ES2303074T3 - Procedimiento de revestimiento de objetos, asi como disposicion de electrodo e instalacion de revestimiento. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de revestimiento electrostáticamente asistido de objetos (3) con un material de revestimiento (15), caracterizado porque el al menos un electrodo (9; 20) generador de campo es puesto en vibración al menos temporalmente, de preferencia permanentemente, durante un proceso de revestimiento.

Description

Procedimiento de revestimiento de objetos, así como disposición de electrodo e instalación de revestimiento.

La invención concierne a un procedimiento para el revestimiento electrostáticamente asistido de objetos con un material de revestimiento. Asimismo, la invención concierne a una disposición de electrodo para generar un campo eléctrico en instalaciones de revestimiento electrostáticamente asistidas y a una instalación de revestimiento electrostático.

Es bien conocido el recurso de influir electrostáticamente sobre un material de revestimiento al revestir objetos y este recurso tiene por objeto una deposición lo mejor posible de las partículas de revestimiento sobre el objeto. Esta clase de revestimiento se aplica en muchos sectores, especialmente en el revestimiento de la costura de soldadura en el lado interior de cuerpos de botes o latas con un material de revestimiento en forma de polvo, tal como se conoce, por ejemplo, por el documento DE-A-42 27 455. Es conocido también el recurso de proteger el electrodo generador de campo por medio de un anillo contra la solicitación directa por parte de la mezcla de polvo/aire y también barrer adicionalmente el electrodo con una corriente de aire para mantener en un mínimo el ensuciamiento del electrodo por efecto de partículas de polvo. Sin embargo, según el tipo de polvo, se puede producir una deposición más o menos adherente de polvo en el electrodo, siendo problemático a este respecto especialmente un polvo de revestimiento de poliamida y tendiendo éste a una sinterización en el electrodo. Un electrodo ensuciado modifica las condiciones de funcionamiento para el revestimiento y requiere en todo caso una interrupción del funcionamiento de la instalación de revestimiento. La invención se basa en el problema de crear un procedimiento de revestimiento mejorado electrostáticamente asistido.

Este problema se resuelve con las particularidades caracterizadoras de la reivindicación 1.

Se ha visto que un electrodo sometido a vibración se ensucia en grado netamente menor. Se reduce fuertemente la adherencia de partículas o prácticamente se la impide por completo. Mediante el electrodo vibrante no se influye negativamente en este caso sobre la calidad del revestimiento y tampoco es en general necesario variar los parámetros de funcionamiento del proceso de revestimiento. La vibración se efectúa sustancialmente en sentido transversal a la dirección de las líneas de campo eléctricas y/o en la dirección de las líneas del campo producido por el electrodo.

Preferiblemente, se revisten de esta manera objetos movidos, ya que entonces los objetos se mueven en general con alta velocidad una sola vez por delante del sitio de revestimiento, con lo que ya no se puede corregir un revestimiento reducido a consecuencia de ensuciamiento del electrodo. En particular, esto es lo que ocurre en el revestimiento de la zona de la costura de soldadura en el interior de cuerpos de botes, lo que representa la aplicación preferida de la invención.

Se prefiere una ejecución oscilante del electrodo de modo que éste pueda ser puesto en oscilación o llevado a un estado de vibración con ayuda de un medio de estimulación. El medio de estimulación puede actuar, por ejemplo, por vía electromagnética o piezoeléctrica. No obstante, se prefiere una ejecución tal del electrodo que éste pueda ser puesto en oscilación por una corriente de aire, análogamente a lo que ocurre con la lengüeta soplada de un instrumento de viento musical. Como se ha mencionado, es conocido el recurso de prever una corriente de aire de barrido para el electrodo y se prefiere emplear precisamente aire de barrido como accionamiento para la generación de la oscilación.

Como alternativa o adicionalmente a la vibración del electrodo, es posible que, en el caso de una disposición de electrodo estacionaria y objetos movidos por delante de ella, se haga móvil el electrodo en forma accionada, por ejemplo como electrodo rotativo. Este movimiento del electrodo, en el caso de una disposición de electrodo fundamentalmente estacionario durante el revestimiento, puede reducir o evitar el ensuciamiento del electrodo por material de revestimiento. El movimiento del electrodo, por ejemplo su rotación, puede producirse por medio de un motor eléctrico o bien por vía neumática y, por ejemplo, nuevamente por efecto del aire de barrido mencionado.

La invención se basa también en el problema de crear una disposición de electrodo mejorada y un dispositivo de revestimiento mejorado.

Este problema se resuelve según las reivindicaciones 10 y 17, respectivamente.

De esta manera, se logran las ventajas explicadas con ayuda del procedimiento.

Las ventajas de formas de realización preferidas explicadas con ayuda del procedimiento afectan también a las formas de realización preferidas de la disposición de electrodo y del dispositivo de revestimiento. En particular, la estimulación de oscilación por medio de una corriente de aire da como resultado una construcción especialmente sencilla en instalaciones de revestimiento y especialmente en instalaciones de revestimiento de botes que están concebidas ya para proporcionar una corriente de aire (corriente de aire de barrido). Esto permite una sencilla incorporación posterior de tales disposiciones de electrodo en dispositivos de revestimiento ya existentes.

Como alternativa, en una disposición de electrodo estacionaria o en un dispositivo de revestimiento con una disposición de electrodo estacionaria puede estar previsto también un electrodo movido, por ejemplo un electrodo movido a rotación; esto en todo caso en combinación con una vibración del electrodo.

En lo que sigue se explican ejemplos de realización de la invención con más detalle ayudándose de los dibujos. Muestran en éstos:

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La figura 1, esquemáticamente en representación en sección, el revestimiento de un cuerpo de bote;

La figura 2, una representación en sección de una disposición de electrodo según la invención;

La figura 3, una vista en planta de la disposición de electrodo de la figura 2;

La figura 4, otro ejemplo de realización de la invención; y

La figura 5, una forma de realización más de la invención.

La figura 1 muestra esquemáticamente las condiciones para el revestimiento de costuras de soldadura de botes en el lado interior de tales botes como ejemplo de objetos que se deben revestir. Sin embargo, la invención que se explica seguidamente se puede aplicar también al revestimiento electrostáticamente asistido de otros objetos, si bien el revestimiento de la costura de soldadura de botes es la aplicación preferida. En general, se utiliza aquí un material de revestimiento en forma de polvo, por ejemplo un polvo de poliamida. Tales materiales de revestimiento son conocidos y no se explican aquí con detalle. En el revestimiento de objetos es también conocido el recurso de utilizar materiales de revestimiento líquidos en forma de gotas, pudiendo aplicarse a esto también la presente invención. Estos materiales son también conocidos y no se explican aquí con detalle. En la figura 1 se ha insinuado un cuerpo de bote o lata 3 que se encuentra sobre el brazo 2 de un dispositivo de revestimiento 1. El bote es transportado aquí por una instalación de transporte conocida, no mostrada, con una elevada velocidad en la dirección de la flecha A. El cuerpo de bote 3 ha sido previamente soldado de una manera también conocida entre los rodillos de soldadura 11 y 12 de una máquina de soldadura de botes no representada con detalle, empleándose en general un electrodo intermedio de alambre sobre los rodillos de soldadura 11 y 12. El rodillo de soldadura inferior 11 está alojado de manera giratoria en el brazo inferior 10 de la máquina soldadora. Discurriendo a través de este brazo inferior 10 y penetrando seguidamente en el brazo 2 del dispositivo de revestimiento está previsto al menos un conducto 13 para transportar una mezcla de polvo de revestimiento-aire. El polvo de revestimiento es transportado de manera conocida por aire de transporte a través de la máquina soldadora y a lo largo del conducto 13 hasta el dispositivo de revestimiento 1. En la figura se representa la mezcla de polvo-aire en el conducto 13 con flechas 15 y como una nube 15 en el sitio de salida 4 del dispositivo de revestimiento 1. El polvo de revestimiento llega en la salida del sitio de salida 4 al lado interior del cuerpo de bote 3 y a su costura de soldadura no revestida y forma allí una capa que se cuece a continuación de manera conocida y que, una vez enfriada, forma sobre la costura de soldadura un revestimiento hermético que completa en la zona de la costura de soldadura el revestimiento interior del cuerpo de bote. Esto es conocido y no tiene que explicarse aquí con más detalle. Como se representa en la figura 1, es conocido también el recurso de prever un electrodo de punta 7 que se alimenta con alta tensión a través de una fuente de tensión 8. En campo electrostático correspondientemente formado conduce de manera conocida a que se influya sobre el material de revestimiento y sobre su mejor adherencia al cuerpo de bote. Es conocido a este respecto el recurso de proteger el electrodo de punta por medio de un anillo de protección 18 contra el polvo de revestimiento y conducir también aire 17 exento de polvo por un conducto 14, como aire de barrido, alrededor del electrodo y dejar que este aire entre en el compartimiento 5 para proteger también el electrodo contra su revestimiento por parte del material de revestimiento. No obstante, se advierte que, a pesar de ello, no se producen deposiciones de polvo en el electrodo conocido 7, especialmente cuando se emplea polvo de poliamida como material de revestimiento. Se ha intentado ya hacer frente al ensuciamiento con polvo del electrodo 7, por un lado, por medio de un aumento de la velocidad del aire de barrido, pero esto no ha llevado al resultado satisfactorio deseado. Se ha limitado también hacia arriba la velocidad del aire de barrido, ya que la nube 15 no deberá ser excesivamente perturbada por el aire de barrido saliente. Asimismo, se ha intentado aumentar aún más la alta tensión en el electrodo 7 para conseguir también así una repulsión incrementada del polvo desde el electrodo. Sin embargo, se advierte que no se deberá sobrepasar el intervalo usual de aproximadamente 20 kV de tensión y una tensión máxima de 25 kV. En realidad, a una tensión demasiado alta se produce el efecto de que se carga también la capa de barniz situada junto a la zona no revestida de la costura de soldadura en el lado interior del bote, lo que a su vez conduce a una repulsión del polvo de revestimiento. Por tanto, es deseable que los parámetros de velocidad del aire de barrido usuales en una disposición de esta clase se conserven en lo posible de manera que correspondan a una cantidad de aire de barrido de aproximadamente 1 a 2 litros/minuto, y que también la alta tensión se conserve en lo posible en el rango de aproximadamente 20 kV. Naturalmente, para otras situaciones de revestimiento, tales como otros objetos a revestir y otros materiales de revestimiento, se aplican respectivos valores estándar diferentes, pero también allí existe la tendencia a conservar en lo posible los valores estándar empleados para un buen
revestimiento.

Las figuras 2 y 3 muestran ahora una forma de realización de una disposición de electrodo 6 según la invención y para explicar el procedimiento según la invención. Esta disposición de electrodo 6 puede utilizarse directamente en lugar de la disposición de electrodo 6' representada en la figura 1. Los mismos símbolos de referencia muestran aquí los mismos elementos, y en particular se designan nuevamente el conducto de aire de barrido con 14 y el aire de barrido con las flechas 17. La flecha 15 por encima de la disposición de electrodo 6 muestra el recorrido de la mezcla de aire-polvo 15 según la figura 1. La disposición de electrodo 6 está montada aquí generalmente en el dispositivo 1 de la figura 1 de modo que resulta una posición semejante del electrodo 9 de la disposición de electrodo 6 según la invención que está a una distancia sustancialmente constante de la superficie del objeto a revestir, tal como esto corresponde al electrodo 7 según el estado de la técnica. No obstante, son posibles también otras posibilidades de montaje cuando se genere así el campo electrostático deseado por medio del electrodo 9. Éste está unido nuevamente con una fuente 8 de alta tensión que genera preferiblemente también una tensión continua en el rango de 20 kV.

Según la invención, el electrodo 9 está configurado como un electrodo vibrante u oscilante. En la forma de realización según las figuras 2 y 3 el electrodo está configurado como un electrodo a manera de lengüeta elástica, fijado por un extremo y dejado al descubierto por el otro, cuyo electrodo está dispuesto preferiblemente delante de la abertura 25' de un compartimiento de resonancia 25. La figura 2 muestra una sección vertical a través de la disposición de electrodo 6 con el electrodo 9 y la figura 3 muestra un alzado frontal en la dirección de la flecha B de la figura 2. Puede apreciarse que el electrodo oscilante 9 está dispuesto con un medio de fijación 20 delante de la abertura 25' del compartimiento de resonancia 25 y corresponde en su forma exterior sustancialmente a esta abertura, de modo que se forman tan sólo una estrecha rendija 19 entre la abertura 25' y el electrodo 9. La anchura de esta rendija asciende, por ejemplo, a tan sólo 1/10 mm. En general, se han de evitar tamaños de rendija más pequeños para polvos convencionales de revestimiento de botes, ya que, en caso contrario, pueden quedar firmemente aprisionadas partículas de polvo en la rendija 19. Se puede elegir una anchura algo mayor de la rendija 19, pero ésta tiene que estar dimensionada de modo que resulte una oscilación del electrodo 9 de forma de lengüeta a consecuencia de la alimentación 17 de aire de barrido. En efecto, el aire de barrido sale a través de la rendija y hace entonces que el electrodo 9 realice la vibración u oscilación deseada según la invención. Por tanto, en esta forma de realización preferida se genera la oscilación del electrodo por medio de una corriente de aire que consiste preferiblemente en la corriente 17 de aire de barrido. Naturalmente, en otras aplicaciones de revestimiento en las que no esté prevista una corriente de aire de barrido se pueden emplear otras posibilidades para estimular la oscilación del electrodo, tal como, por ejemplo, una estimulación de oscilación piezoeléctrica o electromagnética. No obstante, en tales aplicaciones se puede generar también una corriente de aire especial que sirva después para estimular la oscilación. Naturalmente, la oscilación con una corriente de aire puede lograrse también de otra manera conocida, por ejemplo haciendo que una corriente de aire que sale de una boquilla circule sobre el canto superior de un electrodo y lo desvíe en forma vibrante.

Como punto de arranque para una oscilación que mantenga al electrodo 9 eficazmente libre de ensuciamientos con polvo, se puede proporcionar una frecuencia de oscilación de aproximadamente 500 Hz a una amplitud de aproximadamente 0,5 mm en el extremo libre del electrodo 9. Naturalmente, la frecuencia de oscilación y la amplitud pueden elegirse libremente dentro de un intervalo bastante amplio. La frecuencia de oscilación citada se ajusta a la cantidad de aire convencional de 1 a 2 litros/minuto cuando se eligen aproximadamente las siguientes dimensiones para la disposición de electro 6 de la figura 2. Como longitud x del compartimiento de alimentación 24 para la alimentación del flujo de aire 17 al compartimiento de resonancia 25, aproximadamente 60 mm. Como altura y del compartimiento 24, aproximadamente 6 mm. Se ha visto que la estimulación de oscilación y el mantenimiento de la oscilación se realizan mejor cuando está antepuesto al compartimiento de resonancia 25 un compartimiento 24 de esta clase en lugar de la introducción directa del conducto 14 en el compartimiento de resonancia 25. Para el propio compartimiento de resonancia 25 han demostrado ser adecuadas una altura v de aproximadamente 10 mm y una anchura u de aproximadamente 5 mm cuando la altura h de la parte de lengüeta libre del electrodo 9 ascienda aproximadamente a 6-7 mm y la anchura b del electrodo ascienda aproximadamente a 2 mm, siendo el espesor de éste de aproximadamente 0,05 mm. El electrodo está formado aquí por un acero para muelles y presenta preferiblemente la forma a manera de lengüeta que se muestra en la figura 3. Sin embargo, es también enteramente posible prever un electrodo 9', por ejemplo de forma de rectángulo, tal como se ha insinuado en la figura 3 con líneas interrumpidas. La carcasa de la disposición de electrodo 6 está hecha preferiblemente de plástico. La fuente de tensión 8 que se conecta al electrodo 9 es la misma fuente de tensión que se emplea en el electrodo de punta convencional. Naturalmente, en otras aplicaciones de revestimiento se puede utilizar un electrodo conformado de otra manera y provisto de otras dimensiones. Por supuesto, las dimensiones de la disposición de electrodo 6 son también variables dentro de un amplio intervalo y un compartimiento de resonancia es necesario en general tan sólo cuando se efectúa la estimulación de oscilación por medio de una corriente de aire. Si se emplea otra posibilidad de estimulación de oscilación, por ejemplo una estimulación de oscilación piezoeléctrica o electromagnética, por medio de la cual se somete directamente el electrodo oscilante a una oscilación forzosa, no se necesitan entonces en absoluto, naturalmente, la alimentación de aire ni los compartimientos 24 y 25. Para evitar la deposición de material de revestimiento se puede emplear también, y puede bastar para ello, una estimulación de vibración por medio de un elemento percutor que ponga al electrodo 9 en vibración sólo temporalmente por medio de un golpe aplicado al electrodo o en todo caso a una parte de carcasa o parte de sujeción contigua. La estimulación de oscilación del electrodo puede tener lugar aquí periódicamente o a intervalos aleatoriamente
elegidos.

La figura 4 muestra esquemáticamente otra forma de realización en la que está previsto un electrodo de punta en sí convencional dentro de la disposición de electrodo 6. Este electrodo de punta 29, que está unido nuevamente con la fuente de tensión 8, está fijado sobre un zócalo 30 que forma el elemento vibrante propiamente dicho. El electrodo 29 es aquí rígido y sigue únicamente al movimiento del electrodo vibrante. Para la realización de vibraciones, este zócalo puede a su vez ser accionado por vía piezoeléctrica, por vía electromagnética o por motor eléctrico o bien de otra manera conocida. Estas vibraciones pueden producirse aquí en la dirección de la flecha C y/o de la flecha D. De esta manera, se puede someter a vibración un electrodo de punta rígido y cilíndrico en su zona inferior, por ejemplo en un intervalo de 100 Hz hasta también 500 Hz o más. Se puede impedir también de esta manera, por la vibración del electrodo, la deposición de material de revestimiento. Además, se puede utilizar aire de barrido 17 de manera conocida, con lo que el aire de barrido sirve para la operación de barrido y no se aprovecha para la generación de vibraciones.

Según otro aspecto de la invención, que puede apreciarse en la figura 5, no se somete a vibraciones el electrodo, sino que éste se mueve de otra manera, preferiblemente girándolo alrededor de un eje E. En el ejemplo mostrado de la figura 5 están dispuestos en la disposición de electrodo 6 dos electrodos 39 sobre un soporte 38 que es giratorio, juntamente con el árbol 37, alrededor del eje de giro E citado. Los electrodos están nuevamente unidos con la fuente de tensión U. El giro puede efectuarse, por ejemplo, por medio de un motor eléctrico o bien se podría utilizar nuevamente un flujo de aire, por ejemplo el flujo de aire de barrido 17, para accionar los electrodos 39, lo que es posible por medio de una ejecución correspondiente a modo de molinete del soporte 38. La disposición de electrodo 6 es aquí estacionaria respecto de los objetos 3 nuevamente movidos y sólo se mueven el electrodo individual o los electrodos individuales 39.

Claims (17)

1. Procedimiento de revestimiento electrostáticamente asistido de objetos (3) con un material de revestimiento (15), caracterizado porque el al menos un electrodo (9; 20) generador de campo es puesto en vibración al menos temporalmente, de preferencia permanentemente, durante un proceso de revestimiento.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los objetos (3) se mueven a lo largo del electrodo vibrante estacionario (9; 29) y son especialmente cuerpos de botes o latas en los que se reviste su zona de costura interior, especialmente con un material de revestimiento en forma de polvo.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el electrodo está configurado como un elemento oscilante (9) y es estimulado a vibrar por un medio de estimulación (17).

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el electrodo es estimulado a vibrar por una corriente de aire (17), especialmente una corriente de aire de barrido.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el electrodo (9) es de forma de lámina y está dispuesto especialmente en forma de lengüeta delante de la abertura (25') de un compartimiento de resonancia (25), y porque el aire (17) se conduce a través de una rendija (19) formada entre el electrodo (9) y la abertura (25').

6. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el electrodo (29) está configurado como un elemento sustancialmente rígido que es movido de forma oscilante por un medio de accionamiento (30).

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el electrodo (29) es bañado por aire de barrido.

8. Procedimiento de revestimiento electrostáticamente asistido de objetos movidos (3) con un material de revestimiento, con una disposición de electrodo (6) dispuesta en posición estacionaria y distanciada de los objetos y que comprende al menos un electrodo (39), caracterizado porque el electrodo (39) se mueve bajo accionamiento al menos temporalmente durante el revestimiento, siendo especialmente movido bajo accionamiento a rotación alrededor de un eje de giro (E).

9. Procedimiento según la reivindicación (8), caracterizado porque el electrodo (39) es movido por una corriente de aire (17) o por un motor eléctrico.

10. Disposición de electrodo (6) para generar un campo eléctrico en dispositivos de revestimiento electrostáticamente asistidos, caracterizada porque la disposición (6) presenta al menos un electrodo (9; 29) que puede moverse en forma vibrante.

11. Disposición de electrodo según la reivindicación 10, caracterizada porque el electrodo está configurado como un electrodo flexible (9) que puede ser estimulado a oscilar, especialmente como un electrodo (9) que puede ser estimulado a vibrar por una corriente de aire.

12. Disposición de electrodo según la reivindicación 11, caracterizada porque el electrodo (9) está configurado sustancialmente en forma de lámina, especialmente en forma de lengüeta, y está fijado por un lado.

13. Disposición de electrodo según una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizada porque el electrodo está fijado, formando una rendija de aire (19), delante de la abertura (25') de un compartimiento (25) de la disposición que está unido con una entrada de aire de la disposición (6).

14. Disposición de electrodo según la reivindicación 10, caracterizada porque el electrodo (29) está configurado como un electrodo sustancialmente rígido, especialmente como un electrodo de punta que está fijado en o sobre un elemento vibrador (30).

15. Disposición de electrodo (36) para generar un campo eléctrico en dispositivos de revestimiento electrostáticamente asistidos, caracterizada porque la disposición (36) presenta al menos un electrodo accionado (39) dispuesta en forma giratoria alrededor de un eje de giro.

16. Disposición de electrodo según la reivindicación 15, caracterizada porque comprende un medio de accionamiento por motor eléctrico para el movimiento de giro o un medio de accionamiento (38) que puede ser hecho girar en forma accionada por un flujo de aire.

17. Dispositivo de revestimiento (1) para revestir objetos (3), especialmente objetos movidos, con una disposición de electrodo según una de las reivindicaciones 10 a 16.