DE2324803A1

DE2324803A1 - Vorrichtung zum elektrostatischen beschichten eines gegenstandes

Info

Publication number: DE2324803A1
Application number: DE2324803A
Authority: DE
Inventors: William C Goodridge
Original assignee: ELECTROSTATIC EQUIP CORP
Current assignee: Electrostatic Equipment Corp New Haven Conn U
Priority date: 1972-05-18
Filing date: 1973-05-16
Publication date: 1973-12-06
Also published as: US3828729A; JPS4941432A; CA1007115A; JPS547026B2; DE2324803C2; GB1426517A

Description

Electrostatic.Equipment Corporation, New Haven, Connecticut/ USA

Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten eines Gegenstandes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten eines Gegenstandes.,

Es sind Vorrichtungen bekannt, mit denen eine Mehrzahl von Gegenständen durch elektrostatisches Niederschlagen von Teilchen auf diesen beschichtet werden können. Eine solche gut wirkende Vorrichtung, die für diesen Zweck verwendet wird, ist eine solche, die im wesentlichen aus einer Wirbelbettanlage mit einer Elektrode zur Erzeugung einer elektrostatischen Ladung auf den Teilchen besteht. Der zu beschichtende Gegenstand wird der Wolke der so erzeugten geladenen Teilchen ausgesetzt, während er selbst auf einer wirksam entgegengesetzten Spannung (normalerweise geerdet) gehalten wird, wodurch-eine elektrostatische Anziehung und Haftung der Teilchen erzeugt wird. Der Gegenstand kann dann erhitzt

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oder auf andere Weise behandelt werden, so daß die Teilchen zu einer einheitlichen Oberflachenbeschichtung verschmelzen, wobei die Weiterbehandlung natürlich von der Natur der Teilchen und anderer Faktoren abhängt.

Obwohl eine solche Vorrichtung sehr gut für die Beschichtung vieler verschiedener Arten von Gegenständen funktioniert (wie etwa für kontinuierliche Drahtlängen, Rohre und ähnliches und auch für individuelle Gegenstände, die in die Wolke hinein oder neben der Wolke vorbeigeführt werden), funktioniert sie jedoch nicht vollständig befriedigend für die Herstellung einer gleichmäßigen Beschichtung über Gegenständen, deren axiale Länge einen bestimmten Wert überschreitet. Das ist im wesentlichen die Folge ■ der Eigenschaft dieser geladenen Teilchen, den kürzesten und direkten Weg zu einer Oberfläche zum Niedersdiagen zu suchen. Mit anderen Worten schlagen sich die Teilchen auf dem am besten zugänglichen Bereich von wirksamer entgegengesetzter Ladung nieder, und folglich erfolgt bei Gegenständen, die Oberflächen mit wesentlich verschiedenen Abständen über dem Bett besitzen, ein starker Niederschlag auf den niedrigen Teilen, während sich fortschreitend dünnere Niederschläge auf den oberen Oberflächen ergeben. Darüber hinaus steigen die Teilchen nur bis zu einer bestimmten Höhe auf, die von den physikalischen Eigenschaften der Teilchen und der Spannungsdifferenz, zwischen diesen und dem anziehenden Körper abhängt. Die Spannungen, die notwendig sind, um die geladenen Teilchen zufriedenstellend zu den Oberflächen ansteigen zu lassen, die mehr als eine bestimmte Entfernung über dem Bett liegen, sind sowohl vom Standpunkt der Sicherheit als auch vom Standpunkt eines befriedigenden Arbeitens nicht möglich, wodurch sich untar praktischen Arbeitsbedingungen eine schlechte Beschichtung auf den oberen Teilen vieler Gegenstände häufig ergeben würde.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine neue elektrostatische Wirbelbettvorrichtung und ein System zu schaffen,.in dem auch Gegenstände einer beträchtlichen axialen Länge gleichmäßig mit geladenen Teilchen aus einer Wolke derselben beschichtet werden können.

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Die Vorrichtung und das System sollen hoch wirksam, sicher und leicht zu bedienen sein und doch verhältnismäßig einfach und billig herzustellen sein.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur elektrostatischen Beschichtung eines Gegenstandes gelöst, die ein Wirbelbett, einen Förderer und mechanische Begrenzungsmittel besitzt. Das Wirbelbett umfaßt wenigstens eine erste Elektrode zur Erzeugung einer Wolke elektrostatisch geladener Teilchen,; und der Förderer ist so ausgebildet, daß er einen Gegenstand entlang eines Bewegungsweges neben dem Wirbelbett transportieren kann. Die mechanische Begrenzung ist wirksam zwischen dem Wirbelbett und dem Bewegungsweg aufgestellt und umfaßt wenigstens ein erstes aufrechtstehendes Ablenkblech, welches in seitlichem Abstand zu einer Seite des Bewegungsweges angeordnet ist und sich wenigstens entlang eines Teiles desselben erstreckt. Ein Kantenteil des Ablenkbleches ist über der Elektrode des Wirbelbettes angeordnet und ist so ausgebildet, daß er erlaubt, daß Teilchen darüber hinweg, gelangen können von dem Wirbelbett zu dem Bewegungsweg. Er ist so ausgebildet, daß ein horizontales Zusammenfallen mit verschiedenen vertikalen Teilen des Gegenstandes erfolgt, wenn dieser entlang des Bewegungsweges geführt wird. Dadurch können Teilchen von dem Bett wirksam entgegengesetzt zu dem in der Anlage elektrostatisch zu beschichtenden Gegenstand aufgeladen werden,so daß eine elektrostatische Anziehung zwischen den Teilchen und dem Gegenstand erfolgt. Dieser Effekt zusammen mit der Wirkung des Ablenkbleches bewirkt, daß sich die Teilchen auf den verschiedenen vertikalen Teilen des Gegenstandes niederschlagen, wenn diese Teile hinter dem Ablenkblech während des Vorbeiführens des Gegenstandes an diesen freigegeben werden.

Vorzugsweise ist der Kantenteil des Ablenkbleches im wesentlichen geradlinig ausgebildet, und in einer Ausführungsform kann er schräg nach unten in Vorwärtsrichtung des Bewegungsweges ausgebildet sein, der in Übereinstimmung damit im wesentlichen horizontal vorgesehen ist. In einer anderen Ausführungsform ist der Kantenteil im wesentlichen horizontal ausgerichtet, wobei der Bewegungsweg des freizugebenden Gegenstandes unter einem Winkel zum

Kantenteil vorgesehen ist. Der Kantenteil kann eine komplexe Konfiguration besitzen, beispielsweise aus einer Anzahl geradliniger Teile zusammengesetzt sein, und er kann zweckmäßig durch die freie obere Kante eines Ablenkbleches oder durch einen länglichen Schlitz in dem Ablenkblech, der sich im wesentlichen in Richtung des Bewegungsweges erstreckt, gebildet werden.'

In einer besonderen Ausführungsform weisen die Begrenzungsmittel * ein zweites aufrechtstehendes Ablenkblech auf, welches die gleiche Form hat wie das erste und in einem seitlichen Abstand von diesem auf der entgegengesetzten Seite des Bewegungsweges angeordnet ist. In diesem Fall sind das erste und das zweite Ablenkblech im wesentlichen transversal zum Bewegungsweg dazwischen abgeglichen, um dadurch eine simultane Beschichtung von zwei Seiten des Gegenstandes, der zwischen ihnen hindurchbefördert wird, zu ermöglichen. Der Bewegungsweg und die Ablenkbleche sind im wesentlichen geradlinig und erstrecken sich ^Lm allgemeinen parallel zueinander. Der Förderer besitzt in den meisten Fällen Mittel zur Befestigung einer Mehrzahl von Gegenständen, um diese nacheinander entlang des Bewegungsweges zu befördern, und die Befestigungsmittel können vorzugsweise so ausgebildet sein, daß sie jeden Gegenstand um eine vertikale Achse drehen"können während des Hindurchgangs entlang des Bewegungsweges.

Die Vorrichtung kann vorzugsweise zusätzliche Mittel zur elektrischen Verbindung des Förderers besitzen, um diesen geerdet zu halten, wobei die Befestigungsmittel elektrisch leitend sind, um auch die daran befestigten Gegenstände zu erden. Vorzugswelse ist die erstgenannte Elektrode der Vorrichtung im wesentlichen kleiner ausgebildet und im allgemeinen horizontal in dem Wirbelbett angeordnet. Bevorzugt besitzt das Wirbelbett wenigstens eine zweite Elektrode, die elektrisch unabhängig von der ersten Elektrode ist, um so erste und zweite Zonen verschiedener darin herrschender Spannung zu bilden. In einem solchen Fall kann sich die erste Elektrode entlang des Bewegungswegteiles zur Bildung einer ersten Zone erstrecken und die zweite Elektrode entlang eines zweiten Teiles des Bewegungsweges außerhalb des ersten Teiles zur

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Bildung einer zweiten Zone. Eine solche Vorrichtung ist im wesentlichen frei von Störungen zwischen der zweiten Elektrode und dem zweiten Teil des Bewegungsweges, um so das Niederschlagen der geladenen Teilchen von der zweiten Zone auf dem Bodenteil des Gegenstandes während dessen Darüberhinweggehens zu erleichtern.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum elektrostatischen Besch ichten eines Gegenstandes gelöst, bei dem eine Wolke elektrostatisch geladener Teilchen erzeugt neben einer Seite eines aufrechtstehenden Ablenkbleches, entlang dessen anderer Seite der zu beschichtende Gegenstand entlang eines vorbestimmten Weges vorbeigeführt wird. Das aufrechtstehende Ablenkblech ist so angepaßt, daß es wenigstens einen axialen Teil des Gegenstandes verdeckt. Es besitzt einen Kantenteil, der so ausgebildet ist, daß er das darüber Hinweggehen der geladenen Teilchen von der Wolke erlaubt, und' dessen Form so gewählt ist, daß er den axialen Teil des Gegenstandes während des Hindurchgehens des Gegenstandes fortschreitend weiter dem Kontakt mit >den Teilchen aussetzt.

Vorzugsweise werden bei der Durchführung des Verfahrens eine Mehrzahl von Objekten nacheinander durch den Bewegungsweg geführt, um beschichtet zu werden. Zweckmäßig erstreckt sich der Bewegungsweg zwischen zwei solcher Ablenkbleche, wobei neben der äußeren Seite von jedem derselben eine Wolke elektrostatisch geladener Teilchen erzeugt wird, um gleichzeitig die gegenüberliegenden Seiten des Gegenstandes während des Hindurchgehens zu treffen. Es kann weriigstens eine zweite Wolke von Teilchen erzeugt werden, deren elektrostatische Ladung eine andere Größe besitzt als die der Teilchen der erstgenannten Wolke. Der Gegenstand kann ferner nach dem Niederschlagen der Teilchen auf demselben erhitzt werden, wobei in diesem Fall die Teilchen aus einem heißverschmelzbaren Material bestehen und wobei bei dem Erhitzen eine verschmolzene Beschichtung auf dem Gegenstand entsteht. ,

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In einer Weiterbildung der Erfindung besitzt die Wirbelbettanlage einen im wesentlichen geschlossenen Behälter mit einem Durchgang für den Transport der in diesen hineinhängenden Gegenstände durch denselben. Der Behälter besitzt wenigstens eine erste Luftkammer, die sich entlang einer Seite des Durchganges erstreckt und hat einen Einlaß für Druckluft und eine nach oben gerichtete öffnung. Eine poröse Platte und eine Elektrode überbrücken die öffnung, und ein Ablenkblech ist zwischen Luftkammer und Durchgang angeordnet. Ein oberer Kantenteil des Ablenkbleches liegt in einem Abstand über der Elektrode und ist. so ausgebildet, daß er mit verschiedenen vertikalen Teilen der Gegenstände' übereinstimmt, wenn diese daran vorbei durch den Durchgang entlang eines vorbestimmten Weges geführt werden. Demgemäß kann eine Wolke geladener Teilchen des Beschichtungsmaterials über der porösen Platte und Elektrode der Luftkammer erzeugt werden, wobei die Teilchen elektrostatisch angezogen werden und sich auf verschiedenen vertikalen Teilen der Gegenstände niederschlagen, die wirksam entgegengesetzt dazu geladen sind, wenn solche Teile hinter dem Ablenkblech freigelegt werden.

Vorzugsweise weist der Behälter der Wirbelbettanlage eine zweite Luftkammer auf, die im wesentlichen gleich der erstgenannten Luftkammer ist und sich entlang des Durchgangsweges auf der gegenüberliegenden Seite desselben erstreckt. Eine solche Einheit besitzt zusätzlich eine zweite poröse Platte und eine Elektrode, die die öffnung der zweiten Kammer überbrücken, und besitzt auch eine zweite Abgrenzung von im wesentlichen identischer Konfiguration wie die erste Begrenzung und ist zwischen der zweiten Kammer und dem Durchgangsweg angeordnet. Die Anlage kann gleichzeitig die gegenüberliegenden Seiten der entlang des Durchgangsweges geführten Gegenstände mit geladenen Teilchen aus den über der ersten und der zweiten Luftkammer erzeugten Wolken beaufschlagen. Eine solche Anlage kann zusätzlich eine dritte Luftkammer besitzen, die entlang des Bewegungsweges stromabwärts von der ersten und der zweiten Luftkammer angeordnet ist. Die dritte Luftkammer kann auch eine aufwärts gerichtete öffnung mit einer dritten porösen Platte und einer dritten überspannenden Elektrode ausgebildet sein,

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Eine solche Einheit ist im wesentlichen frei von Störungen zwischen der dritten Elektrode und dem Durchgangsweg, wodurch der Niederschlag der geladenen Teilchen von einer über'der dritten Luftkammer erzeugten Wolke auf den Bodenteilen der Gegenstände, während diese durch den Durchgangsweg geführt werden, erleichtert wird. Vorzugsweise ist die dritte Elektrode elektrisch unabhängig von der ersten und der zweiten Elektrode, und sie kann für eine Ladung angepaßt werden, die einer niedrigeren Spannung als die Spannungen der ersten beiden entspricht. Der Behälter der Einheit besitzt vorzugsweise" ein Paar aufrechtstehender paralleler innerer Wände, die einen Teil der ersten und zweiten Luftkammern und des dazwischen hindurchgehenden Durchgangsweges bilden, wobei das erste und das zweite Ablenkblech zur vertikalen Abgleichung daran befestigt werden.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus d^r Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine fragmentarische Seitenansicht, teilweise in geschnittener Darstellung, einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Förderers und des freiliegenden Ablenkbleches, die in Fig. 1 verwendet werden (in verkleinertem· Maßstab), mit einer Anzahl von elektrostatisch zu beschichtenden transportierten Büchsen;

Fig. 3 die Endansicht der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung von der rechten Seite her;

Fig. 4. eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung vom rechten Ende her,(in vergrößertem Maßstab);

Fig. 5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 in Fig. 1;

Fig. 6 eine fragmentarische Draufsicht auf die in Fig. 1gezeigte Vorrichtung; in teilweise geschnittener Darstellung;

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Fig. 7 eine Seitenansicht einer Anordnung eines anderen Ablenkbleches und eines Förderers, wie sie bei der Erfindung verwendet werden können; und

Fig. 8 ,- eine Ansicht wie in Fig. 7, die ein anderes Ablenkblech zeigt, welches in der Vorrichtung verwendet werden kann.

In den Figuren 1-6 ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung mit einer elektrostatischen Wirbelbettanlage mit einem Wirbelbettunterbau und einer Abdeckung gezeigt, die allgemein mit den Bezugsziffern 10 und 12 bezeichnet werden. Die Abdeckung 12 besitzt einen peripheren Flansch 14 mit einer nach unten zu geöffneten Rille 16, in. der die Oberkante da: Seitenwand 18 des Unterbaus 10 aufgenommen wird. Eine Anzahl von Hakenschlössern 20 sind in einem Abstand über der öffnung des Unterbaus 10 angeordnet und wirken mit entsprechenden Stiften 22 des Flansches 14 zusammen, um den Deckel 12 daran zu verriegeln. Rohrförmige Elemente 24, die ein Rahmengestell für den Unterbau 10 bilden, ruhen auf Fundamentteilen 25; die Wirbelbettanlage wird mit dem Chassis durch Spannungsentlastungsglieder 26 verbunden, und ferner ist ein Element vorgesehen, um die Anlage mit den Elementen 26 zu schütteln, was dazu dient, eine Bewegungsübertragung davon auf das Fundament zu übertragen.

Wie am besten aus Fig. 5 zu erkennen ist, enthält der Unterbau ein Paar paralleler nach oben stehender innerer Wände 28, die mit einer Grundplatte 30 zusammenwirken zur Bildung einer Mittelrinne 32, die sich über den größten Teil der Länge der Einheit erstreckt. Die Wände 28 wirken ferner mit den Bodenwänden 34 zusammen zur Bildung zweier langgestreckter seitlicher Luftkammern 36, die gleichzeitig mit der Rinne 32 vorgesehen sind und auf den entgegengesetzten Seiten von dieser liegen. Lufteinlaßoffnungen erstrecken sich durch die Bodenwände 34, und über diesen sind Diffusionsplatten 40 vorgesehen, die dazu dienen, die durch die Öffnungen 38 eingeführte Luft über die Länge der Kammern 36 besser zu verteilen.

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Ein peripherer Flansch 42 erstreckt sich über jeder der Kammern 36 zur Bildung einer Unterstützung für eine Kammer-verspannende poröse Platte 48, die darauf über der Bodenwand 34 liegt. Zwischen den Flanschen 42 und den Platten 48 befinden sich dünne Schichten 46 aus Dichtungsmaterial, und Streben 44 erstrecken sich quer zu den Flanschen 42 zur Verstärkung des Bodens 10 und zur Bildung einer zusätzlichen Unterstützung für die Platten 48. Die rechtwinkligen Rahmen 50 ,sichern die porösen Platten 48 (etwa durch flachköpfige Schrauben) und tragen auch die gitterartigen Elektroden 52, die im wesentlichen bezüglich der Fläche gleich den Platten .48 sind. Die Elektroden 52 werden in ihrer Stellung durch geeignete Rahmen 54 gehalten, die durch Verschweißen oder auf andere Weise mit diesen fest verbunden werden, und die Rahmen 54 werden mit den Flanschen durch Rundkopfschrauben 56 fest verbunden.

Ein längliches Blech 56 ist mit jeder der Innenwände 28 durch zusammenwirkende Klammern 62 verbunden, die dagegen festgesetzt werden durch die Mutter und die Befestigungsschrauben 64, die durch die Wände 28 und durch die langgestreckten Sch litze 66 in den Blechen 58 hindurchgehen. Wie erkennbar ist, ermöglichen die Schlitze 66 eine Einstellung sowohl der Höhe als auch der Winkelstellung der Bleche 58 in Bezug auf die Innenwände 28." Jedes der Bleche 56 weist eine obere Kante 60 auf, die nach unten zu dem Auslaßende der Anlage hin abfällt, d.h. in Richtung stromabwärts. Die Kanten sind im wesentlichen horizontal abgeglichen, und die Bleche 56 sind parallel und begrenzen dadurch einen Durchgangsweg 68 gleichförmiger Breite über die ganze Länge der Bleche 58.

Der Deckel 12 besitzt eine Anzahl von Verstärkungsstegen 70 und nach oben stehenden Flanschen'72, die sich über seine ganze Länge auf beiden Seiten des Durch.gangsweges 68 erstrecken. Die Flan- ' sehe 72 wirken mit einer Verkleidung einer nicht gezeigten Haube zusammen, die die Einheit nahezu vollständig umgibt und Randkanten besitzt, die gegen die Flansche 72 anliegen, um das Eindringen von Puder oder von Überbleibseln zu verhindern. Eine Zuführungsleitung 73 ist an dem Deckel 12 zur Zuführung von Puder zu der

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Einheit von einem Reservoir her oder einer Zuführung von demselben (nicht gezeigt) befestigt. Es können ferner nicht gezeigte Mittel in der Einheit vorgesehen sein zum Anzeigen der Pudermenge in derselben zur automatischen Steuerung der Zuführung auf einer kontinuierlichen Basis. Der Boden da: Einheit ist mit zwei Füllschichten 74 versehen, die mit der Mittelrinne 32 in Verbindung stehen und Leitungen 76 besitzen, die sich von ihnen aus nach unten erstrecken. Die Leitungen 76 sind mit einem nicht gezeigten Vakuumsystem verbunden, um den überflüssigen Staub abzuziehen, der sonst dazu neigen würde, sich in der Rinne 32 anzusammeln. Der Schraubenteller 78 und der dazu vorgesehene Betätigungsmechanismus 80, die an jeder Leitung 76 vorgesehen sind, steuern die Vakuumwirkung. Jeder Füllschacht 74 besitzt eine Reinigungsöffnung 82, die normalerweise geschlossen ist durch einen Deckel 84 und deren Hauptzweck es ist, das Entfernen der Teile zu ermöglichen, die von Zeit zu Zeit während des Beschichtungsbetriebesⁿdie Rinne 32 fallen können.

Wie am besten aus den Fig. 1 und 6 zu erkennen ist, liegt eine enge Endwand 86 zwischen den Innenwänden 28 neben deren äußeren Enden und bildet zusammen mit der äußeren Endwand 88 der Anlage eine Luftkammer 90 (plenum chamber) , die sich über deren Breite erstreckt. Wie in dem Fall der längsgestreckten Luftkammer 36 besitzt die Luftkammer 90 Einlaßöffnungen 92 und Zerstreuungsplatten 94 für das Einführen und Verteilen von Luft, und der periphere Flansch 96, der sich rings herum von der Kammer 90 nach innen hinein erstreckt, trägt eine poröse Platte 96, einen peripheren Rahmen 100, ein Gitter 102 und einen Gitterrahmen 1Ο4. Durch die Bodenwand 36 unter der Platte 98 sind Kabel für eine geeignete elektrische Verbindung befestigt. Die Kabel 106, 1Ο6¹ liefern eine Hochspannung an die Gitter 52 und 102 (die Gitter liegen normalerweise auf einer höheren Spannung als die Gitter 102 J, und die Kabel 108, 108' sind entsprechend durch nicht gezeigte Mittel mit dem Rahmenbett 24 und den Flanschen 72 verbunden, um diese zu erden.

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Neben dem Austrittsende der Anlage und in Verbindung mit dem Durchgangsweg 86 liegt ein Kanalansatz 110, der es ermöglicht,) daß der Staub gesteuert freigegeben wird,· der zwischen benachbarten Artikeln eingefangen wird. An dem Ansatz 110 können gewünschtenfalls Vakuummittel befestigt werden. Wie es in den Fig. 2 und 3 vorgeschlagen wird, wird ein Förderer 112, der bei 113 elektrisch geerdet ist, über der Anlage angeordnet und besitzt eine Mehrzahl von Befestigungsaufhängern 114, die von diesem herabhängen und die jeder eine Dose/zum Beschichten daran tragen. Der Förderer kann von üblicher Ausbildung sein, und die Aufhänger können gewünschtenfälls elektrisch leitend sein und magnetische Kopplungselemente an ihren Enden zum Tragen der Büchsen besitzen und sie auf Erdpotential halten. Sind andere Artikel in der Einheit zu beschichten, dann können natürlich andere Haltemittel mehr geeignet sein. Wie der Pfeil in Fig. 2 anzeigt, transportiert der Förderer 112 die Büchsen 116 von links nach rechts entlang eines horizontalen Weges durch den Durchgang 88. Anfänglich sind die Büchsen 116 im wesentlichen vollständig durch die Ablenkbleche 58 verdeckt oder maskiert. Infiige der Neigung der oberen Kanten 60 werden, da die Büchsen 116 stromabwärts fortgeführt werden, immer weiter unten liegende Oberflächenteile horizontal abgeglichen mit den Kanten und werden dadurch dem Teilchenkontakt hinter den Leitblechen ausgesetzt. -

Wie bereits ausgeführt wurde, ziehen die unteren Teile der Büchsen 116 oder anderer herabhängender Teile die geladenen Teilchen leicht an, und es ist eine beträchtlich niedrigere Spannung zur Erzeugung einer Wolke notwendig, die einen Niederschlag auf diesen ergibt. Die Luftkammer 90 und die poröse Platte 98 und die damit zusammenwirkende Elektrode 102 (die eine im wesentlichen unabhängige Wolkenkammer oder einen geladenen teilchenerzeugenden Effekt bilden) können daher für diesen Zweck verwendet werden, wobei die Elektrode 102 auf eine wesentlich niedrigere Spannung aufgeladen wird, um eine Krafteinsparung und einen leichteren Betrieb zu gewähren. Wie ersichtlich ist, laufen die Büchsen 116 an dem Förderer 112 stromabwärts durch den

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Durchgang 68 zwischen den Leitblechen 58 über die Elektrode und aus der Anlage heraus durch den Ansatz 110. Sie können dann aufeinanderfolgend durch eine Stufe, in der überflüssige Teilchen entfernt werden/ durch Erwärmungs- und Kühlstufen laufen, und ^es können auch Vorerwärmungseffekte vor der Wirbelbettan-

lage durchgeführt werden.

In Fig. 7 ist eine Abwandlung gezeigt, in der der Förderer und die in der Einheit verwendeten Leitbleche anders angeordnet sind. Das Leitblech 58' ist im wesentlichen dasselbe wie das Leitblech 58 in den vorhergehenden Figuren, es besitzt jedoch eine freie obere Kante 60¹, die im wesentlichen horizontal angeordnet ist. Der Förderer 112" ist ähnlich dem vorhergehend beschriebenen Förderer 112, er erstreckt sich aber nicht horizontal sondern ist leicht geneigt. Das Ergebnis ist, daß von dem Förderer 112' herabhängende Teile fortschreitend hinter dem Leitblech 58' freigegeben werden, was faktisch denselben Beschichtungseffekt wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform ergibt.

Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform gewährt jedoch den Vorteil, daß Objekte mit größerer axialer Länge in einer Richtung senkrecht zu dem Wirbelbett beschichtet werden können, (ausgedehnte Abmessungen parallel zu dem Bett ergeben natürlich nur geringe Schwierigkeiten). Da die Kante 60' einen gleichförmigen Abstand über den Elektroden besitzt (nicht gezeigt', liegen aber horizontal darunter) ,_ und die Objekte von einer unterhalb dsr Elektrode liegenden Stelle kommen, ist die axiale Länge, die beschichtet werden kann, nicht durch die Höhe begrenzt, zu der geladene Teilchen aufsteigen können. Wie ersichtlich ist, ist das bei der in den Fig. 1-6 gezeigten Vorrichtung wegen der parallelen Anordnung des Bewegungsweges der Büchsen 116 und der Elektroden 52 nicht der Fall. In einer solchen Vorrichtung können Objekte, die ungefähr 15-20 cm über den Elektroden liegen, im allgemeinen nicht beschichtet werden.

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in Fig. 8 ist eine weitere Abwandlung der Vorrichtung gezeigt, in der anstelle der Verwendung einer freien oberen Kante des Leitbleches zur Bildung eines Kantenteiles, über den die geladenen Teilchen gehen müssen, das Leitblech 58''einen zusammengesetzten Schlitz 60'' besitzt, der aus drei geradlinigen Elementen "a", "b", "c" besteht, die sich in der Hauptrichtung des Bewegungsweges erstrecken. Das Leitblech 58'' wirkt zusammen mit dem Förder 112" ' in der Weise, daß die unteren Teile der Objekte, die von dem Förderer herabhängen, zunehmend freigegeben werden, wenn sie in der durch den Pfeil angezeigten Richtung weiterbewegt werden. Es sei darauf hingewiesen,.daß das Mittelteil "b" des Sch litzes 60'' im wesentlichen horizontal ist, wodurch keine neuen Oharflächenteile während des Durchganges durch diesen Teil der Beschichtung ausgesetzt werden. Dadurch erfolgt eine Beaufschlagung über eine längere Zeit, was bei einem Objekt wünschenswert sein kann, dessen Mittelteil etwas unzugänglich ist oder auf dem eine stärkere Besdichtung gewünscht wird. Aus dieser einfachen Darstellung wird ersichtlich, daß viele Abänderungen der Ausbildung äeä Kantenteiles möglich sind, um dadurch viele verschiedene Beschichtungswirkungen zu erhalten. Obwohl kontinuierliche geradlinige Kantenteile gezeigt worden sind, können in manchen Fällen gegebenenfalls diskontinuierliche Kanten oder gekrümmte Teile zum Erhalten der gewünschten Beaufschlagung verwendet werden.

Die Anlage kann auch dadurch abgewandelt werden, daß andere Anordnungen und eine größere oder kleinere Anzahl von Elektroden, Luftkammern usw. vorgesehen werden zur Erzeugung des Wolkenkammereffektes und, um die Objekte während des Hindurchgehens durch den Bewegungsweg verschiedenen Bedingungen auszusetzen. Obwohl es nicht besonders diskutiert worden ist, ist erkennbar, daß ein Einzelwirkungswirbelbett verwendet werden kann, bei dem die Objekte nur hinter einem dazwischen angeordneten Ablenkblech vorbeigehen.

Obwohl die bei dem Aufbau verwendeten Materialien für den Fachmann klar sind, soll erwähnt werden, daß das Wirbelbett bevorzugt

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aus Plastik oder einem anderen dielektrischen Material hergestellt wird, so daß eine Störung durch Elemente daraus vermieden wird mit einer wirksamen Ablagerung der Puderteilchen auf den Objekten. Es soll auch darauf hingewiesen werden, daß, obwohl die Objekte bevorzugt während des Niederschiagens auf Erdpotential gehalten werden, diese auch auf einem anderen Spannungspotential gehalten werden, so lange geeignete Anziehungs- und Adhesionskräfte erzeugt werden. Darüber hinaus können elektrische Verbindungen mit den Objekten in manchen Fällen gänzlich weggelassen werden;

Faktisch kann jeder Teilchenpuder verwendet werden, der üblicherweise als elektrostatischer Beschichtungspuder verwendet wird, ' um die geladenen Teilchen zu liefern. Beispielsweise können Harze wie Polyvinylchlorid, Polypropylen, Polyethylen, Epoxyharze, Acrylstoffe und Polyester verwendet werden. Aus den zahllosen Fällen,· bei denen die dargestellte Anlage verwendet werden kann, sei die Beschichtung von Aerosol und Nahrungs- und Flüssigkeitsverpackungsdosen, Tanks für Feuerlöscher und Gasspeicher, Transformatorengehäuse und Kästen verschiedener Arten und Formen genannt.

Durch die Erfindung wird eine neue Wirbelbettanlage und „ein System geschaffen, in dem Gegenstände von beträchtlicher axialer Länge gleichmäßig mit geladenen Teilchen von einer Wolke aus denselben beschichtet werden können. Die Vorrichtung ist sehr wirksam, sicher und arbeitet zuverläßig und ist doch einfach und billig herzustellen. Die Erfindung liefert ferner ein neues Verfahren zur Beschichtung solcher Objekte mit geladenen Teilchen, die in einem elektrostatischen Wirbelbett erzeugt werden.

Die Erfindung kann also dahingehend zusammengefaßt werden, daß Gegenstände in einer elektrostatischen Wirbelbettvorrichtung beschichtet werden, die eine mechanische Begrenzung besitzt, welche wirksam zwischen der Wolke der geladenen Teilchen und dem Bewegungsweg für die durch diesen beförderten Gegenstände angeordnet ist. Die Begrenzung umfaßt ein aufrechtstehendes Ablenk-

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blech mit einem Kantenteil, der so ausgebildet ist, daß er verschiedene vertikale Teile des Gegenstandes freigibt, der hindurchbefördert wird. Grundsätzlich sind am Anfang des Bewegungsweges die unteren Teile der Gegenstände durch das Ablenkblech abgedeckt, um anfangs einen Niederschlag auf den oberen Oberflächen zu fördern. Beim Fortschreiten entlang des Bewegungsweges werden die unteren Teile des Gegenstandes zunehmend mehr freigesetzt, so daß eine vollständige und gleichmäßige Beschichtung derselben erfolgt.

Claims

Patentansprüche Vorrichtung zur elektrostatischen Beschichtung eines Gegenandes, gekennzeichnet durch ein Wirbelbett mit wenigstens einer ersten Elektrode zur Erzeugung einer Wolke aus elektrostatisch geladenen Teilchen, Mittel zur Beförderung eines Gegenstandes entlang eines Bewegungsweges neben dem Wirbelbett und eine mechanische Begrenzung, die wirksam zwischen dem Wirbelbett und dem Bewegungsweg angeordnet ist und die wenigstens ein erstes aufrechtes Ablenkblech enthält, welches in einem seitlichen Abstand zu einer Seite des Bewegungsweges angeordnet ist und sich über wenigstens einen Teil desselben erstreckt, wobei das Ablenkblech einen Kantenteil über der Elektrode des Wirbelbettes besitzt, über den Teilchen von dem Bett zu dem Bewegungsweg gelangen können, wobei der Kantenteil für eine horizontale Abdeckung mit verschiedenen vertikalen Teilen des Gegenstandes ausgebildet ist, wenn dieser entlang des Bewegungsweges geführt wird, so daß die Teilchen von dem Wirbelbett wirksam gegenüber dem Gegenstand aufgeladen werden können, um eine elektrostatische Anziehung zwischen diesen und ein Niederschlagen der Teilchen auf den*verschiedenen vertikalen Teilen desselben zu erzielen, wenn solche Teile hinter dem Ablenkblech während des Vorbeigehens des Objektes freigegeben werden. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kantenteil des Ablenkbleches im wesentlichen geradlinig ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kantenteil schräg nach unten in Vorwärtsrichtung des Bewegungsweges ausgebildet ist und daß der Bewegungsweg im wesentlichen horizontal verläuft. 3 0 9849/0456 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kantenteil im wesentlichen horizontal ausgebildet ist und der Bewegungsweg unter einem Winkel gegen diesen liegt. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kantenteil eine komplexe Konfiguration besitzt. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkblech eine freie obere Kante besitzt, cfie den Kantenteil bildet. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenkblech einen langgestreckten Schlitz besitzt, der sich im wesentlichen in Richtung des Bewegungsweges erstreckt und den Kantenteil des Ablenkbleches bildet. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsmittel ein zweites Aufrechtstehendes Ablenkblech einschließen, das ähnlich dem ersten Ablenkblech ausgebildet ist und in einem seitlichen Abstand auf der entgegengesetzten Seite des Bewegungsweges angeordnet ist, daß das erste und das zweite Ablenkblech im wesentlichen transversal abgeglichen ist mit dem Bewegungsweg dazwischen, um gleichzeitig die Beschichtung von zwei Seiten des dazwischen weiterbeförderten Gegenstandes zu ermöglichen. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungsweg und die Ablenkbleche im wesentlichen geradlinig sind und sich parallel zueinander erstrecken. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer Mittel zur Befestigung einer Mehrzahl von Gegenständen daran besitzt, um diese aufeinanderfolgend durch den Bewegungsweg hindurchzuführen. 309849/0 4 55

1.1. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel des Förderers so ausgebildet sind, daß sie jeden Gegenstand während des Hindurchführen durch den Bewegungsweg um seine vertJale Achse drehen können.

12. Vorrichtung nach Anspruch TO, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem.Förderer verbundene elektrische Mittel vorgesehen sind, die diesen auf Erdpotential halten, und daß die Befestigungsmittel elektrisch leitend sind, um dadurch dief x^gensi§n§.e zu

. erden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode im wesentlichen planar ausgebildet und im wesentlichen horizontal in dem Wirbelbet€ angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wirbelbett wenigstens eine zweite Elektrode besitzt, die elektrisch unabhängig von der ersten Elektrode ist, um erste und zweite Zonen verschiedener Spannung darin zu bilden, wobei sich die erste Elektrode entlang des Bewegungswegteiles zur Bildung einer ersten Zone und die zweite Elektrode entlang eines zweiten Teiles des Bewegungsweges außerhalb von dem ersten Teil zur Bildung einer zweiten Zone erstrecken, und daß die Vorrichtung im wesentlichen frei ist von Störungen zwischen der zweiten Elektrode und dem zweiten Teil des Bewegungsweges zur Erleichterung des Niederschiagens der geladenen Teilchen von der zweiten Zone auf einem Bodenteil des Objektes während des Darüberhinweggehens.

15. Verfahren zur elektrostatischen Beschichtung eines Gegenstandes, gekennzeichnet durch

Erzeugung einer Wolke elektrostatisch geladener Teilchen neben einer Seite eines aufrechtstehenden Ablenkbleches mit einem Kantenteil, der ein Darüberhinweggehen der geladenen Teilchen von der Wolke erlaubt,

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das Hindurchführen eines zu beschichtenden Objektes neben der anderen Seite des Ablenkbleches entlang eines vorbestimmten Bewegungsweges hinter dem Kantenteil,

wobei das Ablenkblech einen Kontakt der Teilchen mit wenigstens einem axialen Teil des Gegenstandes verhindert, und der Kantenteil so ausgebildet ist, daß er den axialen Teil fortschreitend für einen Kontakt mit den Teilchen während des Hindurchgehens des Objektes entlang des Bewegungsweges freigibt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Objekten aufeinanderfolgend durch den Bewegungsweg zur Beschichtung geführt werden.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Bewegungsweg zwischen zwei solchen Ablenkblechen erstreckt und daß eine Wolke elektrostatisch geladener Teilchen neben der äußeren Seite von jedem der Ablenkbleche erzeugt wird, um gleichzeitig Teilchen auf die entgegengesetzten Seiten des Gegenstandes während- des Hindurchgehens auftreffen zu lassen.

18. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zweite Wolke elektrostatisch geladener Teilchen an einer Stelle in einem Abstand entlang des Bewegungsweges von der Stelle der erstgenannten Wolke erzeugt wird und daß die Teilchen der zweiten Wolke eine Ladung von im wesentlichen anderer Größe besitzen als die Teilchen der 'erstgenannten Wolke.

19. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand nach dem Niederschlagen der Teilchen auf demselben erhitzt wird und die Teilchen durch ein wärmeverschmelzbares Material gebildet werden und durch die Erwärmung eine geschmolzene Beschichtung auf dem Gegenstand gebildet wird.

20. System zum elektrostatischen Beschichten einer Mehrzahl entlang eines vorbestimmten Weges transportierter Gegenstände, mit einer Wirbelbettanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die.Wirbel-

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bettanlage einen im wesentlichen geschlossenen Behälter mit einem Durchgang für den Transport der in diesen herabhängenden Gegenstände durch diesen hindurch und wenigstens eine erste sich entlang der einen Seite des Durchgangweges erstreckende Luftkammer, die eine Eingangsöffnung für Druckluft und eine nach oben gerichtete öffnung besitzt,

eine poröse Platte und eine die öffnung überbrückende Elektrode und eine Begrenzung zwischen der Luftkammer und dem Durchgangsweg mit einem oberen Kantenteil in einem Abstand über der Elektrode, aufweist und

daß der Kantenteil so ausgebildet.ist, daß er mit verschiedenen vertikalen Teilen der Gegenstände zusammenfällt wenn diese durch den Durchgangsweg entlang eines vorbestimmten Weges geführt werden, so daß eine Wolke geladener Teilchen des Beschichtungsmaterials über der porösen Platte und der Elektrode der Luftkammer erzeugt werden kann, '

und daß die Teilchen elektrostatisch angezogen und auf die verschiedenen Teile der Gegenstände niedergeschlagen werden, die wirksam entgegengesetzt zu solchen Teilen geladen sind, die hinter der Begrenzung während des Hindurchführen durch den Durchgang freigesetzt sind.

21. System nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter der Wirbelbettanlage eine zweite Luftkammer besitzt, die im wesentlichen gleich der erstgenannten Luftkammer ist und sich entlang der gegenüberliegenden Seite von dem Durchgangsweg erstreckt, wobei die Einheit zusätzlich eine zweite poröse Platte und eine die öffnung der zweiten Kammer überbrückende Elektrode besitzt,

und daß auch eine zweite Begrenzung von im wesentlichen der gleichen Konfiguration wie der erstgenannten Begrenzung zwischen der zweiten Luftkammer und dem Durchgangsweg vorgesehen ist, wodurch es möglich wird, mit der Anlage gleichzeitig entgegengesetzte Seiten der durch den Durchgangsweg hindurchgeführten Gegenstände mit geladenen Teilchen von über der ersten und der zweiten Luftkammer erzeugten Wolken zu beschichten.

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22. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter der Wirbelbettanlage eine dritte Luftkammer aufweist, die in Richtung des Bewegungsweges stromabwärts von der ersten und der zweiten Luftkammer angeordnet ist, wobei die dritte Luftkamer auch eine nach oben gerichtete öffnung mit einer dritten porösen Platte und einer diese überbrückenden dritten Elektrode besitzt, und daß die Anlage im wesentlichen frei ist von Hindernissen zwischen der dritten Elektrode und dem Durchgangsweg, wodurch es.erleichtert wird, geladene Teilchen einer über der dritten Luftkammer erzeugten Wolke auf Bodenteilen der Gegenstände während des Hindurchführens durch den Durchgang niederzuschlagen.

23. System nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode elektrisch unabhängig von der ersten und zweiten Elektrode ist und daß sie für eine Ladung auf eine Spannung, die niedriger ist als die Spannungen von diesen, angepaßt ist.

24. System nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter ein Paar aufrechtstehender paralleler innerer Wände besitzt, die einen Teil der ersten und zweiten Luftkammern und des zwischen ihnen liegenden Durchgangsweges bilden, und daß die ersten und zweiten Begrenzungen zur vertikalen Einstellung auf diesen inneren Wänden montiert sind_e

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