DE962590C

DE962590C - Einrichtung zur Herstellung von Lack-, Farb- oder Metallueberzuegen unter Verwendung eines elektrostatischen Feldes

Info

Publication number: DE962590C
Application number: DEK3941D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dr Wolfgang Ferrant
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1943-12-28
Filing date: 1943-12-28
Publication date: 1957-04-25

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 25. APRIL 1957

K 3941 IVc f 75 c

(Ges. v. 15, 7.1951)

Die Zerstäubung von Flüssigkeiten mit Hilfe eines elektrostatischen Feldes ist bereits um die Jahrhundertwende bekanntgeworden (vgl. USA.-Patentschriften 692 631, 705 691 und 745 276). Als Flüssigkeit für eine derartige elektrostatische Zerstäubung ist damals eine Kollodiumlösung zur Herstellung von Spinnfasern vorgeschlagen worden. Dabei kann nach einem Ausführungsbeispiel eine sich drehende trompetenförmig gestaltete Austrittsöffnung für die Flüssigkeit an einem Pol der Hochspannung liegen und die Gegenelektrode zur Aufrechterhaltung des elektrostatischen Feldes an dem entgegengesetzten Pol der Hochspannung, so daß die Wirkung eintritt, daß die Flüssigkeit durch das gleiche Feld elektrostatisch zerstaubt wird, durch das die Niederschlagung der Flüssigkeitsteilchen auf der Gegenelektrode in Form von Fasern bewirkt wird. Etwa ein viertel Jahrhundert später ist die Anwendung der um diese Zeit in der industriellen Entstaubung eingeführten elektrostatischen Gasreinigung von Siemens für die Herstellung von Lacküberzügen empfohlen worden (deutsche Patentschriften 508305 und 571004), Bei diesen Vorschlägen wird das elektrostatische Feld nach dem Vorbild der elektrostatischen Niederschlagskammern von Sprühdrähten gebildet. Wenige Jahre später (1932) ist wieder ein amerikanischer Vorschlag bekanntgeworden, der die

Elektrolackierung durch Anlegen der Hochspannung an eine Zerstäubereinrichtung empfiehlt. Um die gleiche Zeit sind zahlreiche Vorschläge für die Anwendung der elektrostatischen Zerstäubung von Flüssigkeiten auf den verschiedensten Gebieten der Technik gemacht worden, insbesondere die elektrostatische Eindampfung und Eindickung von Flüssigkeiten bei der bekannten Krause-Verdampfung (Deutsche Patentschrift 414593), die elektrostatische Zerstäubung von Motortreibstoff (Deutsche Patentschrift 483 912) und die elektrostatische Zerstäubung von Flüssigkeiten für die Schädlingsbekämpfung mit Hilfe von pistolenartig ausgebildeten Spritzvorrichtungen, deren Düsenkopf zugleich den Ansatzpunkt für die bekannte Koronaentladung zur elektrischen Aufladung der Flüssigkeitsteilchen bildet und deshalb als Spitze ausgebildet ist (USA.-Patentschriften 1 958 406 und 2 302 289).
Die Erfindung betrifft eine solche Einrichtung zur Herstellung von Lack-, Färb- oder Metallüberzügen, bei der der Düsenkopf der Spritzpistole oder Zerstäubungsanordnung derart schlank und sich nach der Austrittsstelle verjüngend ausgebildet ist, daß er im elektrischen Sinne die Form einer Spitze hat, die als Ansatzpunkt einer die Aufladung des zerstäubten Spritzgutes bewirkenden Koronaentladung dient. Nach der Erfindung ist außer den beiden von dem Düsenkopf und dem zu spritzenden Gegenstand gebildeten Elektroden eine dritte Elektrode (Zwischenelektrode) vorgesehen, die auf einem zwischen den Potentialen der beiden anderen Elektroden liegenden Potential gehalten wird. Diese Zwischenelektrode nach der Erfindung bringt für das Elektrolaekieren usw. je nach ihrer Stellung verschiedenartige Vorteile mit sich. Bei der in Abb. 2 der Zeichnung gewählten Stellung der mit R bezeichneten Zwischenelektrode um die an dem Düsenkopf D auftretende Koronaentladung K herum wird außer dem zwischen der Düsenmündung der dem zu lackierenden Gegenstand A aufrechterhaltenen elektrostatischen Feld ein zweites elektrostatisches Feld zwischen der Elektrode R und dem Gegenstand A aufrechterhalten. Dieses zweite elektrostatische Feld umschließt konzentrisch das erstgenannte bekannte elektrostatische Feld und bewirkt dadurch eine noch schärfere Zusammenfassung (Lenkung) des zerstäubten, elektrisch aufgeladenen Sprühstrahles nach dem Gegenstand A hin. Für den Fall, daß insbesondere bei sperrigen zu lackierenden Gegenständen A die Entfernung zwischen dem Düsenkopf D und dem zu spritzenden Gegenstand A so groß gemacht werden muß, daß eine Koronaentladung am Düsenkopf nicht mehr eintritt, bewirkt die Anordnung der Zwischenelektrode eine Koronaentladung im wesentlichen zwischen dem Düsenkopf D und der Zwischenelektrode R, so daß die Entfernung des zu spritzenden Gegenstandes von dem Düsenkopf und der Zwischenelektrode praktisch keinen Einfluß mehr auf das Einsetzen der Koronaentladung hat.

Damit die Koronaentladung jederzeit zustande kommt, muß der Abstand zwischen dem Düsenkopf und der Zwischenelektrode nach der Erfindung festgelegt sein. Zu diesem Zweck wird die Zwischenelektrode mittels eines Isolators an der Spritzelektrode oder Zerstäubungsanordnung befestigt. In der Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. An dem mit D bezeichneten Düsenkopf der Spritzpistole ist mittels eines Isolators B eine ringförmige ausgebildete Zwischenelektrode R befestigt. Der Ionisationsbereich der an dem Düsenkopf einsetzenden Koronaentladung ist durch einen gestrichelt gezeichneten Kreis K angedeutet, der in Abb. 1 in vergrößertem Maßstab mit einem Querschnitt durch die Düse dargestellt ist. In beiden Abbildungen ist der durch das Ionisationsgebiet der Koronaentladung hindurchgehende, aus dem Düsenmund austretende zersprühte Strahl mit S bezeichnet. Der Düsenkopf liegt an Erdpotential, die Zwischenelektrode R ist dagegen durch die Leitung C über einen Widerstand R₁ an eine Spannungsquelle U₁ und der zu spritzende Gegenstand A mittels einer Leitung E über einen Widerstand R₂ an eine Spannungsquelle U₂ angeschlossen. Der Widerstand R₁ ist so groß bemessen, daß die Zwischenelektrode gefahrlos berührt werden und eine etwa stattfindende Funkenentladung den zersprühten Strahl nicht zünden kann, weil ein gegebenenfalls auftretender Entladungsfunke infolge des hohen Widerstandes zu energiearm sein würde, um die zersprühte Spritzflüssigkeit — falls sie überhaupt brennbar ist — zünden zu können. Der in der Spannungszuleitung zu dem zu spritzenden Gegenstand A liegende Widerstand R₂ hat die gleiche Aufgabe wie der Widerstand R₁.

Man kann den Düsenkopf (statt wie in Abb. 2 an Erde) auch an Hochspannung legen und alsdann den zu spritzenden Gegenstand A an Erde; die Zwischenelektrode müßte auch in diesem Falle ein Potential erhalten, das zwischen dem Potential des Düsenkopfes und dem Erdpotential des zu spritzenden Gegenstandes liegt.

Eine konstruktiv besonders günstige Anordnung ergibt sich aber, wenn man die Zwischenelektrode erdet und sowohl den Düsenkopf als auch den zu spritzenden Gegenstand an von Erde abweichende Potentiale legt. Dann kann man nämlich die Zwischenelektrode gleichzeitig als den Düsenkopf umhüllenden geerdeten Mantel ausbilden. Die Einrichtung ist dann also vollständig berührungssicher, da beim Berühren der von der Zwischenelektrode gebildeten geerdeten Hülle auch nicht einmal ein energiearmer Funke auftreten kann. Der 1x5 Düsenkopf würde beispielsweise ein Potential von —10 kV gegen Erde und der zu spritzende Gegenstand ein Potential von + 40 kV gegen Erde erhalten. In die Spannungszuleitung zum Düsenkopf wird dann zweckmäßig ein Schutzwiderstand geschaltet.

Die in Abb. 1 im Querschnitt dargestellte Ausbildung des Düsenkopfes der Spritzpistole ist an sich bekannt und besteht aus der von dem Mantel L umgebenden Farbdüse F, die die Farbnadel JV enthält. Die mit M bezeichnete Düsenmündung ist

ebenfalls in an sich bekannter Weise derart schlank ausgebildet, daß sie im elektrischen Sinne eine Spitze bzw. den Ansatzpunkt für die Koronaentladung K bildet, die den austretenden Strahl S in dem mit Z bezeichneten Bereich ionisiert.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zur Herstellung von Lack-, Färb- oder Metallüberzügen, bei der der Düsenkopf der Spritzpistole oder Zerstäubungsanordnung derart schlank und sich nach der Austrittsstelle verjüngend ausgebildet ist, daß er im elektrischen Sinne die Form einer Spitze hat, die als Ansatzpunkt einer die Aufladung des zerstäubten Spritzgutes bewirkenden Koronaentladung dient, dadurch gekennzeichnet, daß außer den beiden von dem Düsenkopf und dem zu spritzenden Gegenstand gebildeten Elektroden eine dritte Elektrode (Zwischenelektrode) vorgesehen ist, die auf einem zwischen den Potentialen der beiden anderen Elektroden liegenden Potential gehalten wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektrode mittels eines Isolators an der Zerstäubungsanordnung befestigt ist.

3· Einrichtung nach Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektrode über einen so hohen Widerstand mit der Stromquelle verbunden ist, daß die Zwischenelektrode gefahrlos berührt werden und eine etwa stattfindende Funkenentladung den zersprühten Strahl nicht zünden kann.

4. Einrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektrode als die Zerstäubungsanordnung umhüllender Mantel ausgebildet und an Erdpotential angeschlossen ist, während die Zerstäubungsanordnung und der zu spritzende Gegenstand an von Erde abweichende Potentiale gelegt sind, wobei zweckmäßig in der Spannungszuleitung zur Zerstäubungsanordnung ein Schutzwiderstand angeordnet ist.

5. Einrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenkopf der Spritzpistole die von dem Mantel (L) umgebene Farbdüse (F) und die Farbnadel (N) enthält.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 414 593;
USA.-Patentschriften Nr. 1 855 869, 1 958 406, 2097233,2302289.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen