DD268174A5

DD268174A5 - DEVICE FOR ELECTROSTATIC COATING OF WORKPIECES

Info

Publication number: DD268174A5
Application number: DD88313879A
Authority: DD
Inventors: Hans Behr; Kurt Vetter; Rolf Schneider; Manfred Luderer
Original assignee: Behr Industrieanlagen Gmbh U. Co.,De
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1988-03-22
Publication date: 1989-05-24
Also published as: DD276038A5; DE3709508A1

Abstract

In der fuer die Verwendung von Wasserlack oder eines anderen, aehnlich leitfaehigen Beschichtungsmaterials geeigneten Vorrichtung werden die Farbpartikel von der geerdeten Abspruehkante eines Glockenzerstaeubers (2) abgesprueht und im Koronaentladungsbereich von Aussenelektroden (10) aufgeladen, die in eine Halteranordnung (11, 12, 15) aus Isoliermaterial eingesetzt sind. Duch Potentialsteuermittel in Form zweckmaessig gewaehlter Isolierwerkstoffe der Halteranordnung (11, 12, 15) und/oder des Zerstaeubergehaeuses (4) kann der radiale Potentialverlauf zwischen dem Zerstaeubergehaeuse (4, 6) und den Aussenelektroden (10) an die radiale Potentialverteilung des abgespruehten Materials angenaehert werden. Als besonders zweckmaessig hat sich die Verwendung von Fluorkohlenstoff, wie PTFE als Isoliermaterial erwiesen. Durch beide Massnahmen wird die Gefahr einer Eigenbeschichtung der Vorrichtung herabgesetzt. Fig. 1In the device suitable for the use of water-based paint or another similarly conductive coating material, the color particles are sprayed off the grounded discharge edge of a bell-shaped condenser (2) and charged in the corona discharge region by external electrodes (10) which are inserted into a holder arrangement (11, 12, 15). made of insulating material are used. Duch potential control means in the form of suitably gewaehlter insulating materials of the holder assembly (11, 12, 15) and / or Zerstaeubergehaeuses (4), the radial potential profile between the Zerstaeubergehaeuse (4, 6) and the outer electrodes (10) approached the radial potential distribution of abgespruehten material become. As particularly expedient, the use of fluorocarbon, such as PTFE has proven as an insulating material. Both measures reduce the risk of self-coating of the device. Fig. 1

Description

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Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von WerkstückenDevice for the electrostatic coating of workpieces

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beschichten von Werkstücken mit einem elektrisch leitfähigen Material, mit einer Sprüheinrichtung, insbesondere einem Rotationszerstäuber, deren Sprühkopf an einem innerhalb eines Außengehäuses aus Isolierstoff befindlichen Innengehäuse angeordnet ist. Die Vorrichtung 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 und mit radial um den Sprühkopf verteilten nadeiförmigen Aufladeelektroden, dieThe invention relates to a device for the electrostatic coating of workpieces with an electrically conductive material, with a spraying device, in particular a rotary atomizer, the spray head is arranged on an inner housing located within an outer housing made of insulating material. The device is provided with a coating material from a supply system of a spray on the spray head line, which is placed with the material into the spray head at ground potential and distributed radially around the spray head needle-shaped charging electrodes, the

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zum Aufladen des Boschichtungsmaterials und zum Erzeugen eines elektrischen Feldes an einen Hochspannungserzeuger angeschlossen werden sowie mit einer Eloktrodenhalteranordnung aus Isolierwerkstoff, in welche die Aufladeelektroden mit Ausnahme ihrer vorderen Enden eingeschlossen sind, insbesondere mit einer oder mehr radial von dem Außengehäuse abstehenden Stützen aus Isolierwerkstoff versehen.be connected to a high voltage generator for charging the Boschichtungsmaterials and generating an electric field and with an EO electrode holder assembly of insulating material, in which the charging electrodes are included except for their front ends, in particular provided with one or more radially projecting from the outer housing supports made of insulating material.

Chara.^teristik des bekannten Standes der Technik Chara. Teristics of the known field of technology

Eine derartige, beispielsweise äum Beschichten von Fahrzeugrohkarossen dienende Vorrichtung, bei der im Gegensatz zu konventionellen Systemen statt des Sprühkopfes nur eine Aiordnung von Außenelektroden auf Hochspamiungspotential gelegt wird, hat bekanntlich weaentliche 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 Beschichtungsmauerials abhängt, eine Verschmutzung der Sprüheinrichtung vor "Hein im Bereich der Elektroden sowie deren Halteranordnung und des Zerstäubergehäuses durch d&s Beschichtungsmatsrial 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 zuSuch an apparatus, for example for coating vehicle bodies, in which, in contrast to conventional systems, only an arrangement of external electrodes is placed at a high potential, instead of the spray head, it is known to have considerable advantages when using conductive sprays such as water-based paints (see DE-OS 34 29 075 and 36 09 240). In particular, significant insulation problems are avoided because the entire paint line system can be grounded to the spray head. In such a device with external electrodes, however, it is extremely difficult, in operation with good application efficiency, which depends on a good charge of sprayed Beschichtungsmausials, contamination of the sprayer before "Hein in the area of the electrodes and their holder assembly and the atomizer housing by d & s Beschichtungsmatsrial to avoid Contamination of the electrode area results in a loss of performance, ie lower efficiency, which in turn further enhances the tendency for even more dirt from being sprayed through the material sprayed from DE-OS 34 29 075, for this reason only two, three or three if necessary, have four charging electrodes, each in a radially projecting from the outer housing of the spray head and axially in the direction of

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 *nit Abstand umgebenden Ringkörper aus Isoliermaterial aufweisen, von dem eine Vielzahl von nadeiförmigen 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 sirsh diese Konstruktionen in der Praxis bereits bewährt haben, konnten bei gewissen Betriebsbedingungen die Schwiorigkeiten 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 beschichtenien Werkstück zu wandern.coating workpiece protruding plastic holder are embedded. Each of these holders is firmly connected at the rear end with an attached to the outer housing, also made of plastic ring body. The device described in DE-OS 36 09 240 should instead have an outer housing of the spray head * nit distance surrounding ring body made of insulating material, projecting from which a plurality of needle-shaped electrodes optionally in finger-like approaches, and in which a ring-like interconnecting the electrodes, arranged on a high voltage line connected electrical conductor is isolated. As a result, in particular a more uniform spray pattern can be achieved than with only three or four individual electrodes. Although sirsh have already proven these constructions in practice, it has not been possible in some operating conditions to avoid the discrepancies with regard to the mentioned risk of contamination. Not only on the insulating surfaces of the electrodes themselves, but also in particular on the radially projecting from the outer casing of the atomizer supporting the electrode assembly supports and on the atomizer, a more or less large proportion of the sprayed-off color particles can precipitate, instead of the workpiece to be coated to wander.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, den durch die Eigenverschmutzung im Elektrodenbereich bedingten Abfall der Leistung und des Wirkungsgrades der elektrostatischen Beschichtungsentscheidung zu reduzieren.The aim of the invention is to reduce the waste due to the self-contamination in the electrode area of the power and the efficiency of the electrostatic coating decision.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die im Bereich zwischen dem ZerstäubergehäuseThe invention has for its object to provide a device that in the area between the atomizer

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und den Aufladeelelctroden weniger zur Verschmutzung durch das abgesprühte Beschichtungsmaterial neigt als bisher.and the Aufladeelelctroden less prone to contamination by the sprayed coating material than before.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Einsatz von Potentialsteuermitteln gelöst, durch die der radiale Potentialverlauf im Bereich der Sprüheinrichtung zwischen dem Innengehäuse und den Aufladeelektroden an die radiale Potentialverteilung des abgesprühten Materials angenähert wird, wobei die Potentialsteuermittel durch die Elektrodenhalteranordnung und/oder das Außengehäuse gebildet sind.According to the invention, the object is achieved by the use of potential control means, by which the radial potential profile in the region of the spraying device between the inner housing and the charging electrodes is approximated to the radial potential distribution of the sprayed material, wherein the potential control means are formed by the electrode holder assembly and / or the outer housing.

Zweckmäßigerweise besteht die Elektrodenhalteranordnung wenigstens an ainem radial verlaufenden Teil und wenigstens an der dem Werkstück zugewandten Seite aus einem Isolierwerkstoff, dessen Oberflächenpotential im Betrieb der Sprüheinrichtung in radialer Richtung an die Potentialverteilung des abgesprühten Materials angenähert ist. In weiterer Ausbildung der Erfindung bestehen eine oder mehr radial verlaufende Stützen der Elektrodenhalteranordnung, welche die Aufladeelektroden enthaltende Isolierteile mit dem Innengehäuse verbinden, wenigstens zum Teil aus Keramik und die Elektrodenhilteranordnung wenigstens zum Teil aus Polyacetafc-Kunststoff (POM).Conveniently, the electrode holder assembly consists at least at ainem radially extending part and at least on the side facing the workpiece of an insulating material whose surface potential in the operation of the spraying device in the radial direction is approximated to the potential distribution of the sprayed material. In a further embodiment of the invention, there are one or more radially extending supports of the electrode holder assembly, which connect the insulator containing the charging electrodes with the inner housing, at least partially made of ceramic and the Elektrodenhilteranordnung at least partially made of polyacetafc plastic (POM).

Die Elektrodenhalteranoranung kann auch wenigstens zum Teil aus einem Kunststoff oder aus einem sonstigen Y/erkstoff mit einem Oberflächenwiderstand bestehen, der dem Polyacetat (POM) oder Keramik ähnlich ist.The Elektrodenhalteranoranung can also consist at least partially of a plastic or other Y / material with a surface resistance, which is similar to the polyacetate (POM) or ceramic.

Einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß weist der Sprühkopf und/oder eine neben ihm angeordnete Abdeckung wenigstens zum Teil ein zur Potentialsteuerung geeignetes Material auf. Vorzugsweise können die nadeiförmigen Aufladeelektroden in fingerartige Vorsprünge aus Fluorkohlenstoff-Werkstoff (PTFE) eingebettet sein.According to a further feature of the invention, the spray head and / or a cover arranged next to it at least partially has a material suitable for potential control. Preferably, the needle-shaped charging electrodes may be embedded in finger-like protrusions of fluorocarbon material (PTFE).

Die Erfindung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, daßThe invention is further characterized by the fact that

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das Außengehävse 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.the Außengehävse at least in the region of the risk of contamination by the sprayed coating material has a continuous smooth outer surface and in this area is free of recesses, openings and holes.

Vorteilhaft ist es, wenn die elektrische Durchschlagfestigkeit des Außengehäuses im gesagten Bereich der Gefahr einer Verschmutzung durch dar. abgesprühte Beschichtungsmaterial mindestens 5 kV beträgt und auf der Innenseite oder auf der Außenseite des Außengeliäuses eine gesonderte Abdeckung aus einem dreidimensional luftdurchlässigen Material angeordnet ist. Dabei ist zweckmäßig, wenn sich zwischen dem Außengehäuse und der porösen Abdeckung ein ringförmig umlaufender Luftspalt befindet, in dem eine Leitung zum Einblasen von Luft einmündet.It is advantageous if the electrical breakdown strength of the outer housing in the said region of the risk of contamination by dar. Sprayed coating material is at least 5 kV and on the inside or on the outside of the Außengeliäuses a separate cover of a three-dimensional air-permeable material is arranged. It is expedient if there is an annular circumferential air gap between the outer housing and the porous cover, in which opens a line for blowing air.

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 aufladen.In a device of the type described here with generally concentrically around the spray-off, distributed, preferably slightly behind the plane recessed electrode tips (or -schneiden) the coating material is atomized in a known manner and sprayed with predominantly radial component of movement. In contrast to the conventional contact charging of the material in or on a lying at high voltage potential atomizer, the sprayed particles are initially not charged, but they receive their charge only in more or less large radial distance from the spray edge in the ionization region of the electrodes, the air in their Charge environment by corona discharge.

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Nach dieser mittelbaren Aufladung durch .Luftionenrniagerung können die Farbpartikel aufgrund des von den Elektroden erzeugten elektrostatischen Feldes zu dem geerdeten Werkstück \vandern. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Gefahr einer Eigenbeschichtung der Vorrichtung im Bereich bis zu den Elektroden durch zweckmäßige Ausbildung der Vorrichtung, insbesondere durch Verwendung geeigneter Isolierv.erkstoffe oder einer Kombination verschiedener Isolierwerkstoffe wesentlich herabgesetzt werden kann.After this indirect charging by air ion storage, the colored particles may migrate to the grounded workpiece due to the electrostatic field generated by the electrodes. The invention is based on the finding that the risk of self-coating of the device in the area down to the electrodes can be significantly reduced by appropriate design of the device, in particular by using suitable Isolierv.erkstoffe or a combination of different insulating materials.

Gemäß ein-am Aspekt der Erfindung kann dadurch eine radiale Potenzialsteuerung erreicht werden, die der erst im Icmisiovungsbereich der Außenelektroden in entsprechender radialer Entfernung von der Absprühkante erfolgenden Aufladung der Farbpartikel Rechnung trägt.According to one aspect of the invention, a radial potential control can thereby be achieved, which takes into account the charging of the color particles taking place only in the infrared region of the external electrodes at a corresponding radial distance from the spraying edge.

Als besonders zweckmäßig hat sich die Verwendung von Fluorkohlenstoffen, vor allem aber Polytetrafluorethylen (PTFE) als Isoliermaterial erwiesen, wodurch die Eigenverschmutzung im Betrieb auf ein Minimum herabgesetzt werden kann. Sie ist erheblich geringer ala bei allen für das Außengehäuse und die Elektrodenhalteranordnung in der Praxis bisher verwendeten l'.unst·- stoffen wie z.B. Polypropylen (PP) oder Polyacetat (POM).As particularly useful, the use of fluorocarbons, but especially polytetrafluoroethylene (PTFE) has proven to be insulating, whereby the intrinsic pollution during operation can be minimized. It is considerably lower than all other plastics used hitherto for the outer housing and the electrode holder arrangement, such as, for example, in the art. Polypropylene (PP) or polyacetate (POM).

embodiment

Am bevorzugten Beispiel eines zur Beschichtung von Fahrseugkarossen verwendeten Rotationszerstäubers mit Außenelektroden wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inThe invention will be explained in more detail using the preferred example of a rotary atomizer with external electrodes used for coating passenger cars. The drawing shows in

Fig. 1 oine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung; undFig. 1 oine first embodiment of the device according to the invention; and

Fig. 2 eine zweite, hinsichtlich des Zerstäubergehäuses abgewandelte Ausführungsform.Fig. 2 shows a second, modified with respect to the atomizer housing embodiment.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung enthält eine Sprüh einrichtung in Form eines Rotat^onazerstäubers 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 Glockentijllers 2 auf Erdpotential gelegt wird. Ebenfalls auf Erdpotontial 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 vird.The apparatus shown in Fig. 1 includes a spraying device in the form of a Rotat ^ onazerstäubers 1 of the known bell type, the spray head forming the bell cup 2 can be preferably driven by an air turbine at high speed. Along the axis of the spraying device runs a water-based paint or other conductive coating material from a storage system the bell cup 2 supplying metal pipe 3, with which the entire coating material is placed up to the spray edge of Glockentijllers 2 at ground potential. Also on Erdpotontial is the workpiece to be coated (not shown), in the example described here so a part of a vehicle body, which is arranged at an axial distance in front of the bell cup 2 vird.

Die Sprüheinriebcung 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.The spray has an outer housing 4 made of insulating plastic, in which a metallic inner housing 6 may be located. Between the bell cup 2 and the end face of the outer housing 4 extends a rotating with the bell cup 2 cover 5, which may consist of the grounded bell cup 2 made of metal. The cover 5 could also be arranged as a separate component next to the bell plate.

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 nadeiförmige Aufladeelfcktroden 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 EndenIn order to charge the coating material which is sprayed substantially radially from the spray-off edge of the bell cup 2, needle-shaped charging jaws 10 are provided at uniform angular intervals in the example shown on a circle concentric with the axis of the spray device. The charging electrodes 10 are axially parallel lying with its main part in finger-like, consisting of insulating material projections 11 of a circular ring body 12 also embedded from insulating material and with their rear ends

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 soli. 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 lOOkV 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.connected in an electrically conductive manner to a conductor 13 of wire, which connects all the electrodes to one another in an annular manner and should be completely enclosed in the interior of the insulating body 12 for electrical insulation. The electrodes 10 and the conductor 13 are connected via a high voltage cable 14 to a high voltage generator, the voltage may be typically in the order of 60 to lOOkV. At the spraying device, the ring body 12 is fixed by, for example, two spoke-like supports 15 made of insulating material, which are e.g. Can be clamped (not shown) with a clamping ring on the outer housing 4.

Die Anzahl der Aufladeelektroden IC soll so gewählt werden, daß sich ein zur Vermeidung einer Verschmutzungsgefahr durch das Beschichtungsmaterial auf dor 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 Mindest=:izahl in entsprechendem Maße zu verkleinern bzw. zu vergrößern. In einem relativ großen Bereich von Teilkreisdurchmessarn um den Wert von 400 mm des hier beschriebenen Beispiels sol dementsprechend der Abstand zwischen den Elektrodenspitzen zwischen etwa 4C und 70 inm 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 3 50 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 ElektrodenspitzenThe number of charging electrodes IC should be selected so that there is a sufficiently small distance between the electrodes to avoid a risk of contamination by the coating material on the front end face of the annular body 12. For example, with a pitch diameter of the electrodes of 400 mm, at least about 18 electrodes should be used. If one chooses a smaller or larger pitch diameter for the electrodes, their possible minimum number must be reduced or increased to a corresponding extent. Accordingly, in a relatively large range of pitch diameters around the value of 400 mm of the example described herein, the distance between the electrode tips should be between about 4C and 70 μm. The radially measured distance of the electrode tips from the spray edge of the bell cup should, as in the known apparatus mentioned, be greater than twice the diameter (in this case approximately 70 mm) of the spray-off edge. A presently preferred range of possible pitch diameter of the electrodes 10 is about 3 50 to 450 mm. Of importance for the risk of contamination is also the axial position of the electrode tips with respect to the plane of the spray-off. As in the known device, the electrode tips

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 Verschmuczungsgefahr ergibt. Bei dem dargestellten Beispiel haben sich axial gemessene Abstände zwischen 25 und 60 nur, 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.reset in the axial direction by a certain distance behind the spray-off. This distance is chosen so that there is a useful compromise between the decreasing distance better charging the sprayed coating material and a simultaneously increasing risk of contamination. In the illustrated example, axially measured distances between 25 and 60 have proven to be only and preferably about 50 mm. As a general rule, the front ends of the charging electrodes should be axially set back less than 1/3 of the distance of the electrode tips measured in the radial direction from the spraying edge behind the plane of the spraying edge.

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 v">n FluorkoMenstoffharz wie PTFE (PoIytetrafluoräthylen), dat z.B. unter dem Warnen 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.In the hitherto used in practice devices of the type described so far, a self-coating of both the electrode holder assembly and the outer casing of the atomizer was observed in operation, regardless of an optimal number and arrangement of electrodes in the manner described above. This problem can be achieved, according to the invention, by using fluorine resin such as PTFE (polytetrafluoroethylene), eg under the name Teflon, for at least part of the insulating components of the device, preferably for the outer casing 4, the radial supports 15 and the pins - or finger-like projections 11 are largely avoided.

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 Polyacetat (POM) bestehen.The radial supports 15 may consist of a tube, in the open end of the annular body 12 is inserted with matching radially inwardly projecting pin under seal, as shown at 16. The ring body 12 may consist of construction and manufacturing reasons of another plastic such as polyacetate (POM).

Es hat sich bei dem dargestellten Beispiel als zur Vermeidung einer Eigenverschmutzung wichtig erwiesen, daß die Außen-It has proved to be important in the illustrated example to avoid self-contamination that the external

flächen 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 fre.r von Ausnehmungen, Öffnungen und Bohrungen sein und auch keine Schrauben cd. 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.As far as possible, surfaces of the PTFE-made parts are continuous, i. free from holes, gaps, joints, etc. In particular, e.g. the outer housing 4 fre.r of recesses, openings and holes and be no screws cd. Like. Included. As far as such fasteners are unavoidable, they should also be made of PTFE. One reason for the self-contamination that would be observed on a bore or other recesses, in particular of the outer housing 4, is possibly the reduction of the dielectric strength. The dielectric strength of the housing 4 should be at least 5 kV, at least in the entire range of the risk of contamination by the sprayed coating material.

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.Between the outer casing 4 and the inner metal casing 6 there may be a separate cover 8 made of a three-dimensional air-permeable material, e.g. a porous plastic body which can serve as condensation protection. A material suitable for this purpose is e.g. commercially available under the name "Filtroplast".

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.The invention is not limited to the illustrated preferred embodiment with an insulating ring body and a relatively large number of external electrodes, but is also suitable for example from DE-OS 34 29 075 known device with individually arranged on a support electrodes.

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 (gemessenIt has not yet been clarified why PTFE is significantly cheaper than other materials in terms of its own contamination. Various properties may play a role here, by which PTFE differs from other plastics such as PP, POM and PVC or other insulating materials such as cardboard or ceramics. These include v.a. extremely high surface resistance (measured

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.according to DIN 53 482), relatively low electrostatic chargeability due to low dielectric constant and very slow discharge, i. temporal change of the charge distribution due to the charge balance along the surface. Furthermore, PTFE has virtually no water absorption capacity, so its properties are hardly dependent on changes in humidity.

Die ebenfalls zur Herabsetzung einer Eigenverschmutzung beitragende radiale Potentialsteuerung, durch die gemäß dem eingangs erwähnten ersten Aspekt der Erfindung der radiale Potentialverlauf im Bereich der Sprühvorrichtung zwischen dem metallischen Innengehäuse 6 und den Aufladeelektroden 10 an die radiale Potentialverteilung des abgesprühten Materials angenähert werden soll, läßt sich aber auch mit anderen Mitteln erreichen. Vorzugsweise soll zu diesem Zweck die Elektrodenhalteranordnung wenigstens an einem radial verlaufender. Teil 15 und wenigstens an der dem Werkstück zugewandten Seite aus einem Isolierwerkstoff bestehen, dessen Oberfläche.ipotential 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. Im Zusammenhang mit diesem Ziel kann man als Material z.B. für die rohrförmigen Stützen 15 auch Keramik statt des an sich bevorzugten PTFE verwenden. Andere Werkstoffe mit hinein Oberflächenwiderstand, der ähnlich demjenigen von Keramik, POM oder aber PTFE ist, können unter Umständen ebenfalls verwendbar sein.The also contributing to the reduction of self-contamination radial potential control, to be approximated in accordance with the initially mentioned first aspect of the invention, the radial potential profile in the region of the spray between the metallic inner housing 6 and the charging electrodes 10 to the radial potential distribution of the sprayed material, but can be also reach by other means. Preferably, for this purpose, the electrode holder assembly at least at a radially extending. Part 15 and at least on the side facing the workpiece consist of an insulating material whose surface is .ipotential in the operation of the spray in the radial direction approximated to the potential distribution of the sprayed material, resulting, inter alia, by the relevant for self-charging and charge dissipation surface behavior such as surface resistance reach. Preferably, all parts of the electrode holder assembly should be at least approximately at the same electrical potential as the respective color particles, which would reach or reach their proximity during spraying. As a rule, therefore, a radially continuous potential control in the area between atomizer housing and electrodes is to be preferred. In connection with this goal one can use as material e.g. for the tubular supports 15 also use ceramic instead of the per se preferred PTFE. Other materials with surface resistance similar to that of ceramic, POM or PTFE may also be useful.

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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.The spray head 2 and / or the cover 5 rotating with it may, instead of metal, which is presently preferred, at least partly also consist of other material suitable for the desired potential control.

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 8¹ haubenartig die gesamte Außenseite des Außengehäuses 4¹ aus PTFE umschließt. Zwischen der Außenseite des Außengehäuses 4¹ und der Innenseite der gesamten Abdeckung 8¹ ist mit Ausnahme der axial vorderen und hinteren Ränder ein Luftspalt 20 freigelassen, ;'.n den eine leitung 21 zum Einblasen von Luft in diesen ringförmigen Spalt führt. Die Luft gelangt durch das poröse Material der Abdeckung 8¹ nach außen. Die Abdeckung 8' kann eine Öffnung zum Durchführen der Stütze 15 heben.In the device shown in Fig. 1 is "mentioned three-dimensional porous annular cover 8 on the inside of the outer housing 4 between this and the metallic inner housing 6. Fig. 2 shows a modified embodiment in this respect, in which a corresponding cover 8 ¹ hood-like enclosing the entire outside of the outer casing 4 ¹ of PTFE between the outside of the outer casing 4 ¹ and the inside of the entire cover 8 ¹ , with the exception of the axially front and rear edges, an air gap 20 is released, 'n the one line 21 for blowing The air passes into the annular gap through the porous material of the cover 8 ^1. The cover 8 'can lift an opening for passing the support 15.

Claims

1) Device for the electrostatic coating of workpieces with an electrically conductive material, with a spraying device, in particular a rotary atomizer (1),

the spray head (2) is arranged on an inner housing (6) located inside an outer housing (4) made of insulating material;

with a line feeding the coating material from a supply system of a spray edge on the spray head, which is placed at ground potential with the material into the spray head;

with needle-shaped charging electrodes (10) distributed radially around the spray head, which are connected to a high-voltage generator for charging the coating material and generating an electric field, and with an electrode holder arrangement (11, 12, 15) of insulating material, into which the charging electrodes (10) with the exception of their front ends are enclosed, in particular with one or more radially projecting from the outer housing supports (15) made of insulating material, characterized in that potential control means are provided, through which the radial potential profile in the region of the spray between the inner housing (6) and the Charging electrodes (10) is approximated to the radial potential distribution of the sprayed material.

2) Device according to claim 1, characterized in that the potential control means by the electrode holder assembly (15,12) and / or the outer housing (4) are formed.

3) Device according to claim 1 or 2, characterized in that the E.lektrodenhalteranordnung consists at least at a radially extending portion (15) and at least on the side facing the workpiece of an insulating material whose surface potential in the operation of the spraying device in the radial direction the potential distribution of the sprayed material is approximated.

4) Device according to one of the preceding claims, characterized in that one or more radially extending supports (15) of the electrode holder assembly, which connect the charging electrodes (10) containing insulating parts (11,12) with the inner housing (6), at least partially Ceramics exist.

5) Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode holder assembly consists at least in part (12) of polyacetate plastic (POM).

6) Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrode holder assembly consists at least partly of a plastic or other material having a surface resistance similar to that of polyacetate (POM) or ceramic.

7) Device according to one of the preceding claims, characterized in that the spray head (2) and / or a cover arranged next to it (5) at least to Tei. \ A suitable for potential control material.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the needle-shaped charging electrodes (10) are embedded in finger-like projections (11) made of fluorocarbon material (PTFE).

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the outer housing (4) at least in the region of the risk of contamination by the sprayed coating material has a continuous smooth outer surface and is free of recesses, openings and holes in this area.

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical breakdown strength of the outer housing (4) in the entire range of the risk of contamination by the sprayed coating material is at least 5 kV.

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that on the inside or on the outside of the outer housing (4.4 ·), a separate cover (8.8 ·) is arranged from a three-dimensional air-permeable material.

12. The device according to claim 11, characterized in that between the outer housing (8 ¹ ) and the porous cover (8 ') is an annular circumferential air gap (20), in which a line (21) opens for the injection of air.

For this 2 sheets of drawings