DE4315223A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Potentialtrennung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Potentialtrennung elektrostatischer Farbauftragssysteme, bei welchen elek­ trisch leitfähige flüssige Farben oder Lacke, insbesondere Wasserlacke, auf Hochspannungspotential gebracht werden, bevor sie unter Verwendung einer isolierten Leitung der Verarbeitung zugeführt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Elektrostatische Farbauftragssysteme sind bekannt (US-PS 4 085 892, US-PS 3 122 320, DE-PS 29 00 660). Sie werden seit langem erfolgreich insbesondere bei der Be­ schichtung von Fahrzeugkarosserien eingesetzt, um kosten­ günstig eine möglichst gleichmäßige Beschichtungsoberfläche zu erzeugen. Zu diesem Zweck befindet sich eine die Farb­ auftragsvorrichtung ringförmig umgebende Elektrodenanord­ nung oder die jeweilige Farbauftragsvorrichtung selbst auf Hochspannungspotential, ca. 70 bis 100 kV, während sich die Farbauftragsfläche, z. B. die Fahrzeugkarosserie, auf Erd­ potential befindet. Aufgrund der Potentialdifferenz zwi­ schen der Elektrodenanordnung bzw. der Farbauftragsvorrich­ tung und der Farbauftragsfläche bildet sich ein homogenes elektrisches Feld aus, welches dafür sorgt, daß die mecha­ nisch zerstäubten, elektrisch aufgeladenen Farbpartikel gleichmäßig auf der Beschichtungsoberfläche angelagert werden.

Die zur Verarbeitung vorgesehene Farbe wird hierbei im er­ sten Fall direkt aus einem geerdeten Vorratstank der Farb­ auftragsvorrichtung zugeführt. Im zweiten Fall (US-PS 3 122 320) wird die Farbe aus einem ebenfalls auf Hochspannungspotential befindlichen Vorratsbehälter solange der Farbauftragsvorrichtung zugeführt, bis der Behälter leer ist. Zum Befüllen des leeren Vorratsbehälters ist die­ ser zunächst vom Hochspannungspotential zu trennen, bevor das Befüllen aus einem geerdeten Vorratstank störungsfrei erfolgen kann.

Aufgrund der erforderlichen periodischen Wiederbefüllung des Vorratsbehälters ist ein kontinuierliches Arbeiten nicht möglich. Es ist daher ein besonderes Anliegen der Be­ nutzer von elektrostatischen Farbauftragssystemen, diese kontinuierlich einsetzen zu können.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der Erfindung ein Verfahren der eingangs genannten Art da­ hingehend zu verbessern, daß eine kontinuierliche Verarbei­ tung aufgrund stetiger Zufuhr von elektrisch leitfähiger flüssiger Farbe oder Lackfarbe ermöglicht ist, ohne durch elektrische Probleme gehindert zu sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, daß in die isolierte Leitung Gasblasen einge­ bracht werden, welche die in der Leitung befindliche aus Lack oder Farbe bestehende Flüssigkeitssäule in diskrete Flüssigkeitsportionen unterteilen, welche gegeneinander elektrisch isoliert sind, und daß vor Erreichen des jewei­ ligen Verarbeitungsortes das zugeführte Gas entfernt wird.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird zur Er­ zeugung der Gasblasen Druckluft in die isolierte Leitung eingebracht. Dabei kann zur Erzeugung der Gasblasen statt Druckluft auch die Einbringung von Stickstoff (N₂) oder Kohlendioxid (CO₂) oder ein anderes inertes Gas in die iso­ lierte Leitung eingebracht werden.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 4 an­ gegeben. Diese erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt eine isolierte Leitung aus elektrisch nichtleitendem Material, z. B. Kunststoff und ist vorzugsweise dadurch gekennzeich­ net, daß am Anfang der isolierten Leitung eine Gaszuführ­ öffnung vorgesehen ist und daß am Ende der isolierten Lei­ tung eine Gasentnahmeöffnung mit nachgeschalteter Unter­ druckpumpe zur Abführung des zugeführten Gases angeordnet ist.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß wenigstens zwei isolierte Leitungen zueinander parallel geschaltet sind. Dabei ist jede dieser Leitungen in gleicher Weise wie die zuvor beschriebene ein­ zige Leitung jeweils mit einer am Leitungsbeginn angeordne­ ten Gaszuführöffnung versehen, wobei statt dessen entspre­ chend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Verteiler mit einer Gaszuführöffnung vorgesehen ist, an welchen die Einzelleitungen anschließen, und daß diese wie­ derum auf eine Sammelleitung geführt werden, welche mit der Gasentnahmeöffnung zum Anschluß einer nachgeschalteten Un­ terdruckpumpe versehen ist.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin­ dung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiels sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestal­ tungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigt die einzige Figur eine erfindungsgemäße Vorrich­ tung.

Ein Farbauftragssystem 10 besitzt unter anderem eine Farb­ zuführleitung 12, in welcher die zum Farbauftrag vor­ gesehene elektrisch leitende flüssige Farbe oder Lack, ins­ besondere Wasserlack 14, einer hier nicht näher darge­ stellten Farbauftragsvorrichtung zugeführt wird. Die Farb­ zuführleitung 12 ist elektrisch nicht leitfähig ausgebildet und gegenüber der Umgebung isoliert angeordnet, so daß die in einem geerdeten Vorratsbehälter 16 gespeicherte elek­ trisch leitende Farbe 14 die einzige elektrisch leitende Verbindung bildet. Aus dem Vorratsbehälter 16 wird die Farbe 14 der Leitung 12 zugeführt, wobei in kurzem Abstand strömungsmäßig hinter der Einspeisestelle der Farbe in die Leitung 12 ein Gas, vorzugsweise Luft, in Form von Bla­ sen 18 in die in der Leitung 12 befindliche Farbe 14 einge­ bracht wird. Dabei ist bei der Bemessung des Querschnitts der Leitung 12 die Größe der injizierten Gasblasen 18 be­ rücksichtigt, so daß sichergestellt ist, daß die injizier­ ten Gasblasen jeweils den gesamten Querschnitt der Lei­ tung 12 ausfüllen und auf diese Weise diskrete Farbportio­ nen 20 gegeneinander begrenzen. Die Gasblasen bilden hier­ bei einen elektrischen Isolator für die zunächst auf Erdpo­ tential befindliche Farbe 14. Die Ausgangsseite der Lei­ tung 12, d. h. das mit der hier nicht näher gezeigten Farb­ auftragsvorrichtung verbundene Ende 13, liegt mit der sich anschließenden Farbauftragsvorrichtung auf Hochspannungs­ potential. Den injizierten Gasblasen 18 kommt nun die Aufgabe zu, die zwischen dem Beginn der Leitung 12 und ih­ rem Ende 13 bestehende Potentialdifferenz kontinuierlich abzubauen.

Entsprechend dieser Potentialdifferenz einerseits und der durch den Querschnitt der Leitung 12 bestimmten mittleren Dicke und der hierdurch sowie durch die Isolierfestigkeit des betreffenden Gases definierten elektrischen Durch­ schlagfestigkeit der Gasblasen andererseits ist die Min­ destlänge der isolierten Leitung 12 bestimmt.

Da die für den elektrostatischen Farbauftrag vorgesehene Farbe unter Einwirkung des Gases bei Austritt an die At­ mosphäre zur Schaumbildung neigt, ist am Ende 13 der Lei­ tung 12 eine Gasentnahmeeinrichtung 22 angeordnet, welcher ein Ablenkteil 24 vorgeschaltet ist, welches den Flüssig­ keitsstrom der Farbportionen 20 ablenkt, während die leich­ teren Gasblasen 18 schwerkraftbedingt dem oben angreifen­ den, von einer Pumpe 23, vorzugsweise Venturipumpe, erzeug­ ten Unterdruck folgt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Potentialtrennung elektrostatischer Farbauftragssysteme (10), bei welchen elektrisch leitfähige flüssige Farben oder Lacke (20), insbesondere Wasserlacke, auf Hochspannungspotential gebracht werden, bevor sie unter Verwendung einer isolierten Leitung (12) der Verarbeitung zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in die iso­ lierte Leitung (12) Gasblasen (18) eingebracht werden, wel­ che die in der Leitung (12) befindliche Flüssigkeit (14) in diskrete Flüssigkeitsportionen (20) unterteilen, die auf diese Weise gegeneinander elektrisch isoliert sind, und daß vor Erreichen des jeweiligen Verarbeitungsortes das zuge­ führte Gas (18) aus der Leitung (12) entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Gasblasen (18) Druckluft in die iso­ lierte Leitung (12) eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Gasblasen wahlweise Stickstoff, Kohlendioxid oder ein Inertgas in die isolierte Lei­ tung (12) eingebracht wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer isolierten Lei­ tung (12) aus elektrisch nichtleitendem Material, z. B. Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang der iso­ lierten Leitung (12) eine Gaszuführöffnung (17) vorgesehen ist und daß am Ende der isolierten Leitung eine Gasent­ nahmeöffnung (22) mit nachgeschalteter Unterdruckpumpe (23) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens zwei isolierte Leitungen (12) parallel zueinander geschaltet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß das über die Gaszuführöff­ nung (17) eingeleitete Gas sich in der Leitung (12) bla­ senförmig ausbildet und als Isolator für diskrete Flüs­ sigkeitsportionen (20) dient.