DE2036279C3

DE2036279C3 - Verfahren zum Abstoßen von Teilchen von einer Unterlage sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2036279C3
Application number: DE19702036279
Authority: DE
Inventors: Erwin 7075 Mutlangen Stuetz
Original assignee: BRENNENSTUHL HUGO 7400 TUEBINGEN
Current assignee: BRENNENSTUHL HUGO 7400 TUEBINGEN
Priority date: 1970-07-22
Filing date: 1970-07-22
Publication date: 1979-12-20
Also published as: DE2036279A1; DE2036279B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abstoßen von pulverförmigen oder flockigen oder granulierten Teilchen von einer Unterlage, bei dem die Teilchen in einem elektrischen Feld durch mindestens eine Gegenelektrode hindurch hochgewirbelt werden. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Unterlage für die von ihr abzustoßenden Teilchen sowie mit einer an der den aufliegenden Teilchen zugekehrten Seite der Unterlage im Abstand hiervon angeordneten, z. B. gitter-, rost- oder drahtförmig ausgebildeten Gegenelektrode und einer an der den Teilchen abgewandten Unterseite der Unterlage angeordneten weiteren Elektrode.

Bei den in Frage stehenden Teilchen handelt es sich z. B. um Pulver, Mehl, Sand, Flocken oder flockenartige Abfälle von Textilien, Staub und dergleichen.

Aus der DE-OS K- 46 701 ist ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bekannt In diesem bekannten Falle sind der Unterlage mehrere Gegenelektroden vorgelagert, die an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sind und hierbei mit

'5 zunehmendem Abstand von der Unterlage auf höherem Potential liegen. Diese Gegenelektroden erzeugen zusammen mit der geerdeten Unterlage und einer· mit den Teilchen zu beschichtender. Auffangelement, das ebenfalls geerdet ist ein Gleichfeld, dui die Teilchen von der Unterlage zum Auffangelement hin beschleunigt Bei einem solchen Vorgehen werden jedoch nur flockige Teilchen von der Unterlage hochgewirbelt während andere Teilchen, z. B. Kunststoffpulverteilchen, auf der Unterlage haften bleiben, d. h. ein Gleichfeld allein ist nicht imstande, den z.B. bei Kunststoffpulverteilchen auftretenden Hafteffekt aufzuheben und die Teilchen von der Unterlage loszulösen. Aus diesem Grunde Ut es ferner bekannt, zum Abstoßen der Teilchen von der Unterlage Vibratoren oder

^v> Einrichtungen mit eingebauter Unwucht, Vorrichtungen mit Schall- oder Ultraschallschwingungen oder andere Schwingungserzeuger zu verwenden. Diese Zusatzeinrichtungen stellen jedoch einen verhältnismäßig großen apparativen Aufwand dar und besitzen in der Regel einen geringen Wirkungsgrad, wobei sie sich dazuhin nicht zum Loslösen beliebiger Teilchen von der Unterlage eignen.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der genannten Art zu schaffen, mit denen auf einfache Weise ein zuverlässiges und einwandfreies Abstoßen von beliebigen Teilchen von der Unterlage möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei dem erfindungsge-

mäßen Verfahren vorgesehen, daß im Bereich der als Isolierunterlage ausgebildeten Unterlage ein Wechselstromfeld als elektrisches Feld verwendet wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist

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dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage eine Isolierunterlage ist und daß zwischen die Gegenelektrode und die weitere Elektrode eine Wechselspannung angelegt ist

Durch diese Maßnahmen erhält man ein selbsttätiges Abstoßen der Teilchen, auch von Kunststoffpulverteilchen, von der Unterlage, so daß auf mechanische Schwingungserzeuger oder dgl verzichtet werden kann. Das Wechselstr&mfeld hebt die zwischen den Teilchen und der Unterlage bestehende Haftwirkung auf, und die ι ο Teilchen werden infolge des Wechselstromfeldes durch die mindestens eine Gegenelektrode hindurch hochgewirbelt Auf diese Weise läßt sich z. B. eine Unterlage von Staub oder anderen Teilchen befreien. Es ist auch möglich, pulverförmige Teilchen, z. B. Farbpulver, auf ι ϊ die Unterlage aufzulegen und gegen ein im Abstand zur Unterlage angeordnetes Auffangelement zu wirbeln, wo die Teilchen haften bleiben, so daß sich mit einfachen Mitteln ein dünner Oberzug z. B. aus Farbe oder feinem Sand oder anderen granulierten Stoffen usw. ergibt Man erhält neuartige, einheitliche und einwandfreie Oberzüge auf beliebigen Auffangelementen, wobei man auch Sand- oder Schmirgelpapiere oddgL auf diese Weise herstellen kann. Des weiteren ist es möglich, mit Hilfe der abstoßenden Wirkung des Wechselstromfeldes dünne Folien aus Metall oder metallisierten Stoffen fortzubewegen oder zu transportieren.

Bei der Beflockungsvorrichtung gemäß der US-PS 23 50 227 ist zwar ebenfalls die Verwendung einer Wechselspannung vorgesehen. Diese dient jedoch nicht zum Abstoßen von Teilchen von einer Unterlage sondern zum Ablenken eines frei fliegenden Teilchenstroms nach zwei entgegengesetzten Richtungen hin auf gleichzeitig zu beschichtende Auffangelemente.

Zweckmäßigerweise wird ein gleichstromüberlagertes Wechselstromfeld verwendet bzw. ist die Wechselspannung einer Gleichspannung überlagert Hierdurch wird das Hochwirbeln der Teilchen verbessert und in Richtung von der Unterlage weg verstärkt so daß die Teilchen auch über verhältnismäßig große Abstände hinweg bis zu einem Auffangelement beschleunigt werden können.

Weitere zweckmäßige Maßnahmen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. ta einen Schnitt durch eine einfache Vorrichtung mit plattenförmiger Isoiierunterlage,

Fig. Ib einen Schnitt durch eine Vorrichtung wie in F i g. 1 a in abgeänderter Form, so

F i g. 2 die Sinuskurve des verwendeten Wechselstromes,

F i g. 3 die Sinuskurve eines mit Gleichstrom überlagerten, pulsierenden Wechselstromes,

Fig.4 bis Fig.6 verschiedene Schaltbilder zur ■'>"> Erzeugung von Wechselströmen entsprechend F i g. 3,

F i g. 7 den Schnitt durch ein Beispiel mit sich drehender Isolierunterlage,

F i g. 8 den Schnitt durch ein Handgerät

Bei dem Beispiel nach Fig. la besteht die Isolierunterlage 1 aus einem platten- oder bandförmigen Kunststoff, auf dem die abzustoßenden Teilchen 4 in dünner Schicht aufgelegt sind oder sich darauf befinden. An der Unterseite der Isoiierunterlage 1 ist die Elektrode 2 angelegt, 'm Abstand über der Isolierunter- 6; lage 1 und den Teilchen 4 ist parallel hierzu die Gegenelektrode 3 angeordnet. Sie ist blank und z. B. als Gitter ausgeführt

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43 An die Elektrode 2 und die Gegenelektrode 3 ist eine Wechselspannung in Höhe bis zu 2OkV und mehr angelegt Die Elektrode 2 kann dabei je nach Bedarf geerdet sein und die Gegenelektrode 3 an Potential liegen oder umgekehrt Beim Einschalten wird ein Wechselstromfeld erzeugt, wodurch die Teilchen 4 von der Isolierunterlage 1 abgestoßen und durch die gitterförmige Gegenelektrode 3 hindurch nach außen hochgeschleudert werden. Auf diese Weise läßt sich z. B. eine Unterlage von Staubteilchen oder flockenförmigen Abfällen befreien, wie sie beispielsweise bei der Bearbeitung von Faserstoffen, Textilien usw. entstehen.

Bei einem reinen Wechselstromfeld im Sinne von F i g. 2 tritt also ein Durcheinanderwirbeln der Teilchen 4 auf. Unterstützt wird dies durch das Auftreten von sogenannten nadeiförmigen Impulsspitzen, die durch den Oszillographen feststellbar und -am Scheitelpunkt des Wechselstromes am häufigsten und stärksten ausgebildet sind (vergleiche F i g. 2).

Wenn nun gleichzeitig eine zusätzi.^e Gleichstromkomponente hinzugefügt wird, wird die Sinuskurve des Wechselstromes angehoben und ein gleichstromüberlagertes pulsierendes Wechselstromfeld erhalten, das gleichzeitig auch durch den Gleichstromanteil eine statische Feldkomponente aufweist Ein Beispiel einer derartigen Kurve ist aus Fig. 3 ersichtlich. Mittels einer einfachen Diodenschaltung nach F i g. 4, mit einer Diode a, einem Kondensator b und gegebenenfalls einem Schutzwiderstand w läßt sich ein derartiges kombiniertes Feld erzeugen, wobei die Erde e in entsprechender Weise angelegt wird, je nachdem, ob die Elektrode 2 an Erde oder an Potential liegen soll.

In vielen Fällen ist es zweckmäßig, das kombinierte Feld mit einem höheren Potential zu versehen, das mittels Kaskadenschaltungen mit mehreren Dioden a und mehreren Kondensatoren b in entsprechender Weise erzeugt werden kann. Ein oder zwei Schutzwiderstände W] und v/i mit entsprechender Ohrjzahl werden nach Bedarf hinzugefügt Bei dem Schaltbild nach F i g. 5 wird die doppelte Spannung und bei dem Schaltbild nach F i g. 6 eine vierfache Potentialspannung im Sinne von Fig.4 erhalten. Wenn die Frequenz erhöht werden sollte, wird nur die Zahl der Impulse größer.

Bei dem Beispiel nach F i g. Ib wird an Stelle einer blanken Gegenelektrode 3 eine Gegenelektrode 5 aus isolierten Drähten verwendet, die in geringem Abstand unmittelbar über dem Teilchen 4 liegt. Wenn nun ein Wechselstromfeld mit Gleichstromanteil im Sinne von F i g. 3 angelegt wird, werden die Teilchen 4 sehr stark hochgewirbelt und abgestoßen, was durch den statischen Anteil des Feldes unterstützt und verstärkt wird, ds die hochgewirbelten Teilchen 4 am Zurückfallen verhindert werden.

Es ist nun ohne weheres möglich, im Abstand von den isolierten Elektroden S eine weitere blanke und dünne, z. B. drahtförmige Elektrode 6 parallel hierzu anzuordnen, welche das gleiche Potential aufweist wie die isolierten Elektroden 5. Die Verbindung zwischen diesen beiden Elektroden 5 und 6 kann Z₄B= durch isolierte Verbindungselektroden 8 hergestellt werden.

im Abstand von der blanken Gegenelektrode 6 ist ferner ein Auffangelement 9 angeordnet, das je nach Bedarf verschieden ausgebildet sein kann. So ist es beispielsweise plattenförmig. Die hochgeschleuderten Teilchen 4 werden nun durch die Gegenelektrode 6 hindurch nach außen weggeschleudert und prallen auf das Auffangelement 9 auf. Ein Austreten von Teilchen 4

außerhalb des Auffangelementes 9 kann durch näher an dieses heranreichende außen liegende Gegenelektroden 7 unterbunden oder erschwert werden. Je größer im übrigen der statische Feldanteil ist, desto weiter kann das Auffangelement 9 von den Gegenelektroden 6 entfernt sein. Wenn bei hohen Spannungen Schutzwiderstände eingebaut werden, sind die hochohmigen an die Gegeneiektroden 6 angeschlossen.

Durch das Auffangen der Teilchen 4 auf dem Aüffangelement 9 lassen sich die verschiedensten Effekte erzielen. Dabei wird die Oberfläche des Auffangelementes 9 von den Teilchen 4 bedeckt, so daß ein gleichmäßiger Überzug oder Beschichtung entsteht. Wenn die aufgeprallten Teilchen 4 auf dem Auffangelement 9 haften sollen, kann dessen Oberfläche z. B. noch zusätzlich erwärmt oder zuvor mit Klebstoff versehen werden. Es lassen sich also auf diese Weise beliebige Überzüge oder Bedeckungen auf beliebigen Flächen herstellen.

Bei der Vorrichtung nach F i g. 7 ist die Isolierunterlage 1 schräg zur Senkrechten angeordnet und von einem sich drehenden zylinderförmigen Isolator 10 begrenzt, der teilweise über die Isolierunterlage 1 hinausragt und sich im übrigen in einem Vorratsbehälter 11 befindet. Seine Oberfläche ist gezahnt oder gezackt. In dem Vorratsbehälter 11 befinden sich die abzustoßenden Teilchen 4, wie z. B. Farbpuder. Wenn nun der Isolator 10 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, wird durch seine Oberfläche eine stets gleichbleibende Menge von Teilchen 4 nach außen vor die Isolierunterlage 1 gefördert. Dabei gelangen sie in das Feld zwischen der Elektrode 2 in Verbindung mit einer bogenförmigen Elektrode 12, die in Verlängerung der Elektrode 2 im Innern des Isolators 10 angebracht ist, und den Gegenelektroden 5. Im Abstand von den letzteren ist die blanke dünne Gegenelektrode 6 gleichen Potentials angeordnet, welche senkrecht verläuft und sich dabei den Gegenelektroden 5 nähert.

Die Schrägstellung ist nun so getroffen, daß die nach außen geförderten Teilchen 4 sich nach unten gleichmäßig verteilen. Durch die Gegenelektrode 6 imiuuiun wc! den mc iiai;ii auGcn gcncnicuuci ι unü vuii dem im Abstand hiervon parallel angeordneten, plattenförmigen Auffangelement 9 aufgefangen und bilden darauf eine gleichmäßig dicke Schicht. Damit möglichst wenig Teilchen 4 nach außerhalb gelangen, ist die außen liegende Gegenelektrode 7 näher an das Auffangelement 9 herangezogen als die Gegenelektro- <-, de 6. Die Verbindungselektroden 8 sind wegen der Schrägstellung verschieden lang. Die gesamte Vorrichtung kann in einem Gehäuse untergebracht sein, dessen Wandung mit 13 bezeichnet ist.
Während sich die Vorrichtung nach F i g. 7 z. B. für

ίο großflächige auswechselbare Auffangelemente 9 eignet, wobei die erstere ortsfest sein kann, zeigt Fig. 8 ein Beispiel einer kleineren Ausführung in Form eines Handgerätes. Der Aufbau ist im Prinzip der gleiche wie bei dem Beispiel nach Fig. 7. Die Isolierunterlage 1 ist

η also schräg gestellt und z.B. mit einem Handgriff 14 versehen. Auch die Anordnung der verschiedenen Elektroden ist die gleiche. Unterschiedlich ist dagegen die Zuführung der Teilchen 4.

Der obere Teil der Isolieriinlerlage 1 und der

Elektrode 2 sind nach außen abgewinkelt und der Vorratsbehälter 11 für die Teilchen 4 ist aufgesetzt. Die isolierten Elektroden 5 reichen durch einen Spalt bis in den Vorratsbehälter 11 hinein. Wenn nun das elektrische Feld erzeugt wird, werden die Teilchen 4

.') hochgewirbelt und durch den Spalt zwischen dem Vorratsbehälter 11 und der Isolierunterlage 1 nach außen geschleudert. Ein großer Teil der Teilchen 4 gelangt dnbei entlang der Isolierunterlage 1 nach unten. Die Schrägstellung der Isolierunterlage 1 ist so gewählt,

in daß an jeder Stelle der letzteren ein gleichmäßiges Erfassen und Hochwirbeln von Teilchen 4 gewährleistet wird. Der Abstand zu der Gegenelektrode 6 ist oben am größten und am unteren Ende der Isolierunterlage 1 am kleinsten. Auf das gegenüber der Gegenelektrode 6

Ii angeordnete Auffangelement 9 gelangen also die Teilchen 4 in gleichmäßiger Verteilung.

Mittels eines derartigen Handgerätes lassen sich somit beliebige festehende Flächen, so z. B. Wände oder Wandteile oder Platten oder körperliche Gegenstände

■in irgendwelcher Art mit Überzügen oder Beschichtungen versehen, die je nach den hierbei verwendeten Teilchen

des angemeldeten Verfahrens ist somit vielseitig anwendbar und leicht durchführbar.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspröche:

1. Verfahren zum Abstoßen von pulverförmigen oder flockigen oder granulierten Teilchen von einer Unterlage, bei dem die Teilchen in einem elektrischen Feld durch mindestens eine Gegenelektrode hindurch hochgewirbelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der als Isolierunterlage (1) ausgebildeten Unterlage ein Wechselstromfeld als elektrisches Feld verwendet wird,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gleichstromüberlagertes Wechselstromfeld verwendet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Unterlage für die von ihr abzustoßenden Teilchen sowie mit einer an der den aufliegenden Teilchen zugekehrten Seite der Unterlage im Abstand hiervon angeordneten, z. B. gitter-, rost- oder drahtförmig ausgebildeten Gegenelektrode und einer an der den Teilchen abgewandten Unterseite der Unterlage angeordneten weiteren Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage eine Isolierunterlage (1) ist, und daß zwischen die Gegenelektrode (3,5) und die weitere Elektrode (2) eine Wechselspannung angelegt ist

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung einer Gleichspannung überlagert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenelektrode (5) isoliert ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von der Isolierunterlage (1) aus gesehen jenseits der isolierten Gegenelektrode (5) mit Abstand zu dieser eine nicht isolierte zweite Gegenelektrode (6) angeordnet ist wobei die beiden Gegenelektroden auf gleichem Potential liegen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, mit einem im Abstand zu den Gegenelektroden angeordneten Auffangelement, dadurch gekennzeichnet, daß außenliegende Gegenelektroden (7) vorhanden sind, die einen geringeren Abstand zum Auffangelement als die anderen Gegenelektroden (3, S, 6) besitzen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierte Gegenelektrode (5) und die nicht isolierte Gegenelektrode (6) über isolierte Verbindungselektroden (8) miteinander verbunden sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierunterlage (1) aus platten· oder bandförmigem Kunststoff oder ein isolierendes Transportband ist

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierunterlage (1) ganz oder teilweise ein sich drehender, auf seiner Oberfläche die Teilchen (4) aufnehmender, gezahnter oder gezackter zylinderförmiger Isolator (10) mit inncfiliegender bogenförmiger Elektrode (12) ist, der die Teilchen (4) aus einem Vorratsbehälter (11) unter die Gegenelektroden (5) bringt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Isolierunterlage (1) mit der Elektrode (2) schräg abgewinkelt ist, der mit Unterstützung von isolierten Gegenelektroden (5) die Teilchen aus einem Vorratsbehälter (11) unter die Gegenelektroden (5) bringt

12, Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierunterlage (1) mit der Elektrode (2) und den Gegenelektroden (5) von dem Vorratsbehälter (U) aus schräg nach dem Auffangelement (9) und der Gegenelektrode (6) zu mit kürzer werdenden Verbindungselektroden (8) verlaufen.