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Verfahren und Vorrichtung zum elektrostatischen Streuen von gepulvertem Material
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrostatischen Streuen von gepulvertem Material.
Zur Aufbringung korrosionsschützender und dekorativer Überzüge auf gewerbliche Produkte sind bereits Verfahren bekannt, bei denen auf die zu belegende Oberfläche ein Kunststoffpulver aufgetragen und dieses hierauf auf der Oberfläche des zu belegenden Gegenstandes zu einer zusammenhängenden Schicht geschmolzen wird. Um das Pulver aufzutragen, bedient man sich neuerdings elektrostatischer Verfahren. Ihr gemeinsames Prinzip besteht darin, dass das Pulver aus einem Behälter mittels einer Zufuhr- und Steuereinrichtung durch eine Spritzvorrichtung, z. B. eine Spritzpistole, elektrisch aufgeladen und mit Hilfe eines Luftstromes auf die zu schützende Oberfläche aufgetragen wird.
Die Vorrichtungen zum elektrostatischen Streuen bestehen zumeist aus mehreren voneinander getrennten Einheiten, deren Gewicht und Abmessungen beträchtlich sind. Diese Einrichtungen sind daher schwer bzw. gar nicht beweglich. Der die elektrostatische Aufladung des Pulvers bewirkende Generator bildet einen kostspieligen und schweren Bestandteil der Spritzvorrichtung.
Man hat versucht, solche Pulverstreuvorrichtungen baulich einfacher und leichter auszubilden, um ihre Anwendung zu erleichtern. Es wurde z. B. bereits vorgeschlagen, die Spritzvorrichtung auf einem Wagen zu montieren. Dies erleichtert zwar die Verlagerung der Spritzvorrichtung, jedoch setzt dies wieder einen ebenen Boden voraus. Ausserdem besteht bei den bekannten Spritzvorrichtungen der Nachteil, dass sie ausser einer Pressluftquelle auch einen elektrischen Anschluss für die Anspeisung des Generators erfordern.
Es ist nun bereits bekannt geworden, das Verfahren zum elektrostatischen Streuen von gepulvertem Material so durchzuführen, dass das aufzustreuende Pulver durch Reibungselektrizität aufgeladen wird, die durch Wirbelbewegung des Pulvers mit grosser Geschwindigkeit auf der Oberfläche eines dielektrischen Stoffes entsteht, wonach das derart elektrisch geladene Pulver aufgestreut wird.
Dadurch können sämtliche Vorteile des elektrostatischen Streuens gewahrt werden, ohne dass die Nachteile, welche mit der Notwendigkeit einer Stromquelle und der Zuführung elektrischer Energie vorhanden sind, in Kauf genommen werden müssen.
Die Erfindung geht nun aus von diesem zuletzt genannten Verfahren und setzt sich zur Aufgabe, die Erzeugung der Reibungselektrizität in besonders einfacher und wirksamer Weise zu ermöglichen, so dass das geschilderte Verfahren wirtschaftlich anwendbar wird. Die Erfindung besteht hiebei darin, dass das aufzustreuende Pulver in einen als Kondensator ausgeführten Behälter eingefüllt wird, der eine aus dielektrischem Material bestehende Mantelfläche, einen aus stromleitendem Material bestehenden Deckel und einen ebenfalls aus stromleitendem Material hergestellten und geerdeten Boden aufweist, wonach das Pulver im geschlossenen Behälter mittels eines Luftstromes aufgewirbelt, dadurch auf der
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dielektrischen Fläche bewegt und mit Reibungselektrizität aufgeladen wird,
wonach das aufgeladene
Pulver mittels des Luftstromes durch eine Streuvorrichtung auf die Oberfläche eines geerdeten Objektes aufgestreut wird. Durch die Scheuerung des Pulvers an den Wänden des Behälters wird das Pulver mit
Reibungselektrizität aufgeladen und es kann derselbe Luftstrom, der für das Aufblasen des Pulvers auf die zu schützende Oberfläche verwendet wird, auch dazu benützt werden, das Pulver aus dem Behälter auszutragen. Dadurch wird das Verfahren nicht nur unabhängig von einem elektrischen Anschluss, sondern auch von einer zusätzlichen Druckgasquelle. Es lässt sich dadurch in besonders wirtschaftlicher Weise eine mit den bekannten Generator-Spritzverfahren vollkommen gleichwertige Pulveraufstreuung erzielen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens geht aus von einer Vorrichtung mit einem zum Aufbewahren des Pulvers dienenden Behälter und mit einer
Spritzvorrichtung. Ausgehend hievon kennzeichnet sich die erfindungsgemässe Vorrichtung durch einen einen Kondensator bildenden Behälter für das Pulvermaterial, der aus einem stromleitenden Deckel, einem stromleitenden, geerdeten Unterteil, sowie aus einem aus dielektrischen Material bestehenden Mantel besteht, wobei im Inneren des Behälters ein Gerät zum Aufwirbeln des Pulvers entlang der Innenfläche des Mantels vorgesehen ist und wobei eine Vorrichtung zum Fördern des Pulvers durch den ungeerdeten und eine Elektrode des Kondensators bildenden Deckel des Behälters in die Pulverzufuhrleitung der Spritzvorrichtung vorgesehen ist.
Es wirkt der Behälter für das Pulver also als Kondensator, an dessen das Dielektrikum bildendem Mantel sich das Pulver reibt und dadurch aufgeladen wird. Boden und Deckel des Behälters bilden die beiden Elektroden des Kondensators. Die im Inneren des Behälters vorgesehene Einrichtung zur Aufwirbelung des Pulvers gewährleistet, dass das Pulver genügend heftig mit den Wänden des Behälters in Berührung kommt, so dass die gewünschte elektrostatische Aufladung des Pulvers gewährleistet wird.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist der aus dielektrischem Material bestehende Mantel des Behälters austauschbar ausgebildet. Dies bringt den Vorteil, dass die Erzeugung der Reibungselektrizität beim Aufstreuen verschiedener Pulver jeweils dem Pulver angepasst werden und daher jeweils mit dem grössten Potentialunterschied erfolgen kann.
Eine besonders günstige Ausführungsform ergibt sich dann, wenn erfindungsgemäss das Gerät zum Aufwirbeln des Pulvers mit Düsen versehen ist, die auf einem an einer Luftzuleitung angeschlossenen Luftverteilergehäuse angeordnet sind. Dies bringt eine besonders wirksame Aufwirbelung des Pulvers im Behälter mit sich.
Die Pulverfördervorrichtung kann in einfacher Weise als Luftinjektor ausgebildet sein, durch welche das bereits durch den aus den Düsen austretenden Luftstrom aufgewirbelt, mit Reibungselektrizität aufgeladene Pulver mit Hilfe des entstehenden Luftstromes zur Streuvorrichtung geleitet werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch dargestellt. Die Zeichnung zeigt einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung.
Die Druckluft gelangt über eine Luftzufuhrleitung--l--zu einem im Inneren des Behälters für das Pulver angeordneten Luftverteilergehäuse --2--. Hier wird die Druckluft in zwei Ströme geteilt. Der über eine Düse --3-- ausströmende Luftstrom wirbelt das darunter befindliche Kunststoffpulver
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nach aufwärts in Richtung des Absaugstutzens --7-, der am Deckel--6--des Behälters angeordnet ist, aufzusteigen.
Der das Pulver beinhaltende Behälter besteht aus drei Hauptteilen und wirkt als Kondensator. Der Boden--8--und der Deckel --6-- des Behälters bestehen aus stromleitendem Kunststoff und bilden die zwei Elektroden des Kondensators, wogegen der aus Kunststoff oder einem andern dielektrischen Stoff bestehende Mantel--4--des Behälters das Dielektrikum bildet. Der Boden -8-- des Behälters ist geerdet.
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Pulver sowie der Deckel --6- elektrisch aufgeladen werden. Da das Pulver während der Wirbelbewegung mit dem Deckel--6--in Berührung kommt, werden auch die ungeladen gebliebenen Pulverkömchen durch den Deckel--6--elektrisch aufgeladen.
Die durch Reibungselektrizit1it aufgeladenen Pulverkörnchen werden nun durch einen Luftstrom aus dem Inneren des Behälters
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ausgetragen, welcher durch eine Düse --9-- erzeugt wird, welche knapp vor einem Ansaugstutzen --7-- liegt, der am Deckel --6-- befestigt ist und an den eine aus Kunststoff bestehende Leitung - -10--, die zu einer Streuvorrichtung, z. B. einer Streupistole, führt, angeschlossen ist. Die Düse --9-- wird über einen Schlauch --22-- mit Druckluft gespeist.
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Pulver zu entfernen.
Das aus der Leitung --10-- strömende, elektrisch aufgeladene Pulver gelangt in die als Pistole ausgebildete Streuvorrichtung. Dort wird das Pulver an der Mündung der Streupistole mittels eines Metallkegels --11--, der mit einer kegelförmig ausgenommenen Mutter --12-- zusammenwirkt, entsprechend verbreitet und in Form eines Pulverstromes auf die Oberfläche des geerdeten und daher Nullpotential aufweisenden zu schützenden Gegenstandes aufgestreut, wo sich das Pulver absetzt und seine elektrische Ladung abgibt.
Die dargestellte Streupistole gibt auch die Möglichkeit, den Metallkegel--11--und die Mutter --12-- als Ionisator zu verwenden. Falls nämlich Pulver mit sehr schlechten reibungselektrischen Eigenschaften zu verstreuen ist, kann eine zusätzliche Aufladung des Pulvers dadurch bewirkt werden,
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solchen Ausbildung lädt der Hochleistungsgenerator das aufzustreuende Pulver in bekannter Weise auf, wobei der als Ionisator wirkende Metallkegel--11--und die Mutter --12-- über einen Widerstand --14-- und eine Verbindungsleitung--15--an das Kabel--13--angeschlossen sind.
Ein aus Isolierstoff bestehendes Rohr-18-hält die Mutter-12--, den Metallkegel-11-und eine Gehäuse --17-- auf dem unter Hochspannung stehenden Kopf fest. Im Griff--12--der Spritzpistole ist ein Taster--20--angeordnet, der einen Schalter --21-- betätigt, welcher in bekannter Weise die Luftzufuhr regelt bzw. die Hochspannung ein-und ausschaltet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum elektrostatischen Streuen von gepulvertem Material, bei welchem das aufzustreuende Pulver durch Reibungselektrizität aufgeladen wird, die durch Wirbelbewegung des Pulvers mit grosser Geschwindigkeit auf der Oberfläche eines dielektrischen Stoffes entsteht, wonach das
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aufzustreuende Pulver in einen als Kondensator ausgeführten Behälter eingefüllt wird, der eine aus dielektrischem Material bestehende Mantelfläche, einen aus stromleitendem Material bestehenden Deckel und einen ebenfalls aus stromleitendem Material bestehenden geerdeten Boden aufweist, wonach das Pulver im geschlossenen Behälter mittels eines Luftstromes aufgewirbelt, dadurch auf der dielektrischen Fläche bewegt und mit Reibungselektrizität aufgeladen wird,
wonach das aufgeladene Pulver mittels des Luftstromes durch eine Streuvorrichtung auf die Oberfläche eines geerdeten Objektes aufgestreut wird.
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