DE1577757C3 - - Google Patents

Description

anderenends in einer trichterförmigen Öffnung aus- worden, daß es bei der elektrostatischen Bestäubung

laufenden Ladekanal ein zylinderförmiger, um seine zur Erzielung einwandfreier Schichten erforderlich

Längsachse mit einstellbarer Geschwindigkeit umlau- ist, die Ladung der Pulverpartikeln in bestimmten

fender und aus einem zum Material des Ladekanals Grenzen zu halten. Das erfindungsgemäße Verfahren

mindestens äquivalenten Material gefertigter Rotor 5 wird demnach allgemein nur dann anwendbar sein,

angebracht, so daß durch Relativverschiebung von wenn die Selbstaufladung des Pulvers in irgendeiner

Rotor und Ladekanal zwischen Trichterrand und Form steuerbar ist. Zur Steuerung der Selbstaufla-

vorderer Rotoröffnung eine in ihrer Länge verstell- dung bieten sich viele Möglichkeiten an, die leztlich

bare zylindrische Mantelfläche entsteht und daß im in zwei Kategorien aufteilbar sind: Beeinflussung der

Bereich der Öffnung des Ladekanals eine zentrale io Selbstaufladung durch Änderung der physikalischen

Prallplatte wegnehmbar angeordnet ist, so daß durch Eigenschaften der Bestäubungskomponenten Pulver

Variation der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors und Gas, wie z. B. Feuchtigkeit, Dampfgehalt, sowie

und Änderung der Länge der Zylindermantelfläche Änderungen der Länge des isolierten Ladekanals

eine beliebige Änderung des Öffnungswinkels des oder des Zuführungsrohres, Verwendung von Sprüh-

Pulver-Sprühstrahles erreicht wird. 15 köpfen verschiedener Masse und Oberfläche. Zur

Das Pulver beim Durchblasen z. B. durch eine Steuerung der Selbstaufladung sind somit offensicht-Düse elektrisch aufgeladen wird, ist altbekannt. lieh genügend variierbare Parameter vorhanden, um Auch praktische Anwendungsbeispiele hierzu lassen für jede spezielle Aufgabe leicht die optimalen Besieh finden. Pauthenier verwendet beispielsweise dingungen zu schaffen.

den Effekt, daß sich Pulver aus einem Isoliermaterial 20 Selbstverständlich kommt auch dem Sprühstrahl im Luftstrom elektrisch auflädt, zur Erzeugung von selbst zur Erzielung möglichst gleichmäßiger Schich-Hochspannung. Da hierbei die Ladung der Pulver- ten eine gewisse Bedeutung zu. Ebene und große Fläpartikeln üblicherweise an einen Kondensator abgege- chen werden mit einem Sprühstrahl bestäubt, welcher ben und die Hochspannung vom Kondensator abge- einen möglichst großen Öffnungswinkel aufweist, Genommen wird, kommt es nicht so sehr darauf an, 25 genstände mit tiefen und schmalen Einschnitten dawelche spezielle Ladungsmenge von jedem Pulver- gegen mit einem schmalen Sprühstrahl, damit eine korn mitgeführt wird, vielmehr ist es erwünscht, daß möglichst hohe Tiefenwirkung erzielt wird. Dies hat sich die Pulverpartikeln zur Erreichung eines guten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren an sich direkt Wirkungsgrades möglichst hoch aufladen. Dement- nichts zu tun, muß aber bei einer Vorrichtung beachsprechend wird das Pulvermaterial ausgewählt, wer- 30 tet werden, wenn diese in allen praktisch vorkomden die Betriebsbedingungen bestimmt und wird die menden Fällen bei beliebig geformten Gegenständen Einrichtung so konstruiert, daß die gewünschte gleichmäßig und einwandfreie Schichten liefern soll.
Hochspannung schnell erreicht wird. Beim Pulver- In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchsprühen zur Erzeugung von Überzügen liegen die führung des erfindungsgemäßen Verfahrens schema-Verhältnisse völlig anders. Hier ist das Pulvermate- 35 tisch dargestellt.

rial und seine Korngröße primär bestimmt und die Auf das Ende einer Rohrleitung oder eines Schlauvom Pulverkorn mitzuführende Ladung ist bei gege- ches 1 z.B. aus Kunststoff ist der Ladekanal 2 auf gebener Anordnung nur in bestimmten, wenn auch wei- setzt. Der Ladekanal 2 hat die Form eines Rohrstükten Grenzen optimal. Unter diesen Umständen ist es kes, dessen freie Öffnung in einen Trichter 3 ausläuft naheliegend, das Pulver durch an Hochspannung lie- 40 und ist zweckmäßigerweise ebenfalls aus Kunststoff gende Elektroden aufzuladen, wie dies bisher auch gefertigt. Die Rohrleitung 1 dient der Zuführung des durchgeführt worden ist. Pulver-Gasgemisches, das in einem besonderen Ag-

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß mit den gregat in bekannter Weise vorbereitet wird. Um den bekannten Sprühverfahren, bei welchen das Pulver Ladekanal 2 ist, um dessen Achse rotierend, ein zydurch Hochspannung führende Elektroden aufgela- 45 lindrischer Teil als Rotor 4 angeordnet. Die Anden wird, nur relativ einfach geformte Gegenstände triebs- und Lagerteile für den Rotor 4 sind in der mit einer einwandfreien Schicht belegt werden kön- Zeichnung nur schematisch dargestellt und mit 8 benen und daß die auf komplizierten Gebilden aufge- zeichnet. Die Lagerung ist derart, daß der Rotor 4 brachten Schichten die eingangs summarisch darge- gegenüber dem Ladekanal axial verschoben werlegten Mängel aufweisen. 50 den kann, so daß zwischen der öffnung des Rotors 4

Die erfindungsgemäße Verwendung der Aufladung und des Trichters 3 eine zylindrische Mantelfläche 5 eines in einem Gasstrom geförderten Pulvers zur mit variabler Länge entsteht. In der Achse des Ladeelektrostatischen Abscheidung dieses Pulvers auf kanals und vor der Trichteröffnung ist eine Pralleinem geerdeten Objekt entbehrt somit nicht eines platte 7 angeordnet, die mit Vorrichtungen zum Hergewissen Überraschungsmomentes. 55 ausklappen ausgestattet ist und mit einer zentralen

In zahlreichen Versuchen ist festgestellt worden, Öffnung versehen sein kann. Vor der Mündung des daß das Abblasen elektrisch selbstaufgeladenen Pul- Rotors 4 können in an sich bekannter Weise Gitter vers für eine elektrostatische Beschichtung eines Ge- oder Stäbe 6 angeordnet sein, die zusammen mit dem genstandes derart günstige Voraussetzungen schafft, Rotor 4 quer zur Achse des Ladekanals 2 rotieren daß bereits in vielen Fällen ohne zusätzlichen Auf- 60 und ein Wirbelfeld erzeugen, in welchem die Staubwand auch bei kompliziert geformten Gegenständen partikel des Sprühstrahles eine Bewegungskompogleichmäßige und einwandfreie Schichten erhalten nente senkrecht zur Ladekanalachse erhalten, so daß werden. der Sprühstrahl auseinandergezogen wird. Der

Den verschiedenen Aufgaben entsprechend, Sprühkopf selbst hat lediglich die Aufgabe, den Öff-

welche die auf Gegenständen aufgebrachten Über- 65 nungswinkel des Sprühstrahles den gestellten Anfor-

züge zu erfüllen haben, werden für deren Herstellung derungen anzupassen. Zur Erzielung einer Tiefenwir-

auch die verschiedensten Materialien in verschiede- kung ist ein möglichst gebündelter Sprühstrahl erfor-

nen Korngrößen verwendet. Es ist bereits erwähnt derlich. Die Bündelung des Sprühstrahles kann durch

Änderung der Drehzahl zusammen mit Änderung der Länge des zylindrischen Mantelteiles, also durch eine Relativverschiebung von Rotor und Ladekanal leicht beliebig eingestellt werden, wobei zur Erzielung eines sehr engen Sprühstrahles die Prallplatte? aus dem Sprühstrahl entfernt und durch mehr oder weniger schnelle Rotation des Sprühkopfes die Förderluft seitlich abgezogen wird, wobei die mit hoher kinetischer Energie behafteten Pulverteilchen geradeaus als relativ scharfer Strahl weiterfliegen und die Kavitäten hineingelangen. Das Einklappen der Prallplatte bewirkt bereits eine erheblich Verbreiterung des Sprühstrahles. Ist die Prallplatte außerdem in axialer Richtung verschiebbar angeordnet, so kann auch leicht die Korngröße des Pulvers berücksichtigt werden, so daß leicht eine große Flächenwirkung erzielt werden kann. Eine kombinierte Flächen- und Tiefenwirkung ist erreichbar, wenn die Prallplatte mit einer zentralen Öffnung versehen ist, so daß der axiale Teil des Sprühstrahles durch diese Öffnung hindurchgeht.

Die Aufladung des Pulvers erfolgt im Ladekanal und natürlich auch in der Zuführungsleitung. Das Ladungsvorzeichen hängt von den verwendeten Materialien ab, und hat wegen des geerdeten Gegenstandes keinen Einfluß auf die Schichtbildung.

ίο In Sonderfällen kann es vorkommen, daß ein Pulver verwendet werden muß, das zufolge von Eigenleitfähigkeit seine Ladung leicht verliert. In diesen Fällen ist es dann erforderlich, das Pulver nach den herkömmlichen Verfahren zusätzlich durch eine Hochspannung aufzuladen. Wie gesagt, sind dies jedoch Sonderfälle, die praktisch nur sehr selten vorkommen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 Materialien erschwert beträchtlich die Herstellung Patentansprüche: einer ausreichend dicken, gleichmäßigen und festhaftenden Schicht. Zur Herstellung solcher Schichten

1. Verfahren zur elektrostatischen Beschich- sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen betung eines Gegenstandes mit pulverisiertem Über- 5 kannt geworden.

zugsmaterial, bei welchem das aufzutragende Das ursprünglich Verfahren ist das sogenannte

Pulver elektrisch aufgeladen und das aufgeladene »Wirbelsintern«. Bei diesem Verfahren wird das PuI-

Pulver auf dem auf einem bestimmten Potential ver in einem turbulenten Luftstrom so gleichmäßig

liegenden Gegenstand elektrostatisch abgesetzt als möglich durcheinandergewirbelt und das vorge-

wird, dadurch gekennzeichnet, daß io heizte Objekt in dieses Sinterbad eingetaucht. Um

das pulverisierte Überzugsmaterial zur Aufladung von diesem lästigen und unwirtschaftlichen Vorhei-

mittels eines Gasstromes durch einen isolierten zen des zu beschichtenden Gegenstandes Ioszukom-

Kanal geblasen wird. men, ist man dazu übergegangen, das Objekt gegen-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- über der Badwandung auf Hochspannung zu legen, kennzeichnet, daß die elektrische Selbstaufladung 15 so daß sich die im wesentlichen elektrisch ungeladedes aufzutragenden Pulvers durch regulierte nen Pulverpartikeln elektrostatisch an dieses anlagern Feuchtigkeit des Pulvers gesteuert wird. konnten. Eine Abwandlung hiervon hat als »Beflok-

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- kungsverfahren« praktische Bedeutung erlangt. Zum kennzeichnet, daß die elektrische Selbstaufla- Beflocken wird das aufzutragende zerkleinerte Überdung des aufzutragenden Pulvers durch den regu- 20 zugsmaterial auf eine ebene, als Elektrode ausgebillierten Dampfgehalt des Fördergases gesteuert dete Unterlage lose aufgeschichtet und der als zweite wird. ■■·..■■ Elektrode geschaltete zu überziehende Gegenstand

4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch ge- darüber hinweggeführt, wobei beide Elektroden an kennzeichnet, daß die elektrische Selbstaufladung einen Gleichspannung erzeugenden Hochspannungsdes aufzutragenden Pulvers durch Längenände- 25 generator angeschlossen sind, so daß die auftretenrung des isolierten Sprühkanals gesteuert wird. den elektrostatischen Kräfte sowohl den Transport

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- des Überzugsmaterials als auch dessen Haftung am kennzeichnet, daß die elektrische Selbstaufladung Gegenstand übernehmen.

des aufzutragenden Pulvers durch partielle Er- Einen wesentlichen Fortschritt gegenüber diesen

dung der Zuführungsleitung gesteuert wird. 30 ursprünglichen und einfachen Verfahren brachte das

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfall- elektrostatische Pulversprühen, bei welchem das zn rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, überziehende Objekt an Erde gelegt und das Pulver daß um einen rohrförmigen, aus isolierendem durch eine an Hochspannung angeschlossene Sprüh-Kunststoff bestehenden, einerends an einem der vorrichtung elektrisch aufgeladen und gegen das Ob-Zuführung (1) des ■ Gas-Pulvergemisches dienen- 35 jekt hin zerstäubt wird. Mit diesem Verfahren werden den Kunststoffrohr angeschlossenen und ande- im allgemeinen befriedigende Resultate erzielt, renends in einer trichterförmigen Öffnung (3) aus- Schwierigkeiten treten jedoch immer dann auf, wenn laufenden Ladekanal (2) ein zylinderförmiger, beispielsweise Gegenstände mit tiefen Einbuchtunum seine Längsachse mit einstellbarer Geschwin- gen, wie schmalen Nuten, belegt werden sollen und digkeit umlaufender und aus einem zum Ladeka- 40 wenn in einem Arbeitsgang auch die Rückseiten grönal mindestens elektrisch äquivalenten Material ßerer Objekte beschichtet werden sollen. Es ist vergefertigter Rotor (4) angebracht ist, wobei durch sucht worden, diese Mangel durch Variation der an-Relativverschiebung von Rotor (4) und Kanal (2) gelegten Gleichspannung, Partikelgröüe, Sprühgezwischen Trichterrand und vorderer Rotoröff- schwindigkeit, durch Anordnung von elektrostatinung eine in ihrer Länge verstellbare zylindrische 45 sehen Gegenfeldern, besondere . Ausbildung der Mantelfläche (5) entsteht, und daß im Bereich Sprühköpfe usw. zu beseitigen, befriedigende Ergebder trichterförmigen Öffnung (3) des Ladekanals · nisse sind jedoch bisher nicht erreicht worden.

(2) eine zentrale Prallplatte (7) wegnehmbar an- Zweck der Erfindung ist, ein elektrostatisches Pulgeordnet ist. versprühverfahren aufzuzeigen, mit dem auf prak-

50 tisch beliebig geformten Gegenständen eine glcich-

. mäßige, aus einem pulverisiertem Überzugsmateria!

bestehende Schicht aufgebracht werden kann.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist eine geeiy-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine nete Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs-

Vorrichtung zur elektrostatischen Beschichtung eines 55 gemäßen Verfahrens anzugeben.

Gegenstandes mit pulverisiertem Überzugsmalerial, Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin,

bei welchem das aufzutragende Pulver in der Vor- daß das aufzutragende Pulver mittels eines Gasstro-

richtung elektrisch aufgeladen und das aufgeladene mes durch einen isolierten Kanal geblasen wird, in

Pulver an dem, als Elektrode mit geeignetem Poten- dem sich die Pulverpartikeln durch Reibung elektrisch

tial und Polarität geschalteten Gegenstand abgesetzt 60 aufladen und daß die elektrisch geladenen Pulverpar-

wird. tikeln durch den Gasstrom zum zu beschichtenden

Um beispielsweise einen metallischen Gegenstand und auf einem bestimmten Potential liegenden Ge-

mit einem Schutz- oder Farbüberzug zu versehen, genstand transportiert werden.

wird das Überzugsmaterial als feines Pulver auf den In einer Vorrichtung zur Durchführung des Ver-

zu überziehenden Gegenstand aufgebracht und in 65 !'ahrens ist erfindungsgemäß um einen rohrförmigen,

einer nachfolgenden Wärmebehandlung an diesen aus einem isolierenden Kunststoff bestehenden, einer-

angesintert. Die mangelhafte Kohäsion und Adhä- ends an einem der Zuführung des Gas-Pulvergemi-

sion der weitaus meisten anwendbaren pulverisierten sches dienenden Kunststoffrohr angeschlossenen und