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(11) |
EP 0 283 918 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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10.07.1991 Patentblatt 1991/28 |
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Anmeldetag: 16.03.1988 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)5: B05B 5/04 |
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Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Werkstücken
Device for electrostatic coating of objects
Dispositif de revêtement électrostatique d'objets
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Benannte Vertragsstaaten: |
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BE CH DE ES FR GB IT LI NL SE |
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Priorität: |
23.03.1987 DE 3709508 20.07.1987 DE 8709948 U
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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28.09.1988 Patentblatt 1988/39 |
| (73) |
Patentinhaber: Behr Industrieanlagen GmbH & Co. |
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D-74321 Bietigheim-Bissingen (DE) |
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Erfinder: |
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- Behr, Hans
D-7000 Stuttgart 1 (DE)
- Vetter, Kurt
D-7148 Remseck 3 (DE)
- Schneider, Rolf
D-7151 Burgstetten (DE)
- Luderer, Manfred
D-7057 Leutenbach (DE)
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Vertreter: Heusler, Wolfgang, Dipl.-Ing. et al |
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Dr. Dieter von Bezold
Dipl.-Ing. Peter Schütz
Dipl.-Ing. Wolfgang Heusler
Brienner Strasse 52 80333 München 80333 München (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
DD-A- 126 675 DE-A- 3 319 995 DE-A- 3 609 240 US-A- 3 393 662
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DE-A- 2 941 884 DE-A- 3 429 075 US-A- 2 890 388 US-A- 3 408 985
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Werkstücken
gemäß dem Oberbegriff des Ansprüchs 1.
[0002] Eine derartige, beispielsweise zum Beschichten von Fahrzeugrohkarossen dienende Vorrichtung,
bei der im Gegensatz zu konventionellen Systemen statt des Sprühkopfes nur eine Anordnung
von Außenelektroden auf Hochspannungspotential gelegt wird, hat bekanntlich wesentliche
Vorteile bei Verwendung leitfähiger Sprühstoffe wie der sogenannten Wasserlacke (vgl.
DE-OS 34 29 075 und 36 09 240). Insbesondere werden erhebliche Isolationsprobleme
vermieden, da das gesamte Lackleitungssystem bis zum Sprühkopf geerdet werden kann.
Bei einer derartigen Vorrichtung mit Außenelektroden ist es jedoch äußerst schwierig,
im Betrieb bei gutem Auftragungswirkungsgrad, der von einer guten Aufladung des abgesprühten
Beschichtungsmaterials abhängt, eine Verschmutzung der Sprüheinrichtung vor allem
im Bereich der Elektroden sowie deren Halteranordnung und des Zerstäubergehäuses durch
das Beschichtungsmaterial zu vermeiden. Eine Verschmutzung des Elektrodenbereiches
hat einen Leistungsabfall, d.h. geringeren Wirkungsgrad zur Folge, was wiederum die
Neigung zu noch stärkerer Verschmutzung durch das abgesprühte Material weiter verstärkt.
Die aus der DE-OS 34 29 075 bekannte Vorrichtung soll aus diesem Grund nur zwei, drei
oder allenfalls vier Aufladeelektroden haben, die in je einem radial vom Außengehäuse
des Sprühkopfes abstehenden und axial in Richtung zum zu beschichtenden Werkstück
vorspringenden Halter aus Kunststoff eingebettet sind. Jeder dieser Halter ist am
hinteren Ende fest mit einem auf das Außengehäuse aufgesetzten, ebenfalls aus Kunststoff
bestehenden Ringkörper verbunden. Die in der DE-OS 36 09 240 beschriebene Vorrichtung
soll stattdessen einen das Außengehäuse des Sprühkopfes mit Abstand umgebenden Ringkörper
aus Isoliermaterial aufweisen, von dem eine Vielzahl von nadelförmigen Elektroden
gegebenenfalls in fingerartigen Ansätzen vorspringen, und in dem ein die Elektroden
ringartig miteinander verbindender, an eine Hochspannungsleitung angeschlossener elektrischer
Leiter isoliert angeordnet ist. Dadurch kann insbesondere ein gleichmäßigeres Sprühbild
erzielt werden als bei nur drei oder vier Einzelelektroden. Obwohl sich diese Konstruktionen
in der Praxis bereits bewährt haben, konnten bei gewissen Betriebsbedingungen die
Schwierigkeiten hinsichtlich der erwähnten Verschmutzungsgefahr nicht vermieden werden.
Nicht nur auf den Isolierflächen an den Elektroden selbst, sondern insbesondere auch
an den radial von dem Außengehäuse des Zerstäubers abstehenden, die Elektrodenanordnung
tragenden Stützen sowie auf dem Zerstäubergehäuse kann sich ein mehr oder weniger
großer Anteil der abgesprühten Farbpartikel niederschlagen, statt zu dem zu beschichtenden
Werkstück zu wandern.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die im Bereich
zwischen dem Außengehäuse und den Aufladeelektroden weniger zur Verschmutzung durch
das abgesprühte Beschichtungsmaterial neigt als bisher.
[0004] Diese Aufgabe wird durch die im Ansprüch 1 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst.
[0005] Bei einer Vorrichtung der hier beschriebenen Art mit in der Regel konzentrisch um
die Absprühkante verteilten, vorzugsweise geringfügig hinter deren Ebene zurückgesetzten
Elektrodenspitzen (oder -schneiden) wird das Beschichtungsmaterial in bekannter Weise
zerstäubt und mit überwiegend radialer Bewegungskomponente abgesprüht. Im Gegensatz
zu der konventionellen Kontaktaufladung des Materials in oder an einem auf Hochspannungspotential
liegenden Zerstäuber sind die abgesprühten Partikel zunächst nicht geladen, sondern
sie erhalten ihre Ladung erst in mehr oder weniger großer radialer Entfernung von
der Absprühkante im Ionisierungsbereich der Elektroden, die die Luft in ihrer Umgebung
durch Koronaentladung auf laden. Nach dieser mittelbaren Aufladung durch Luftionenanlagerung
können die Farbpartikel aufgrund des von den Elektroden erzeugten elektrostatischen
Feldes zu dem geerdeten Werkstück wandern. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis,
daß die Gefahr einer Eigenbeschichtung der Vorrichtung im Bereich bis zu den Elektroden
durch zweckmäßige Ausbildung der Vorrichtung, nämlich durch Verwendung geeigneter
Isolierwerkstoffe wesentlich herabgesetzt werden kann.
[0006] Gemäß der Erfindung wurde überraschend gefunden, daß bei Verwendung von Fluorkohlenstoffen,
vor allem aber Polytetrafluoräthylen (PTFE) als Isloliermaterial die Eigenverschmutzung
im Betrieb auf ein Minimum herabgesetzt werden kann. Sie ist erheblich geringer als
bei allen für das Außengehäuse und die Elektrodenhalteranordnung in der Praxis bisher
verwendeten Kunststoffen wie z.B. Polypropylen (PP) oder Polyacetal (POM). Möglicherweise
wird durch den verwendeten Isolierwerkstoff eine radiale Potentialsteuerung erreicht,
die der erst im Ionisierungsbereich der Außenelektroden in entsprechender radialer
Entfernung von der Absprühkante erfolgenden Aufladung der Farbpartikel Rechnung trägt.
[0007] Am bevorzugten Beispiel eines zur Beschichtung von Fahrzeugkarossen verwendeten Rotationszerstäubers
mit Außenelektroden wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in
- Fig. 1
- eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
- Fig. 2
- eine zweite, hinsichtlich des Zerstäubergehäuses abgewandelte Ausführungsform.
[0008] Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält eine Sprüheinrichtung in Form eines
Rotationszerstäubers 1 des bekannten Glockentyps, dessen den Sprühkopf bildender Glockenteller
2 vorzugsweise von einer Luftturbine mit hoher Drehzahl angetrieben werden kann. Längs
der Achse der Sprüheinrichtung verläuft ein Wasserlack oder sonstiges leitfähiges
Beschichtungsmaterial von einem Vorratssystem dem Glockenteller 2 zuführendes Metallrohr
3, mit dem das gesamte Beschichtungsmaterial bis zur Absprühkante des Glockentellers
2 auf Erdpotential gelegt wird. Ebenfalls auf Erdpotential liegt das zu beschichtende
Werkstück (nicht dargestellt), beim hier beschriebenen Beispiel also ein Teil einer
Fahrzeugkarosse, der in einem axialen Abstand vor dem Glockenteller 2 angeordnet wird.
[0009] Die Sprüheinrichtung hat ein Außengehäuse 4 aus isolierendem Kunststoff, in dem sich
ein metallisches Innengehäuse 6 befinden kann. Zwischen dem Glockenteller 2 und der
Stirnfläche des Außengehäuses 4 erstreckt sich eine mit dem Glockenteller 2 rotierende
Abdeckung 5, die wie der geerdete Glockenteller 2 aus Metall bestehen kann. Die Abdeckung
5 könnte auch als gesondertes Bauteil neben dem Glockenteller angeordnet sein.
[0010] zum Aufladen des von der Absprühkante des Glockentellers 2 im wesentlichen radial
abesprühten Beschichtungsmaterials sind bei dem dargestellten Beispiel auf einem zur
Achse der Sprüheinrichtung konzentrischen Kreis in gleichmäßigen Winkelabständen nadelförmige
Aufladeelektroden 10 vorgesehen. Die Aufladeelektroden 10 sind achsparallel liegend
mit ihrem Hauptteil in fingerartige, aus Isolierwerkstoff bestehende Vorsprünge 11
eines kreisförmigen Ringkörpers 12 ebenfalls aus Isolierwerkstoff eingebettet und
mit ihren hinteren Enden elektrisch leitend an einen ringförmig alle Elektroden miteinander
verbindenden Leiter 13 aus Draht angeschlossen, der zur elektrischen Isolierung vollständig
im Inneren des Isolierkörpers 12 eingeschlossen sein soll. Die Elektroden 10 und der
Leiter 13 sind über ein Hochspannungskabel 14 an einen Hochspannungserzeuger angeschlossen,
dessen Spannung typisch in der Größenordnung zwischen 60 und 100kV liegen kann. An
der Sprühvorrichtung ist der Ringkörper 12 durch beispielsweise zwei aus isolierendem
Werkstoff bestehende speichenartige Stützen 15 befestigt, die z.B. (in nicht dargestellter
Weise) mit einem Spannring an dem Außengehäuse 4 angeklemmt werden können.
[0011] Die Anzahl der Aufladeelektroden 10 soll so gewählt werden, daß sich ein zur Vermeidung
einer Verschmutzungsgefahr durch das Beschichtungsmaterial auf der vorderen Stirnfläche
des Ringkörpers 12 ausreichend geringer Abstand zwischen den Elektroden ergibt. Bei
einem Teilkreisdurchmesser der Elektroden von 400 mm sollen beispielsweise mindestens
etwa 18 Elektroden verwendet werden. Wenn man einen kleineren oder größeren Teilkreisdurchmesser
für die Elektroden wählt, ist deren mögliche Mindestanzahl in entsprechendem Maße
zu verkleinern bzw. zu vergrößern. In einem relativ großen Bereich von Teilkreisdurchmessern
um den Wert von 400 mm des hier beschriebenen Beispiels sol dementsprechend der Abstand
zwischen den Elektrodenspitzen zwischen etwa 40 und 70 mm betragen. Der radial gemessene
Abstand der Elektrodenspitzen von der Absprühkante des Glockentellers soll wie bei
der erwähnten bekannten Vorrichtung größer sein als das Doppelte des Durchmessers
(hier ungefähr 70 mm) der Absprühkante. Ein derzeit bevorzugter Bereich möglicher
Teilkreisdurchmesser der Elektroden 10 beträgt etwa 350 bis 450 mm. Von Bedeutung
für die Verschmutzungsgefahr ist auch die axiale Position der Elektrodenspitzen bezüglich
der Ebene der Absprühkante. Wie bei der bekannten Vorrichtung sind die Elektrodenspitzen
in Axialrichtung um einen gewissen Abstand hinter die Absprühkante zurückgesetzt.
Dieser Abstand wird so gewählt, daß sich ein brauchbarer Kompromiß zwischen der mit
abnehmendem Abstand besser werdenden Aufladung des abgesprühten Beschichtungsmaterials
und einer zugleich wachsenden Verschmutzungsgefahr ergibt. Bei dem dargestellten Beispiel
haben sich axial gemessene Abstände zwischen 25 und 60 mm und vorzugsweise ungefähr
50 mm als brauchbar erwiesen. Generell gilt, daß die vorderen Enden der Aufladeelektroden
axial um weniger als 1/3 des in radialer Richtung gemessenen Abstandes der Elektrodenspitzen
von der Absprühkante hinter die Ebene der Absprühkante zurückgesetzt sein sollen.
[0012] Bei den bisher in der Praxis verwendeten Vorrichtungen der insoweit beschriebenen
Gattung wurde im Betrieb ungeachtet einer optimalen Anzahl und Anordnung von Elektroden
in oben beschriebener Weise eine Eigenbeschichtung sowohl der Elektrodenhalteranordnung
als auch des Außengehäuses des Zerstäubers beobachtet. Dieses Problem kann erfindungsgemäß
durch Verwendung von Fluorkohlenstoffharz wie PTFE (Polytetrafluoräthylen), das z.B.
unter dem Namen Teflon erhältlich ist, für wenigstens einen Teil der Isolierbestandteile
der Vorrichtung, und zwar vorzugsweise für das Außengehäuse 4, die radialen Stützen
15 und die zapfen- oder fingerartigen Vorsprünge 11 weitgehend vermieden werden.
[0013] Die radialen Stützen 15 können aus einem Rohr bestehen, in dessen offenes Ende der
Ringkörper 12 mit passenden radial nach innen vorspringenden Zapfen unter Abdichtung
eingesetzt ist, wie bei 16 dargestellt ist. Der Ringkörper 12 kann aus konstruktions-
und fertigungstechnischen Gründen aus einem anderen Kunststoff wie Polyacetal (POM)
bestehen.
[0014] Es hat sich bei dem dargestellten Beispiel als zur Vermeidung einer Eigenverschmutzung
wichtig erwiesen, daß die Außenflächen der aus PTFE bestehenden Teile soweit wie möglich
kontinuierlich, d.h. frei von Löchern, Spalten, Fugen usw. sind. Insbesondere soll
z.B. das Außengehäuse 4 frei von Ausnehmungen, Öffnungen und Bohrungen sein und auch
keine Schrauben od. dgl. enthalten. Soweit derartige Befestigungselemente unvermeidbar
sind, sollen sie ebenfalls aus PTFE bestehen. Ein Grund für die Eigenverschmutzung,
die an einer Bohrung oder sonstigen Ausnehmungen insbesondere des Außengehäuses 4
zu beobachten wäre, ist möglicherweise die Herabsetzung der elektrischen Durchschlagfestigkeit.
Die Durchschlagfestigkeit des Gehäuses 4 soll mindestens im gesamten Bereich der Gefahr
einer Verschmutzung durch das abgesprühte Beschichtungsmaterial mindestens 5 kV betragen.
[0015] Zwischen dem Außengehäuse 4 und dem metallischen Innengehäuse 6 kann sich eine gesonderte
Abdeckung 8 befinden, die aus einem dreidimensional luftdurchlässigen Material wie
z.B. einem porösen Kunststoffkörper besteht, der als Kondenswasserschutz dienen kann.
Ein hierfür geeignetes Material ist z.B. unter dem Namen "Filtroplast" im Handel erhältlich.
[0016] Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel mit einem
isolierenden Ringkörper und einer relativ großen Anzahl von Außenelektroden beschränkt,
sondern eignet sich beispielsweise auch für die aus der erwähnten DE-OS 34 29 075
bekannte Vorrichtung mit einzeln an je einer Stütze angeordneten Elektroden.
[0017] Warum PTFE als Werkstoff hinsichtlich der Eigenverschmutzung wesenltich günstiger
ist als andere Werkstoffe, konnte noch nicht geklärt werden. Möglicherweise spielen
hierbei verschiedene Eigenschaften eine Rolle, durch die sich PTFE von anderen Kunststoffen
wie PP, POM und PVC oder sonstigen Isolierstoffen, wie Hartpappe oder Keramik, unterscheidet.
Hierzu gehören v.a. extrem hoher Oberflächenwiderstand (gemessen nach DIN 53 482),
relativ geringe elektrostatische Aufladbarkeit aufgrund kleiner Dielektrizitätszahl
und sehr langsame Entladung, d.h. zeitliche Änderung der Ladungsverteilung aufgrund
des Ladungsausgleichs längs der Oberfläche. Ferner hat PTFE praktisch kein Wasseraufnahmevermögen,
seine Eigenschaften sind also kaum von Änderungen der Luftfeuchtigkeit abhängig.
[0018] Vorzugsweise soll die Elektrodenhalteranordnung wenigstens an einem radial verlaufenden
Teil 15 und wenigstens an der dem Werkstück zugewandten Seite aus einem Isolierwerkstoff
bestehen, dessen Oberflächenpotential im Betrieb der Sprüheinrichtung in radialer
Richtung an die Potentialverteilung des abgesprühten Materials angenähert ist, was
sich unter anderem durch das für Eigenaufladung und Ladungsableitung maßgebliche Oberflächenverhalten
wie insbesondere Oberflächenwiderstand erreichen läßt. Vorzugsweise sollen alle Teile
der Elektrodenhalteranordnung wenigstens annähernd auf demselben elektrischen Potential
liegen wie die jeweiligen Farbpartikel, die beim Absprühen in ihre Nähe gelangen oder
gelangen würden. In der Regel ist deshalb eine radial kontinuierliche Potentialsteuerung
im Bereich zwischen Zerstäubergehäuse und Elektroden zu bevorzugen.
[0019] Der Sprühkopf 2 und/oder die mit ihm rotierende Abdeckung 5 können statt aus Metall,
das derzeit bevorzugt wird, wenigstens zum Teil auch aus anderem für die gewünschte
Potentialsteuerung geeigneten Material bestehen.
[0020] Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung liegt die erwähnte dreidimensional poröse
ringförmige Abdeckung 8 auf der Innenseite des Außengehäuses 4 zwischen diesem und
dem metallischen Innengehäuse 6. Fig. 2 zeigt eine in dieser Hinsicht abgewandelte
Ausführungsform, bei der eine entsprechende Abdeckung 8' haubenartig die gesamte Außenseite
des Außengehäuses 4' aus PTFE umschließt. Zwischen der Außenseite des Außengehäuses
4' und der Innenseite der gesamten Abdeckung 8' ist mit Ausnahme der axial vorderen
und hinteren Ränder ein Luftspalt 20 freigelassen, in den eine Leitung 21 zum Einblasen
von Luft in diesen ringförmigen Spalt führt. Die Luft gelangt durch das poröse Material
der Abdeckung 8' nach außen. Die Abdeckung 8' kann eine öffnung zum Durchführen der
Stütze 15 haben.
1. Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Werkstücken mit einem elektrisch
leitfähigen Material, mit einer Sprüheinrichtung, insbesondere einem Rotationszerstäuber
(1), deren Sprühkopf (2) an einem innerhalb eines Außengehäuses (4) aus Isolierwerkstoff
befindlichen Innengehäuse (6) angeordnet ist;
mit einer das Beschichtungsmaterial von einem Vorratssystem einer Absprühkante am
Sprühkopf zuführenden Leitung, die mit dem Material bis in den Sprühkopf auf Erdpotential
gelegt wird;
mit radial um den Sprühkopf verteilten nadelförmigen Aufladeelektroden (10), die zum
Aufladen des Beschichtungsmaterials und zum Erzeugen eines elektrischen Feldes an
einen Hochspannungserzeuger angeschlossen werden,
und mit einer Elektrodenhalteranordnung (11,12,15) aus Isolierwerkstoff, in welche
die Aufladeelektroden (10) mit Ausnahme ihrer vorderen Enden eingeschlossen sind,
insbesondere mit einer oder mehr radial von dem Außengehäuse abstehenden Stützen (15)
aus Isolierwerkstoff,
dadurch gekennzeichnet, dar im Bereich der Gefahr einer Verschmutzung durch das abgesprühte Beschichtungsmaterial
liegende Teile des Außengehäuses (4) und/oder der Elektrodenhalteranordnung (11,12,15)
aus einem Fluorkohlenstoff bestehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluorkohlenstoff-Isolierwerkstoff aus (polytetrafluoräthylen) besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß radial verlaufende Stützen (15) der Elektrodenhalteranordnung (11,12,15) wenigstens
an ihrer Oberfläche aus dem Fluorkohlenstoff-Werkstoff (polyterafluoräthylen) bestehen.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nadelförmigen Aufladeelektroden (10) in fingerartige Vorsprünge (11) aus
dem Fluorkohlenstoff-Werkstoff (polytetrafluoräthylen ) eingebettet sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Außengehäuse (4) wenigstens im Bereich der Gefahr einer Verschmutzung durch
das abgesprühte Beschichtungsmaterial eine durchgehend glatte Außenfläche hat und
in diesem Bereich frei von Ausnehmungen, Öffnungen und Bohrungen ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Durchschlagfestigkeit des Außengehäuses (4) im gesamten Bereich
der Gefahr einer Verschmutzung durch das abgesprühte Beschichtungsmaterial mindestens
5 kV beträgt.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehr radial verlaufende Stützen (15) der Elektrodenhalteranordnung,
welche die Aufladeelektroden (10) enthaltende Isolierteile (11,12) mit dem Innengehäuse
(6) verbinden, wenigstens zum Teil aus Keramik bestehen.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladeelektroden (10) an einem aus Isolierwerkstoff bestehenden Ringkörper
(12) auf einem zur Achse der Sprüheinrichtung konzentrischen Kreis in gleichmäßigen
Winkelabständen montiert sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühkopf (2) und/oder eine neben ihm angeordnete Abdeckung (5) wenigstens
zum Teil aus Metall bestehen.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite oder auf der Außenseite des Außengehäuses (4,4') eine gesonderte
Abdeckung (8,8') aus einem dreidimensional luftdurchlässigen Material angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen dem Außengehäuse (4') und der porösen Abdeckung (8') ein ringförmig
umlaufender Luftspalt (20) befindet, in dem eine Leitung (21) zum Einblasen von Luft
mündet.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Potential an der Oberfläche wenigstens eines radial verlaufenden
Teils (15) der Elektrodenhalteranordnung wenigstens auf der dem Werkstück zugewandten
Seite im Betrieb der Sprüheinrichtung in radialer Richtung an die Potentialverteilung
des abgesprühten Materials angenähert ist.
1. Apparatus for electrostatically coating workpieces with an electrically conductive
material with a spraying device, particularly a rotary atomiser (1), whose spraying
head (2) is arranged on an inner housing (6) situated within an outer housing (4)
of insulating material;
with a line supplying the coating material from a storage system to a spraying edge
on the spraying head which line together with the material is at earth potential up
to the spraying head;
with needle-shaped charging electrodes (10) which are radially distributed about the
spraying head and which are connected to a high voltage generator for charging the
coating material and for producing an electric field,
and with an electrode mounting arrangement (11,12,15) of insulating material in which
the charging electrodes (10) are enclosed with the exception of their front ends,
particularly with one or more supports (15) of insulating material projecting radially
from the outer housing, characterised in that parts of the outer housing (4) and/or
of the electrode mounting arrangement (11,12,15) lying in the region at risk of contamination
by the sprayed coating material comprise a fluorocarbon.
2. Apparatus as claimed in claim 1, characterised in that the fluorocarbon insulating
material comprises polytetrafluoroethylene.
3. Apparatus as claimed in claim 1 or 2, characterised in that radially extending supports
(15) on the electrode mounting arrangement (11,12,15) comprise the fluorocarbon material
(polytetrafluoroethylene), at least on their surface.
4. Apparatus as claimed in one of the preceding claims, characterised in that the needle-shaped
charging electrodes (10) are embedded in finger-like projections (11) of the fluorocarbon
material (polytetrafluoroethylene).
5. Apparatus as claimed in one of the preceding claims, characterised in that the outer
housing (4) has a continuously smooth outer surface, at least in the region at risk
of contamination by the sprayed coating material, and is free from recesses, openings
and bores in this region.
6. Apparatus as claimed in one of the preceding claims, characterised in that the electric
breakdown voltage of the outer housing (4) in the entire region at risk of contamination
by the sprayed coating material is at least 5 kV.
7. Apparatus as claimed in one of the preceding claims, characterised in that one or
more radially extending supports (15) of the electrode mounting arrangement, which
connect the insulating parts (11,12) containing the charging electrodes (10) to the
inner housing (6), comprise ceramic material, at least in part.
8. Apparatus as claimed in one of the preceding claims, characterised in that the charging
electrodes (10) are mounted on an annular body (12) comprising an insulating material
on a circle concentric with the axis of the spraying device at uniform angular spacings.
9. Apparatus as claimed in one of the preceding claims, characterised in that the spraying
head (2) and/or a cover (5) arranged adjacent it comprise metal, at least in part.
10. Apparatus as claimed in one of the preceding claims, characterised in that a separate
cover (8,8') comprising a three-dimensionally air-permeable material is disposed on
the inner surface or on the outer surface of the outer housing (4,4').
11. Apparatus as claimed in claim 10, characterised in that between the outer housing
(4') and the porous cover (8') there is an annular, circular air gap (20), into which
a line (21) for blowing in air discharges.
12. Apparatus as claimed in one of the preceding claims, characterised in that the electric
potential at the surface of at least one radially extending part (15) of the electrode
mounting arrangement, at least on the side directed towards the workpiece in operation
of the spraying device, approximates in the radial direction to the potential distribution
of the sprayed material.
1. Dispositif pour appliquer électrostatiquement un revêtement sur des pièces, avec un
matériau conducteur de l'électricité, avec un dispositif de pulvérisation, en particulier
un pulvérisateur rotatif (1), dont la tête de pulvérisation (2) est disposée sur un
carter intérieur (6) qui se trouve à l'intérieur d'un carter extérieur (4) en matière
plastique :
avec une conduite, qui amène à la tête de pulvérisation le matériau de revêtement
, d'un système de réserve à une arête d'émission par pulvérisation, sur la tête de
pulvérisation, conduite placée au potentiel de terre, avec le matériau et jusqu'à
l'intérieur de la tête de pulvérisation;
avec des électrodes de charge (10) en forme d'aiguilles, distribuées autour de la
tête de pulvérisation, raccordées à un générateur de haute tension, pour charger le
matériau de revêtement et pour produire un champ électrique,
et avec un dispositif support d'électrodes (11,12,15), en matériau isolant, dans lequel
les électrodes de charge (10) sont insérées, sauf leurs extrémités avant, en particulier
avec une ou plusieurs tubulures (15) en matériau isolant, qui dépassent radialement
du carter extérieur,
caractérisé en ce que des parties, qui se trouvent dans la zone de risque d'un encrassement
par le matériau de revêtement à pulvériser, du carter extérieur (4) et/ou du dispositif
support d'électrode (11,12,15) sont composée d'un matériau fluorocarboné.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau isolant fluorocarboné
est du polytétrafluoréthylène.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les tubulures (15),
qui s'étendent radialement, du dispositif support d'électrodes (11,12,15) est composé
au moins en surface du matériau fluorocarboné, à savoir de polytétrafluoréthylène.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les électrodes
de charge en forme d'aiguille (10) sont noyées dans des saillies digitales (11) composées
du matériau fluorocarboné, à savoir de polytétrafluoréthylène.
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins
dans la zone de risque d'un encrassement par le matériau de revêtement pulvérisé,
le carter extérieur (4) présente une surface extérieure continue et lisse et est exempt
de tout évidement, ouverture et perçage dans cette zone.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rigidité
diélectrique du carter extérieur (4) dans l'ensemble de la zone globale de risque
d'un encrassement par le matériau de revêtement pulvérisé est d'au moins 5 kV.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une ou
plusieurs tubulures s'étendant radialement (15) du dispositif support d'électrode,
qui relient les parties isolantes (11,12) contenant les électrodes de charge (10)
au carter intérieur (6) sont composées au moins partiellement en céramique.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les électrodes
de charge (10) sont montées sur un corps annulaire (12) composé en matériau isolant,
de façon répartie à intervalles angulaires réguliers, sur un cercle concentrique à
l'axe du dispositif de pulvérisation.
9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tête
de pulvérisation (2) et/ou un recouvrement (5) disposé à côté d'elle, sont composés
partiellement en métal.
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un recouvrement
spécial (8,8') en matériau à perméabilité tridimensionnelle est disposé en face intérieure
ou en face extérieure du carter extérieur (4,4').
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un interstice d'air circulaire
annulaire (20), dans lequel découche une conduite (21) servant à insuffler de l'air,
se trouve entre le carter extérieur (4') et le recouvrement poreux (8').
12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le potentiel
électrique sur la surface d'au moins une partie s'étendant radialement (15) du dispositif
support d'électrode, au moins sur la face tournée vers la pièce pendant le fonctionnement
du dispositif de pulvérisation, est placé en direction radiale au voisinage de la
distribution de potentiel du matériau pulvérisé.

