DE812234C

DE812234C - Einrichtung zum Spritzlackieren

Info

Publication number: DE812234C
Application number: DEG503D
Authority: DE
Inventors: Lewis J Lamm
Original assignee: General Motors Corp
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1948-12-01
Filing date: 1949-12-01
Publication date: 1951-08-27
Also published as: GB691245A; US2626589A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 27. AUGUST 1951

G 503XIII 75a

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Spritzlackieren, bei denen ein elektrostatisches Feld verwendet wird, um den Niederschlag des Lackes oder irgendeines anderen Überzugsmaterials zu beeinflussen.

Bei Einrichtungen nach der Erfindung ist das Transportband, welches die zu lackierenden Werkstücke trägt, geerdet, so daß die Teile zwischen der Lackierung und der Trocknung von dem Transportband abgenommen und auf ein anderes Transportband übergeführt werden können und die Bedienungsorgane gegen Hochspannung führende Teile geschützt sind. Die Werkstücke selbst aber werden mit Hochspannung geladen, und zwei Werkstücke können gleichzeitig lackiert werden, während sie mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen sind.

Nach der Erfindung trägt das Transportband die Werkstücke auf parallelen Bahnen durch die Sprühzone und trägt isolierte Stromabnehmer, die mit den Werkstücken verbunden und so ausgebildet sind, daß sie an festen, unter Spannung stehenden Schienen, die neben der Sprühzone in einem inerten Medium liegen, schleifen können.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung ist die Abschaltung der Hochspannung bei Funkenbildung und, falls erforderlich, die Löschung von Feuer in dem Sprühraum. Diese Ergebnisse werden durch Schaltungen erzielt, die so eingerichtet sind, daß sie schon auf Vorbedingungen zur Funkenbildung ansprechen und daraufhin die Hochspannung abschalten.

Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung sind im

folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beispielsweise beschrieben. In diesen ist

Fig. ι ein Längsschnitt durch eine Einrichtung

nach der Erfindung längs der Linie i-i der Fig. 2, Fig. 2 ein Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig- ι,

Fig. 3 ein Schaltschema, welches angibt, wie die zu lackierenden Werkstücke mit einem positiven Potential geladen werden,

Fig. 4 ein Schaltschema, welches zeigt, wie die zu lackierenden Werkstücke mit einem negativen Potential geladen werden,

Fig. 5 ein Schaltschema, welches wahlweise an Stelle des in Fig. 4 gezeigten verwendet werden kann, und

Fig. 6 ein Teil des Schaltschemas nach Fig. 5 in anderer Ausführungsform.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung, in der eine Gruppe von Werkstücken, welche von einem Transportband befördert wird, mit einer Hochspannung von hohem positivem Potential geladen wird und eine zweiteGruppe von Werkstücken, welche von demselben Transportband parallel zur ersten Gruppe geführt wird, gleichzeitig ein hohes Potential negativer Spannung erhält. Es ist Vorkehrung geschaffen, um die elektrostatische Ladung aller Teile abzuleiten, ehe sie die Sprühkammer verlassen. Die Werkstücke i, 3 und 5 stellen Automobiltüren dar, die lackiert werden sollen und von einem einschienigen Transportband 9 getragen werden, welches auf der Schiene 7 läuft, die an der Decke 11 mit den Befestigungshaken 13 und 14 hängt. Dieses Transportband wird auf Erdpotential gehalten. Die Werkstücke 1 und 3 hängen an den Haken 15 und 17, welche unter Zwischenschaltung der Isolatoren 10 und 12 am Transportband 9 befestigt sind, während der Teil 5 direkt an dem Haken 19 an dem anderen Ende des Isolators 10 hängt. Die Teile 1 und 3 und weitere Teile werden von der linken Seite des Transportbandes befördert und mit hoher Spannung von negativem Potential geladen, während Teil 5 und die von der rechten Seite des Transportbandes beförderten Teile mit einer hohen Spannung positiven Potentials geladen werden. Wenn die Einrichtung in Betrieb ist, läuft eine ununterbrochene doppelte Kette von Teilen durch die Sprühkammer 21 der Fig. ι von rechts nach links und nähert sich dabei zu beiden Seiten den auf einem gemeinsamen Ständer 29 montierten Spritzpistolen 23, 25 und 27.

Diese Spritzpistolen sind in der Zeichnung in solcher Lage dargestellt, daß sie einen Sprühregen von Farbe, Lack o. dgl. etwa parallel zur Bewegungsrichtung der zu überziehenden Teile ausstoßen. Ihre Sprührichtung kann jedoch auch in jedem gewünschten anderen Winkel zur Bewegungsrichtung der Teile eingestellt sein.

Um die Teile ohne Funkenbildung zu laden, wiewohl das Transportband Erdpotential besitzt, sind die Haken 15, 17 und 19 aus leitendem Material,

z. B. Kupfer, hergestellt und nur mechanisch mit dem Transportband 9 durch die Isolatoren 10 und 12 verbunden. Mit den Haken 15, 17 und 19 sind nachgiebige Stromabnehmer 31, 33 und 35 fest verbunden, die auf elektrisch geladenen Spannungsschienen 41, 45 schleifen. Die Schienen liegen inner- halb isolierter Rinnen 37, 43, die mit einem Medium 47 gefüllt sind, welches die Funkenbildung unterbindet. Hierfür kann z. B. öl oder Kohlendioxyd verwendet werden.

Am Ende jeder Rinne befindet sich ein getrenntes Leitungsstück 49 (Fig. 1), das geerdet ist und so jede elektrische Ladung von den Teilen ableitet, nachdem sie die Sprühzone durchlaufen haben. Die aus den Spritzpistolen 23, 25 und 27 ausgesprühte Lackierflüssigkeit wird in ein starkes elektrostatisches Feld geblasen, welches sich zwischen den entgegengesetzt geladenen Teilen aufbaut, und durch elektrostatische Anziehung auf den Teilen niedergeschlagen. Auf diese Weise wird der Verlust an Lackierflüssigkeit, der durch Vorbeispritzen entsteht, auf ein Minimum reduziert. Wenn die Teile das Ende der Sprühkammer erreicht haben, wird ihre elektrische Ladung in der beschriebenen Weise über Kontaktstück 49 durch Erdung abgeleitet. Ein Stromkreis, der die Spannungsschiene 41 unter positiver Hochspannung hält, ist in Fig. 3 dargestellt, in der die Sprühkammer 21 und das Transportband 9 mit seiner Schiene 7 schematisch angedeutet sind. Diese Schaltung enthält Mittel, um die Spannung unter Bedingungen, unter denen Funkenbildung auftreten kann, oder bei Feuer unschädlich zu machen, undgleichzeitig selbsttätige Feuerlöscheinrichtungen. Es mag nicht immer notwendig sein, beide Anordnungen, also sowohl diejenige zur Abschaltung des Stromes als auch die Feuerlöscheinrichtung, in ein und derselben Anlage nebeneinander vorzusehen. Beide Vorrichtungen können vielmehr auch für sich getrennt verwendet werden.

Ein Hochdruckgasbehälter 53, welcher ein feuerlöschendes Gas, z. B. Kohlendioxyd, enthält, ist durch die Leitungen 55 und 57 mit den Düsen 61 und 63 unter Zwischenschaltung eines von einem Solenoid betätigten Ventils 59 verbunden, welches sich dann öffnet, wenn eine elektrische Spannung an die Spule 65 gelegt wird. Sobald ein Strom durch die Spule fließt, wird das Ventil geöffnet und Gas durch die Düsen 61 und 63 in die Sprühkammer geblasen.

Der elektrische Stromkreis wird von einer normalen Stromquelle 67 mit einem einphasigen Wechselstrom über die Schalter 73 und yj und die Transformatoren 69 und 71 gespeist. Der Transformator 69 hat eine hochohmige Sekundärwicklung 79, die zusammen mit dem Gleichrichter 83 sowie den Kondensatoren 85, 87 und 89 über die Leitung 91 eine Gleichspannung an die Spannungsschiene 41 abgibt, die hoch genug ist, den gewünschten elektrostatischen Niederschlagseffekt zu erzeugen. Ein Potential von 50 kV an den Stromschienen 41 und 45 reicht hierzu aus. Die Kondensatoren 85, 87 und 89 erzeugen dabei über den Leiter 93 eine ausreichende negative Gitterspannung in der Röhre 95.

Der Transformator 71 hat eine Sekundärspule 81 mit Mittelabgriff, die mit dem Gleichrichter 97 und 99 und dem Kondensator 101 verbunden ist und eine hohe Gleichspannung an der Anode 103 der gas-

gefüllten Röhre 95 erzeugt, die durch einen die Spulen 65, 105 und den Kondensator 107 enthaltenden Kreis gesieht wird. Die Spule 105 ist die Wicklung des Relais 75, welche gleichzeitig mit der Spule 65 gespeist wird, wenn die gasgefüllte Röhre 95 leitend wird.

Das Gitter 109 der Röhre 95 ist geerdet, während ihre Kathode 111 auf der positiven Spannung, welche dem Leiter 93 aufgedrückt wird, gehalten wird. Das Gitter 109 wird so normalerweise mit Bezug auf die Kathode 111 genügend negativ gehalten, um die Röhre nicht leitend werden zu lassen. Unter normalen Betriebsbedingungen wird daher die feste Spannungsschiene 41 auf so hoher Gleichspannung gehalten, daß die transportierten Werkstücke aufgeladen werden. Angenommen, ein Werkstück 5, welches mit der Spannungsschiene 41 leitend verbunden ist, berührt einen geerdeten Teil der Sprühkammer oder die Spritzpistolen, so daß ein Funke entsteht, so würde dieser Funke sofort die Sekundärwicklung 79, die eine geringe Kapazität, aber hohen Widerstand hat, so belasten, daß die Ausgangsgleiclispatinung des Systems auf einige hundert Volt erniedrigt wird. Dadurch würde sofort die Spannung an den Kondensatoren 85, 87 und 89, die nur eine geringe Kapazität haben, herabgesetzt, und das wiederum würde die positive Kathodenspannung mit Ik'zug auf das Gitter 109 genügend absenken, um die Röhre 95 leitend zu machen.

Der daraus resultierende Stromfluß von der Anode 103 nach F.rde speist die Spulen 65 und 105, so daß das Relais 75 anspricht, den Spannungsschienenkreis 41 abschaltet und das Ventil 59 öffnet, welches das Kohlendioxyd oder ein anderes inertes Gas in die Sprühkammer durch die beiden Düsen 61 und 63 einströmen läßt. Auf diese Weise wird Feuer in der Sprühkammer verhindert oder doch sofort wieder gelöscht.

Feuer, das in der Sprühkammer durch andere Ursachen als durch Funken entstanden ist, wird ionisierte Brandgase erzeugen, so daß ein Stromfluß zwischen der Hochspannung und Erdung oder zwischen den beiden Hochspannungen zustande kommt und damit die Sekundärspule 79 mit allen oben beschriebenen Folgen belastet.

Das Gitter 109 der Röhre 95 kann seine Funktion so lange nicht wieder aufnehmen, wie die Röhre leitet. Das Relais 75 wird daher in der Abschaltlage verharren, ohne Rücksicht darauf, daß die Ursache zur Abschaltung beseitigt ist. Das verhindert ein dauerndes Aus- und Einschalten. Die Stromzuführung nach der Anode 103 in der gasgefüllten Röhre kann durch Umlegen der Schalter 73 oder "]"] erfolgen, wodurch das Relais 75 in die Ausgangsstellung zurückgeht und das Steuergitter seine Funktion wieder aufnimmt.

In dem in Fig. 4 dargestellten Schaltschema wird eine negative Hochspannung an die Spannungsschiene 45 gelegt, und diese Schaltung kann in Ver- bindung mit der in Fig. 3 dargestellten Schaltung verwendet werden, um die Werkstücke der beiden Transportreihen zu laden. Der Stromverlauf ist ähnlich wie in Fig. 3. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Schaltung ist jedoch so geändert, daß eine negative Hochspannung an den festen Spannungsschienen liegt.

Der dem Gleichrichter 83 in Fig. 3 entsprechende Gleichrichter 121 ist umgekehrt und erzeugt eine negative Spannung in dem Leiter 123 und an den in Reihe geschalteten Kondensatoren 125, 127 und 129, welche eine geringe negative Spannung an dem Kondensator 129 als negative Gittervorspannung für die gasgefüllte Röhre 131 erzeugen, deren Anode 137 positiv ist.

Unter normalen Betriebsbedingungen ist der Stromfluß in dem Leiter 123 gering, er wird aber stärker, wenn Bedingungen auftreten, die Funken erzeugen, oder bei Ionisierung, wie oben beschrieben, so daß die Spannung an dem Kondensator 129 sich Null nähert und die negative Gittervorspannung an dem Gitter 135 zusammenbrechen läßt, so daß die Röhre 131 den Anodenstrom leitet und das Relais 75 sowie das Solenoid an dem Ventil 65, 59 ansprechen läßt.

Die Schaltungen der Fig. 3 und 4 können miteinander verbunden werden, so daß sie ein gemeinsames Magnetventil 59 und/oder ein gemeinsames Relais 75 betätigen. So können die beiden Stromkreise gemeinsam oder getrennt verwendet werden, ohne von dem Erfindungsgedanken abzuweichen.

Es ist bekannt, daß die Belastung der Sekundärwicklung eines doppelt abgestimmten Kreises auch die Belastung auf der Primärseite ändert. Es ist außerdem bekannt, daß in gewissen Arten von Oszillatoren das Aufladen des Anodenkreises die Schwingungen unterbricht. Diese beiden Erscheinungen sind in den Schaltungen nach Fig. 5 und 6 verwendet, welche in der Lage sind, sich schön bei drohender Funkenbildung selbst stromlos zu machen.

In Fig. 5 erzeugt eine Wechselstromquelle 141 über die Primärwicklung 82 eines Transformators mit Sekundärwicklung 84 mit Mittelabgriff eine Wechselspannung für die Anode der Röhren 86 und 88, die einen Gegentaktoszillator mit einem gemeinsamen Ausgangsstromkreis bilden, der aus einem Kondensator 90 und einer Induktivität 92 besteht. Die Induktivität 92 wird angezapft, um eine Rückkopplungsspannung auf die Gitter der Röhren 86 und 88 über die Kondensatoren 94 und 96 zu geben und dadurch Selbsterregung hervorzurufen. Der Kondensator 98 und der Widerstand 100 liefern die automatische Gittervorspannung für diese beiden Röhren. Von den Drosselspulen 102 und 104 afbeitet die letztere als Überstromrelais 106. Der aus dem Kondensator 90 und der Induktivität 92 gebildete Ausgangskreis hat eine Resonanzfrequenz von mehreren Kilohertz. Die Koppelspule 108 und der Kondensator 110 haben dieselbe Resonanzfrequenz, und die Gegeninduktivität zwischen den Spulen 92 und 108 ist so groß, daß ungefähr kritische Kopplung erreicht wird. Der Gleichrichter 112, der an der Hochspannungsseite des Stromkreises liegt, hat dieselben Funktionen wie der Gleichrichter 121 in Fig. 4, so daß eine stetige hohe Spannung an der Spannungsschiene 45 liegt. Unter normalen Betriebsbedingungen fließt durch

die Spannungsschiene 45 ein Strom von nur wenigen Milliampere. Unter Kurzschlußbedingungen jedoch kann der Strom sehr leicht Größenordnungen erreichen, welche genügen, um Funken zu erzeugen. Unter solchen Bedingungen ruft die resultierende Belastung des abgestimmten Sekundärkreises 108, 110 eine Belastung des abgestimmten Kreises 90 bis 92 hervor und läßt die Schwingungen des Kreises J abreißen. Unter diesen Bedingungen lassen'die Roh- j

ren 86 und 88 einen starken Strom durch, der ge- j nügt, das von Hand zurückschaltbare Relais 106 zum Ansprechen zu bringen. Dadurch wird der Oszillatorstromkreis abgeschaltet, und Funken, die durch den Kurzschluß entstanden sind, werden gelöscht.

In Fig. 6 entspricht der Gleichrichter 116 dem Gleichrichter 112 in Fig. 5 mit dem einen Unterschied, daß seine Polarität umgekehrt ist. Der Rest des Stromkreises bleibt, wie er in Fig. 5 dar-

ao gestellt ist.

Die in Fig. 5 und 6 dargestellten Schaltungen können an Stelle der in Fig. 3 und 4 dargestellten und, wie oben erwähnt, für die beiden sich gegenüberliegenden Transportreihen von Werkstücken verwendet werden. Die Schaltungen nach Fig. 5 und 6 schalten, wie oben beschrieben wurde, die Energie auch ab bei Stromdurchfluß, der dadurch entsteht, daß das Gas in dem elektrostatischen Feld durch Feuer ionisiert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

I. Einrichtung zum Spritzlackieren, bei der ein Transportband die Werkstücke auf parallelen Bahnen befördert und geeignete Vorrichtungen Farben, Lacke o. dgl. zwischen den Bahnen zerstäuben, wodurch eine Sprühzone erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportband (7) gegen die an ihm befestigten Stromabnehmer (31, 33 und 35) isoliert ist, welche mit den Werkstücken (1, 3 und 5) verbunden sind und gleichzeitig an stationären Spannungsteilen (41, 45) schleifen, die ihrerseits neben der Sprühzone (23, 25 und 27) und in einem inerten Medium (47) liegen.
2. Einrichtung zum Spritzlackieren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungführenden feststehenden Teile aus Schienen (41, 45) bestehen, die parallel zur Transportbahn in Rinnen (37, 43) liegen, die ein inertes Medium

(47) aufnehmen können.
3. Einrichtung zum Spritzlackieren nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgesetztes, festes, geerdetes Kontaktstück (49) am Ende der Sprühzone vorgesehen ist, mit dem die Stromabnehmer (31, 33 und 35) des Transportbandes in Berührung treten können.
4. Einrichtung zum Spritzlackieren nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ladestromkreis (Fig. 3, 4, 5) zur Aufladung der stationären Spannungsschienen (41 und 45) auf entgegengesetzte hohe Potentiale vorgesehen ist.
5. Einrichtung zum Spritzlackieren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis auf Überlastung derart anspricht, daß der Austritt eines inerten Gases (53) in die Sprühzone verursacht und/oder die Hochspannung abgeschaltet wird.
6. Einrichtung zum Spritzlackieren nach Anspruch 4 und 5, gekennzeichnet durch die Verbindung einer Schaltung (69, 79, 83 usw.), die Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, mit einer gasgefüllten gittergesteuerten Röhre (95), an deren Anode (103) über ein Relais (75) vom Gleichrichter Gleichstrom geliefert wird, wobei das Relais in der Lage ist, den Wechselstrom abzuschalten, und wobei ein Teil der Gleichspannung als negative Vorspannung für das Gitter (109) verwendet wird, während der Gleichrichter auf einen Abfall der Gleichspannung anspricht, indem er die negative Gittervorspannung der Röhre genügend absinken läßt, um den Anodenstrom fließen zu lassen, das Relais (75) zu betätigen und damit den Wechselstrom abzuschalten (Fig. 3).
7. Einrichtung zum Spritzlackieren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Relais (65), welches auf den Anodenstrom der Röhre (95) anspricht und inertes Gas (53) ausströmen läßt, wenn ein genügend starker Anodenstrom durch die Röhre geht.
8. Einrichtung zum Spritzlackieren nach Anspruch 4 und 5, gekennzeichnet durch die Verbindung eines Röhrenoszillators (86, 88 usw.), der die Erzeugung von Schwingungen unterbricht, wenn sein abgestimmter Stromkreis (90, 92, 108, 110) überlastet wird, mit einem Relais (106) im Anodenstromkreis des Oszillators, das beim Durchgang von Anodenstrom den Oszillator stromlos macht, und mit einem Gleichrichterkreis (112), der mit der Vorrichtung verbunden und mit dem abgestimmten Stromkreis gekoppelt werden kann und auf eine Überlastung des Gleichrichterkreises anspricht, den abgestimmten Stromkreis unter Spannung setzt und dadurch die Erzeugung von Schwingungen unterbricht, so daß ein Anodenstrom fließt, das Relais (106) anspricht und den Oszillator (86) abschaltet (Fig. 5).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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