse af denne koblingsanordning indstiller der sig på elektroderne en differens-spænding, som bevirker en forhøjet koronaudladning ved elektrode-spidserne.

Det efter monteringen mellem den rørformede bøsning 201 og isolationsrøret 7 opståede frie rum udstøbes hensigtsmæssigt med en elektrisk isolerende støbeharpiks.

Til en pistol kan der være flere forstøver- eller sprøjte-legemer af forskellig længde, form og størrelse af udgangsåbningen såvel som i antallet og arrangementet af elektroderne, således at belægningsprocessen til enhver tid optimalt kan tilpasses de krav der er bestemt ved belægningsmaterialets art og formen af de genstande der skal belægges.