Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Gegenständen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Gegenständen durch elektrische Sprühentladung, welche ein Gehäuse und eine elektrisch isolierte Sprühelektrode hat. Solche Vorrichtungen sind insbesondere zur Behandlung von Folien allgemein bekannt und gebräuchlich, beispielsweise ist in der DE-A 2 550 810 eine solche Vorrichtung beschrieben.

[0002] Die Behandlung durch Sprühentladungen dient üblicherweise dazu, durch Aufrauhen einer Oberfläche ihre Benetzbarkeit und Haftfähigkeit zu erhöhen. Starke Verbreitung hat diese Art der Oberflächenbehandlung bei der Herstellung von Fotopapier gefunden. Bei Papier oder Folien kann man die Sprühelektrode fest anordnen und die Folie oder das Papier über eine der Sprühelektrode gegenüberliegende, geerdete Walze führen. Schwieriger wird die Behandlung durch Sprühentladungen, wenn die zu behandelnden Flächen dreidimensional sind. In der Autoindustrie werden beispielsweise die Scheiben seit einiger Zeit auf Karosserieflansche aufgeklebt. Da die Karosserie vor diesem Aufkleben der Scheiben lackiert werden muß, sind auch die Karosserieflansche lackiert. Das führt zu Haftungsschwierigkeiten des Klebers. Bisher behilft man sich durch Aufsprayen eines die Haftung verbessernden Mittels, was jedoch umständlich ist und zu einer Verschmutzung des den Karosserieflansch umgebenden Bereiches führt. Eine Behandlung des Karosserieflansches durch Sprühentladung wurde wegen der komplizierten Form des Karosserieflansches bislang noch nicht vorgenommen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung durch Sprühentladung zu entwickeln, deren Sprühelektrode leicht von Hand oder mittels eines Roboters entlang beliebiger, insbesondere auch dreidimensionaler Konturen, zu führen ist.

[0003] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse durch ein die Sprühelektrode umgebendes elektrisch leitendes, mit Masse verbundenes, frei führbares Außenrohr gebildet ist, aus dem die Sprühelektrode mit einem kurzen, sprühenden Bereich herausragt, und daß der Abstand des Außenrohres von der Sprühelektrode so bemessen ist, daß es bei eingeschalteter Hochspannung zu einer Sprühentladung zwischen der Sprühelektrode und dem Außenrohr kommt, sofern die Sprühelektrode nicht zu dem zu behandelnden Gegenstand hin sprüht.

[0004] Eine solche Sprühelektrode kann von Hand wie ein Griffel mit dem sprühenden Ende entlang der zu behandelnden Fläche geführt werden, beispielsweise entlang eines Karosserieflansches eines Kraftfahrzeuges. Dadurch kann man auch komplizierten, dreidimensionalen Konturen folgen. Da die Sprühelektrode von einem geerdeten, elektrisch leitenden Außenrohr umgeben ist, kann man dieses während der Benutzung der Vorrichtung anfassen, da der größte Teil der elektrischen Energie über die Korona zum zu behandelnden Gegenstand hin und über das Außenrohr abfließt. Auch wenn die Sprühelektrode nicht zu einem zu behandelnden Gegenstand hin sprüht, kann man diese anfassen, da dann bei unter Spannung stehender Sprühelektrode zwischen ihr und dem geerdeten Außenrohr immer noch eine Nebenschlußkorona brennt, so daß dort die Energie zum größten Teil abfließt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich auch dafür, versuchsweise von Hand eine Folie durch Sprühentladungen zu behandeln, um anschließend die Wirkung dieser Behandlung zu überprüfen.

[0005] Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Sprühelektrode aus einem am sprühenden Ende geschlossenen Rohr aus Quarz oder einem vergleichbaren Isoliermaterial besteht, in welches zur Bildung des sprühenden Bereichs Aluminiumgranulat oder ein vergleichbarer Werkstoff gefüllt ist und in das vom offenen Ende her ein isoliertes Hochfrequenz-Zündkabel führt, welches mit einem entisolierten Ende in das Aluminiumgranulat ragt.

[0006] Eine ganz besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das Außenrohr mittels Abstandshalter über seine gesamte Länge auf Abstand von dem die Sprühelektrode bildenden Rohr gehalten ist und der Luftspalt zwischen Sprühelektrode und Außenrohr an der dem sprühenden Bereich abgewandten Seite mit einer Luftabsaugung verbunden ist. Durch diese Gestaltung wird verhindert, daß Ozon in den Raum gelangt, in welchem die Sprühbehandlung stattfindet, so daß keine gesundheitlichen Schäden des Benutzers oder anderer im Raum befindlicher Personen zu befürchten sind. Gleichzeitig werden durch den entlang der Sprühelektrode geführten Luftstrom die Sprühelektrode und das Außenrohr gekühlt, was eine hohe Betriebsspannung ermöglicht und verhindert, daß das Außenrohr so warm wird, daß man es nicht mehr anfassen kann.

[0007] Eine andere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß im Bereich der Granulatfüllung der Sprühelektrode innenseitig gegen das Außenrohr ein Zwischenrohr aus elektrisch leitendem Material anliegt, welches zur Sprühelektrode einen geringeren Abstand hat als das Außenrohr. Durch dieses Zwischenrohr ist der Luftspalt zwischen dem aktiven Bereich der Sprühelektrode und dem über das Außenrohr mit Masse verbundenen Zwischenrohr in diesem Bereich so gering, daß es dort zu einer Sprühentladung kommt, auch wenn sich die Sprühelektrode nicht im geringen Abstand von einem geerdeten, zu behandelnden Gegenstand befindet. Dadurch braucht der die Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgende Generator nicht jeweils auszuschalten, wenn man die Sprühbehandlung eines Gegenstandes unterbricht, sondern kann ständig mit einer Dauerlast arbeiten, wodurch sich der Aufbau des Generators vereinfacht. Durch diese Maßnahme wird zudem erreicht, daß man sogar bei eingeschalteter Vorrichtung mit der Hand den aktiven Teil der Sprühelektrode berühren darf. Da der elektrische Widerstand des menschlichen Körpers weit höher ist als der des Luftspaltes zwischen Sprühelektrode und Zwischenrohr, fließt in einem solchen Fall über den menschlichen Körper eine so geringe Energiemenge, daß es nicht zu einem unangenehmen Gefühl oder sogar zu einer Schädigung kommen kann. Da der Luftspalt nur im Bereich des Zwischenrohres verhältnismäßig eng ist, kann sich die Luft nach dem Passieren dieses Bereiches entspannen, so daß die Strömungsverluste insgesamt gering sind.

[0008] Für die Behandlung schmaler Bereiche, wie zum Beispiel dem Karosserieflansch einer Kraftfahrzeugkarosserie, ist es vorteilhaft, wenn das aus dem Außenrohr herausragende, sprühende Ende der Sprühelektrode durch einen halbkugelförmigen Abschluß abgeschlossen ist. Natürlich kann dieser Sprühelektrodenabschluß für unterschiedliche Anwendungsfälle unterschiedlich gestaltet sein.

[0009] Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungformen zu. Eine davon ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung.

[0010] Die Figur 1 zeigt eine Sprühelektrode 1, bei der es sich um ein Quarzrohr handelt, welches am in der Zeichnung gesehen linken Ende ähnlich wie ein Reagenzglas durch einen halbkugelförmigen Abschluß 2 verschlossen ist. An der geschlossenen Seite der Sprühelektrode 1 ist durch eine Füllung mit Aluminiumgranulat 3 ein aktiver Bereich gebildet. Ein elektrisch isoliertes Hochfrequenz-Zündkabel 4 ist in das offene Ende der Sprühelektrode 1 hineingeführt und ragt mit einem nicht isolierten Ende 5 in das Aluminiumgranulat 3.

[0011] Koaxial zur Sprühelektrode 1 ist ein Außenrohr 6 aus elektrisch leitendem Material angeordnet, welches durch Abstandshalter 7, 8, bei denen es sich um Leisten aus isolierendem Material handelt, auf einen festen Abstand zur Sprühelektrode 1 gehalten ist, so daß zwischen der Sprühelektrode 1 und dem Außenrohr 6 ein Luftspalt 9 entsteht. Das Außenrohr 6 hat einen Masseanschluß 10, so daß es mit Erde verbunden werden kann.

[0012] Im aktiven Bereich der Sprühelektrode 1 ist im Außenrohr 6 ein Zwischenrohr 11 aus leitendem Material eingesetzt, welches ebenfalls zwischen sich und der Sprühelektrode einen Luftspalt 12 bildet, dessen Breite jedoch geringer ist als der Abstand des Außenrohres 6 von der Sprühelektrode 1. Am offenen Ende der Sprühelektrode 1 ist auf dem Außenrohr 6 ein Luftabsaugstutzen 13 gesetzt, welcher mit einer nicht dargestellten Luftabsaugung verbunden ist. Dadurch kann Luft durch die Luftspalten 12 und 9 gesaugt werden, wodurch die Sprühelektrode 1 gekühlt und beim Arbeiten der Vorrichtung entstehendes Ozon abgesaugt wird.

[0013] Befindet sich bei eingeschalteter Spannung der gerundete Abschluß 2 der Sprühelektrode 1 gegenüber einer zu behandelnden Fläche, so kommt es dort zu der gewünschten Sprühentladung. Hält man den Abschluß 2 in einem größeren Abstand von einer geerdeten Fläche, dann kommt es nur zwischen dem durch das Aluminiumgranulat 3 aktiven Teil der Sprühelektrode 1 und dem geerdeten Zwischenrohr 11 zu Sprühentladungen, so daß der Generator mit einer Grundlast weiterarbeiten kann.

[0014] Die Figur 2 läßt das in Figur 1 gesehen linke Ende der Sprühelektrode 1, den Luftspalt 12, das Außenrohr 6 und den Luftabsaugstutzen -13 erkennen. Weiterhin ist zu sehen, daß es sich bei den Abstandshaltern 7 um streifenförmige Bauteile handelt, zwischen denen die Luft zum Luftabsaugstutzen 13 strömen kann.

Auflistung der verwendeten Bezugszeichen

[0015] 

1 Sprühelektrode

2 Abschluß

3 Aluminiumgranulat

4 Hochfrequenz-Zündkabel

5 nicht isoliertes Ende

6 Außenrohr

7 Abstandshalter

8 Abstandshalter

9 Luftspalt

10 Masseanschluß

11 Zwischenrohr

12 Luftspalt

13 Luftabsaugstutzen

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Oberflächenbehandlung von Gegenständen durch elektrische Sprühentladungen, welche ein Gehäuse und eine elektrisch isolierte Sprühelektrode (1) hat, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse durch ein die Sprühelektrode (1) umgebendes, elektronisch leitendes, mit Masse verbundenes, frei führbares Außenrohr (6) gebildet ist, aus dem die Sprühelektrode (1) mit einem kurzen, sprühenden Bereich herausragt, und daß der Abstand des Außenrohres (6) von der Sprühelektrode (1) so bemessen ist, daß es bei eingeschalteter Hochspannung zu einer Sprühentladung zwischen der Sprühelektrode (1) und dem Außenrohr (6) kommt, sofern die Sprühelektrode (1) nicht zu dem zu behandelnden Gegenstand hin sprüht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ^ge-kennzeichnet. daß die Sprühelektrode (1) aus einem am sprühenden Ende geschlossenen Rohr aus Quarz oder einem vergleichbaren Isoliermaterial besteht, in welches zur Bildung des sprühenden Bereichs Aluminiumgranulat (3) oder ein vergleichbarer Werkstoff gefüllt ist und in das vom offenen Ende her ein isoliertes Hochfrequenz-Zündkabel (4) führt, welches mit einem entisolierten Ende (5) in das Aluminiumgranulat (3) ragt.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch aekennzeichnet, daß das Außenrohr (6) mittels Abstandshalter (7, 8) über seine gesamte Länge auf Abstand von dem die Sprühelektrode (1) bildenden Rohr gehalten ist und der Luftspalt (9) zwischen Sprühelektrode (1) und Außenrohr (6) an der dem sprühenden Bereich abgewandten Seite mit einer Luftabsaugung verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet. daß im Bereich der Aluminiumgranulatfüllung (3) der Sprühelektrode (1) innenseitig gegen das Außenrohr (6) ein Zwischenrohr (11) aus elektrisch leitendem Material anliegt, welches zur Sprühelektrode (1) einen geringeren Abstand hat als das Außenrohr (6).

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch aekennzeichnet, daß das aus dem Außenfohr (6) herausragende, sprühende Ende der Sprühelektrode (1) durch einen halbkugelförmigen Abschluß (2) abgeschlossen ist.

Claims

1. Device for the surfaces treatment of objects by electric spray discharge, which has a housing and an electrically insulated ionizing electrode (1), characterised in that the housing is formed by a freely guidable outer tube (6) which surrounds the ionizing electrode (1), conducts electricity, is earthed and from which the ionizing electrode (1) projects with a short spraying region and in that the distance between the outer tube (6) and the ionizing electrode (1) is calculated such that, when a high voltage is switched on, spray discharge occurs between the ionizing electrode (1) and the outer tube (6) if the ionizing electrode (1) does not spray to the object to be treated.

2. Device according to claim 1, characterised in that the ionizing electrode (1) consists of a tube of quartz or a comparable insulating material which is closed at the spraying end and into which aluminium granules (3) or a comparable material are poured to form the spraying region and into which there leads, from the open end, an insulated high frequency ignition cable (4) projecting with a de-insulated end (5) into the aluminium granules (3).

3. Device according to claims 1 or 2, characterized in that the outer tube (6) is held at a distance from the tube forming the ionizing electrode (1) over its entire length by spacer members (7, 8) and the air gap (9) between the ionizing electrode (1) and the outer tube (6) is connected, on the side remote from the spraying region, to an air aspirator.

4. Device according to on or more of claims 2 or 3, characterised in that an intermediate tube (11) of electrically conductive material which is at a smaller distance from the ionizing electrode (1) than the outer tube (6) rests against the outer tube (6) internally in the region of the aluminium granule filling (3) of the ionizing electrode (1).

5. Device according to one or more of the preceding claims, characterised in that the spraying end of the ionizing electrode (1) projecting from the outer tube (6) is closed by a hemispherical closure member (2).

Revendications

1. Dispositif de traitement de surfaces d'objets par des effluves en couronne électriques qui comporte une enveloppe et une électrode d'émission électriquement isolée (1), caractérisé en ce que l'enveloppe est formée par un tube extérieur (6) guidable librement, connecté à la masse, conducteur de l'électricité, entourant l'électrode d'émission (1), tube hors duquel fait saillie l'électrode d'émission (1) avec une zone brève d'émission et la distance du tube extérieur (6) à l'électrode d'émission (1) est telle qu'il en résulte, lorsque la haute tension est enclenchée, une effluve en couronne entre l'électrode d'émission (1) et le tube extérieur (6) dans la mesure où l'électrode d'émission (1) n'émet pas vers l'objet à traiter.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode d'émission (1) est constituée d'un tube en quartz ou en un matériau isolant comparable, fermé à l'extrémité d'émission, qui est rempli de granulat d'aluminium (3) ou d'un matériau comparable pour la formation de la zone d'émission et dans lequel est amené à partir de l'extrémité ouverte un câble d'allumage haute fréquence isolé (4) lequel fait saillie avec une extrémité non isolée (5) dans le granulat d'aluminium (3).

3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le tube extérieur (6) est maintenu sur toute sa longueur à une distance du tube formant l'électrode d'émission (1) et l'intervalle à air (9) entre l'électrode d'émission (1) et le tube extérieur (6) est relié du côté non en regard de la zone d'émission à un dispositif d'aspiration d'air.

4. Dispositif selon une ou plusieurs des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que dans la zone de remplissage de granulat d'aluminium (3) de l'électrode d'émission (1) un tube intermédiaire (11) en un matériau conducteur de l'électricité est en contact à l'intérieur avec le tube extérieur (6), tube intermédiaire qui présente par rapport à l'électrode d'émission (1) une distance plus faible que celle du tube extérieur (6).

5. Dispositif selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité d'émission de l'électrode d'émission (1), qui fait saillie hors du tube extérieur (6) est fermée par une fermeture hémisphérique (2).

Zeichnung