DE1621893A1 - Process for the electrostatic deposition of a coating material - Google Patents
Process for the electrostatic deposition of a coating materialInfo
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Description
Dipl.-lng. !<-,! VVesselDipl.-Ing. ! <- ,! VVessel
8 München 13
Hohenstaufensir. 2, Tel. 33 8111 8 Munich 13
Hohenstaufensir. 2, Tel. 33 8111
mein Zeichen ^οmy sign ^ ο
19. Dez. 1969Dec. 19, 1969
Pord Motor Company, Dearborn / Michigan / V. St. AePord Motor Company, Dearborn / Michigan / V. St. Ae
"Verfahren zum elektrostatischen Niederschlagen eines"Method of Electrostatic Deposition of a
Üb erzugsmaterials » M Transfer material » M
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrostatischen Niederschlagen eines Überzugsmaterials auf einen elektrisch, leitenden Gegenstand, wobei das Überzugsmaterial mechanisch, zerstäubt und durch ein elektrisches PeId auf.dem Gegenstand niedergeschlagen wird»The invention relates to an electrostatic method Depositing a coating material on an electrically, conductive object, whereby the coating material mechanically, atomized and by an electrical PeId auf.dem Object is knocked down »
Aus der ITS-Patentschrift 3 132 966 ist ein Verfahren zum Beschichten einer Oberfläche mit einem Material bekannt,From ITS patent specification 3 132 966 is a method for Coating a surface with a material known
(Art. 7 §1 Abs.2 Nr.! Sat*3 deBÄnderung3ge8,v.4.9.19p. ~(Art. 7 § 1 para 2 no.! * Sat 3 deBÄnderung3ge8, p v.4.9.19. ~
009.019/1103 Sad original009.019 / 1103 Sad original
bei welchem ein Elektronenstrahl ungefähr 5o mm von der Oberfläche des zu beschichtenden Gegenstandes entfernt auf einen Sprühnebel gerichtet ist; es wird abschliessend ein polymerisierter Selag erhalten. Bei diesen bekannten Verfahren wird ein herkömmlicher Sprühnebel verwendet, welcher nicht elektrostatisch ist. Weiter sind Vorrichtungen zum Übertragen eines Elektronenstrahles beispielsweise aus den US-Patentschriften 5 o97 96o, 2 921 006, 2 68o 814-, 2 6o2 751 und 2 144 518 belkannt.at which an electron beam is about 50 mm from the Surface of the object to be coated is directed remotely at a spray; it will be final a polymerized Selag obtained. With these well-known The method uses a conventional spray which is not electrostatic. Next are devices for the transmission of an electron beam, for example from US patents 5,097,960, 2,921,006, 2 68o 814-, 2 6o2 751 and 2 144 518 known.
Die vorliegende Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs umrissenen Art so auszubilden, daß eine maximale Ausnutzung der versprühten Farbe und eine Modifizierung und Gestaltung des Sprühmusters erzielbar ist.The present invention has now set itself the task of developing a method of the type outlined above so that that a maximum utilization of the sprayed color and a Modification and design of the spray pattern achievable is.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zur Aufladung der zerstäubten Partikel zusätzlich zu einer elektrostatischen Sprühanordnung, bei welcher die Sprühvorrichtung hoch aufgeladen ist, besondere Elektronenstrahler vorge sehen sind, die Elektronen mit einer Energie von mehr als 5o ooo Elektronenvolt, vorzugsweise im Bereich von etwa 1oo ooo bis 5oo ooo Elektronenvolt liefern, wobei der mittlere Strahlstrom im Bereich von etwa 1 bis 25 Milliampere liegt.This is achieved according to the invention in that for charging of the atomized particles in addition to an electrostatic spray arrangement in which the spray device is highly charged, special electron guns are provided, the electrons with an energy of more than 50,000 electron volts, preferably in the range of about 100,000 to 500,000 electron volts, with the average Beam current is in the range of about 1 to 25 milliamps.
Dabei können die Elektronenstrahler auch Elektronen im Bereich von etwa 175 ooo bis 375 ooo Elektronenvolt liefern.The electron guns can also use electrons in the Range from about 175,000 to 375,000 electron volts.
Bei dem Verfahren geht das Sprühmuster zweckmäßig von einer Stelle aus, die von dem Gegenstand entfernter liegtIn the case of the method, the spray pattern expediently starts from a point which is further away from the object
-00491 ft/1163-00491 ft / 1163
als die Stellef an der die Elektronenstrahlen aus der Strahlvorrichtung in die Atmosphäre eintreten. Das' Sprilhmuster kann aber auch von einer Stelle ausgehen, die vom Gegenstand weniger weit entfernt liegt als die Stellet an der die Elektronenstrahlen aus der Strahlvorrichtung in die Atmosphäre eintreten. as the point f at which the electron beams from the beam device enter the atmosphere. But that 'Sprilhmuster can also start from a position that is less remote from the subject than the point t at which the electron beam from the device into the atmosphere occur.
Das SprUhmuster kann zweokmässig in einer Entfernung vom Gegenstand ausgehen, die im wesentlichen gleich dem mittleren Abstand zwischen dem Gegenstand und den Stellen ist, an denen die Elektronen aus der Strahlvorrichtung in die Atmosphäre eintreten.The spray pattern can be twofold at a distance proceed from the object which is substantially equal to the mean distance between the object and the points is where the electrons from the beam device enter the atmosphere.
Das SprUhmuster kann zweckmäsaig in einer Entfernung vom Gegenstand ausgehen, die im wesentlichen gleich dem mittleren Abstand zwischen demGegenstand und den Stellen ist, an denen die Elektronen aus der Strahlvorrichtung in die Atmosphäre eintreten.The spray pattern can expediently be at a distance from the Object which is substantially equal to the mean distance between the object and the locations, at which the electrons from the beam device enter the atmosphere.
Zweckoässig sind zwei Elektronenstrahlvorrichtungen an den gegenüberliegenden Seiten des Gegenstandes und mit Bezug auf die Sprühvorrichtung dem Gegenstand gegenüber angeordnet, welche Elektronenstrahlen in die Eontaktzone und längs den beiden Seiten des Gegenstandes richten. Der gegenstand kann aber auch bei seiner Bewegung die Sprühachse schneiden, wobei die Elektronenstrahler so bewegt werden, daß sie zum Gegenstand bei dessen Bewegung die Relativlage beibehalten.Two electron beam devices are expedient opposite sides of the article and with respect to the spray device facing the article arranged which direct electron beams into the Eontaktzone and along the two sides of the object. However, the object can also die during its movement Cut the spray axis, the electron guns are moved so that they come to the object as it moves maintain the relative position.
9819/11039819/1103
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren, bei dem die Elektronen eine polymerisierende Wirkung auf das Überzugsmaterial ausüben, sind die Elektronenstrahlen zweckmässig in die Kontaktzone und auf die Fläche des Gegenstandes gerichtet.In the inventive method in which the Electrons that have a polymerizing effect on the coating material are electron beams appropriately directed into the contact zone and onto the surface of the object.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, daß Materialverluste bei Übersprühen des zu überziehenden Gegenstandes vermieden werdeno Weiterhin lässt sich das erfindungsgemässe Verfahren auch zum Niederschlagen von metallischen oder Wasserfarben anwenden, wobei die Zerstäubung durch mechanische Einrichtungen bewirkt wird.A major advantage of the process according to the invention is that material losses when the object to be coated can be avoided. Furthermore, the inventive method can also be used for Apply deposition of metallic or watercolors, the atomization by mechanical means is effected.
Weiterhin kann das Verfahren angewendet werden, um eine Polymerisation von besonderen Überzugsmaterialien gleichzeitig mit dem elektrostatischen Niederschlag zu bewirken. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Verfahren auch zum elektrostatischen Niederschlag von feinverteilten Peststoffen verwendet werden kann.Furthermore, the process can be used to carry out the polymerization of particular coating materials at the same time to effect with the electrostatic precipitate. Another advantage is that the method can also be used for the electrostatic precipitation of finely divided pests.
Die Ausdrücke "Elektronen hoher Energie" sowie "Elektronen, die eine Polymerisation bewirken" beziehen sich auf Elektronen mit einer Energie, die mindestens ausreicht, organische Verbindungen zu ionisieren oder chemische Verbindungen zu brechen.The terms "high energy electrons" and "electrons, which cause a polymerization "relate to electrons with an energy that is at least sufficient to ionize organic compounds or to break chemical compounds.
Üblicherweise ist das Gehäuse des Emitters oder einerUsually the housing of the emitter or one
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Kamraer, in welchen die Kathode und die Anode sitzen, von Gas mittels einer üblichen Pumpeinrichtung auf einen luftdruck von etwa 10 mm Hg, allgemein etwa 2,5 x 10 bis etwa 5 x 10 mm Hg evakuiert. In dem evakuierten Gehäuse sind ein oder mehrere Kathoden, beispielsweise aus Wolframdraht-Päden angeordnet und an den negativen Anschluss einer Hochspannungs-Gleichstromquelle angeschlossen. Das Metallfenster umfaßt dabei wenigstens einen Seil der positiven Elektrode und steht mit einer geeigneten Stütze aus leitendem Material in Verbindung, wie z.B. einem rohrförmigen Teil, der von der Kathode in Abstand angeordnet ist und bis zum fenster reicht, so daß ein ungehinderter Weg der Elektronen von der Kathode zu dem ' Fenster geschaffen istο Die ausgesandten Elektronen werden durch die Vakuumkammer zu dem Elektronenfenster beschleunigt und treten duroh das dünne Metallfenster.Cameras, in which the cathode and the anode sit, from Gas by means of a conventional pumping device to an air pressure of about 10 mm Hg, generally about 2.5 x 10 evacuated to about 5 x 10 mm Hg. In the evacuated housing are one or more cathodes, for example Arranged from tungsten wire threads and attached to the negative Connected to a high voltage direct current source. The metal window comprises at least one positive electrode rope and is connected to a suitable one Support of conductive material in connection, such as a tubular member spaced from the cathode is arranged and extends to the window, so that an unimpeded path of the electrons from the cathode to the ' Window is createdο The emitted electrons are accelerated through the vacuum chamber to the electron window and step through the thin metal window.
In einer solchen Vorrichtung werden Elektronen als schmaler Strahl in der evakuierten Röhre beschleunigt,, und anschliessend erfolgt eine schnelle Tastbewegung auf den Elektronenstrahl, bevor letzterer aus derIn such a device, electrons are accelerated as a narrow beam in the evacuated tube, and then there is a quick tactile movement on the electron beam before the latter from the
Röhre austritt. Bei einer solchen Vorrichtung wird ein * Tube exits. With such a device a *
Elektronenstrahl mit der Röhre in Blattform ausgerichtet, und zwar durch ein System zylindrischer Elektronenoptik. Wenn eine genaue Schichtung des Strahles nicht wesentlich ist, kann die die Elektronen emittierende Kathode teilweise von einem geeigneten Gehäuse innerhalb der Röhre umschlossen sein, welches den Elektronenstrahl beschränkt und auf das Elektronenfenster richtet«Electron beam aligned with the blade tube through a system of cylindrical electron optics. If an exact stratification of the beam fails is essential, the electron-emitting cathode can partially from a suitable housing within the Be enclosed in a tube, which restricts the electron beam and directs it onto the electron window "
-6--6-
009810/1103009810/1103
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläuterteThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings explained
In den Zeichnungen zeigernPoint in the drawings
fe Fig. 1 schematisch, eine Torrichtung zur Durchführungfe Fig. 1 schematically, a gate direction for implementation
des erfindungsgemässen Terf ahrens,of the inventive method,
Fig. 2 eine Ausführungsfona. eines Elektronenbeschleunigers für Fig· 1, wobei ein Teil des ausseren Gehäuses weggebrochen ist,Fig. 2 shows an embodiment. an electron accelerator for Fig. 1, with part of the outer Housing has broken away,
Fig. 3 eine Ausführungsf orm des elektrischen Schalt -3 shows an embodiment of the electrical switching
Schemas, welches für den Setrieb eines Elektronenbeschleunigers nach Fig· 2 verwendet werden kann»Schemes which are used for the operation of an electron accelerator according to FIG. 2 can"
Fig· 4 ein Schaltsohema für den Heiztransformator W nach Fig. 3f4 shows a circuit diagram for the filament transformer W according to FIG. 3f
Fig· 5 eine leilansieht einer anderen Ausführungsform der Torrichtung zur Ausführung des Terfahrens nach der Erfindung,Fig. 5 is a partial view of another embodiment the direction of the gate to carry out the procedure according to the invention,
Fig. 6 eine Torderansicht des Elektronenbeschleunigers nach Fig. 5Fig. 6 is a front view of the electron accelerator according to FIG. 5
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0 OD β 1 ί /11 0 f . . ßAD 0 OD β 1 ί / 11 0 f. . ßAD
Fig. 7 eine Endansicht des den Heizfaden enthaltenden Gehäuses naoh Fig. 5, wobei die Gehäusekappe von dem Gehäuse abgezogen ist,Figure 7 is an end view of the one containing the filament Housing according to Fig. 5, the housing cap being pulled off the housing,
Fig. 8 einen Schnitt nach Linie 8-8 in Fig. 5,8 shows a section along line 8-8 in FIG. 5,
Figi 9 schematisch eine Vorrichtung für eine andere Ausführungsform des Verfahrens gemäss Erfindung. 9 schematically shows an apparatus for another embodiment of the method according to the invention.
In Fig· 1 ist ein metallisches Werkstück 11 mittels einer Aufhängevorrichtung 13 an einer üblichen Förderschiene 15 aufgehängt* Sie Förderschiene 15» die Hängevorrichtung 13 und das Werkstück 11 sind elektrisch geerdet. Die Hängevorrichtung 13 wird längs der Mörderschiene durch einen nicht dargestellten Fördertrieb bewegt, E.B. eine Kette·In FIG. 1, a metal workpiece 11 is attached to a conventional conveyor rail 15 by means of a suspension device 13 suspended * You conveyor rail 15 »the hanging device 13 and the workpiece 11 are electrically grounded. The hanger 13 is along the killer rail moved by a conveyor drive, not shown, E.B. a chain·
Vor dem Werkstück 11 steht ein senkrechter, in der Um-Längsrichtung einstellbarer Ständer 17, auf dem ein Gehäuse 19 angeordnet ist. An der Vorderseite des Gehäuses und von diesem getragen let eine einstellbare Tragschiene 21 alt seitlich einstellbaren Annen 23 und 25t die elektro nische Beschleunigungsvorrichtungen 27 und 29 tragen. Sie Vorrichtungen 27 und 29 stehen mit einer elektrischen Hochspannungsquelle, die nicht dargestellt ist, in Verbindung und zwar über isolierte Kabel 31 und 33» die In front of the workpiece 11 there is a vertical one in the longitudinal direction adjustable stand 17 on which a housing 19 is arranged. At the front of the case and carried by this let an adjustable mounting rail 21 old laterally adjustable annen 23 and 25t the electro Niche acceleration devices 27 and 29 wear. You devices 27 and 29 are available with an electrical High voltage source, which is not shown, in connection, namely via insulated cables 31 and 33 »the
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durch das Gehäuse 19 hindurch treten und zwar bis zu Auslässen 35· Eine Farbspritζvorrichtung 37 sitzt vor dem Gehäuse 19 und versprüht einen fein verteilten Farbstrahl 39 in Richtung auf das metallische Werkstück 11, welches senkrecht zur Ebene der Achse des gesprühten Musters eich bewegt· Die Farb-Sprühvorrichtung 37 kann eine solche sein,, die nach dem Stand der Technik bereits als Farbspritzvorrichtung beschrieben worden ist und die ein flüssiges Überzugsmaterial zerstäuben und versprühen kann und zwar in verhältnismässig kleinen feinen Partikeln. Die zugeführte Farbe wird duroh komprimierte Luft zerstäubt und versprüht, durch hydrostatischen Druck, diaröh Luftdruck und elektrostatische Kräfte, durch hydrostatischen Druck und elektrostatische Kräfte, Zentrifugalkräfte und elektrostatische Kräfte, oder durch Prallmittel, die zuweilen als akustische Zerstäuber bezeichnet werden und bei denen ein Farbstrahl einen Gegenstand berührt, der mit hoher Frequenz schwingt. Das Schwingaggregat kann entweder die flache Form eines normalen zungenartigen Vibrators besitzen, oder in Form von einer oder mehreren nadelartigen Seilen ausgebildet sein. Sie kann entweder mit oder ohne zusätzliche elektrostatische Kräfte benutzt werden, die durch direkte oder induzierte elektrische Ladung an dem Zerstäuber erzeugt werden oder mit einer oder mehreren Elektroden, so daß zwischen dem Zerstäuber und dem Werkstück ein elektrostatisches Feld erzeugt wird.pass through the housing 19 up to the outlets 35 · A paint sprayer 37 is seated in front of the housing 19 and sprays a finely divided jet of paint 39 in the direction of the metallic workpiece 11, which moves perpendicular to the plane of the axis of the sprayed pattern. The paint spraying device 37 can be such, which according to the state of the art already has been described as a paint spraying device and which can atomize and spray a liquid coating material in relatively small fine Particles. The supplied paint is atomized and sprayed through compressed air, by hydrostatic Pressure, air pressure and electrostatic forces, by hydrostatic pressure and electrostatic forces, Centrifugal forces and electrostatic forces, or by impact means, sometimes acting as acoustic atomizers and in which a ray of color touches an object that vibrates at a high frequency. The vibrating unit can either have the flat shape of a normal tongue-like vibrator, or in shape be formed by one or more needle-like ropes. It can either be with or without additional electrostatic Forces generated by direct or induced electrical charge on the nebulizer can be used be or with one or more electrodes, so that between the atomizer and the workpiece an electrostatic Field is generated.
Als nicht erschöpfende Beispiele von Spritzvorrichtungen, die bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet werdenAs non-exhaustive examples of spray devices, which are used in the method according to the invention
0 9 819/1103 sad ORiQmAL 0 9 819/1103 sad ORi QmAL
können, seien die üblichen mit Luft zerstäubenden Spritzpistolen genannt und zwar die Modelle DeVilbiss P.J.G.A· 54o1 sowie 5o2 oder die Modelle Binks 62 und 62 J, die für automatische und/oder eine Auslösung nicht von Hand geeignet sind, sowie Spritzvorrichtungen nach den amerikanischen Patentschriften 2 247 ooo, 2 491 889, 2 754 228,the usual air atomizing spray guns, namely the DeVilbiss P.J.G.A. 54o1 and 5o2 or the models Binks 62 and 62 J, the are not suitable for automatic and / or manual triggering, as well as spray devices according to the American Patents 2,247,000, 2,491,889, 2,754,228,
2 766 o64, 2 782 o74, 2 826 541, 2 881 o92, 2 893 894,2 766 o64, 2 782 o74, 2 826 541, 2 881 o92, 2 893 894,
3 o48 498, 3 163 36o,3 169 882 und 3 169 883. Selbstverständlich ist es für Sachverständige, daß bei denjenigen Ausführungen, bei denen das Sprühsystem zur Zerstäubung, Ausbreitung und zum Niederschlag ein elektrostatisches PeId aufweist, das vorliegende Verfahren einen zusätzlichen Einfluss auf die Steuerung des Sprühmusters nimmt und zwar durch Steigerung oder Veränderung der Sprühhülle, und daß die Lage der Elektronenbeschleuniger derart ist, daß sie das Überzugsverfahren unterstützt, ohne einen nachteiligen Einfluss auf das vorhandene elektrostatische Feld auszuüben«3 o48 498, 3 163 36o, 3 169 882 and 3 169 883. Of course it is for experts that in those versions in which the spray system for atomization, Propagation and for the precipitation an electrostatic PeId, the present method a takes additional influence on the control of the spray pattern by increasing or changing the Spray cover, and that the location of the electron accelerators is such as to aid the coating process without adversely affecting the existing one to exert an electrostatic field "
Eine isolierte Leitung 41 steht mit der Sprühvorrichtung Λ 37 in dem Gehäuse 19 in Verbindung. Sie bildet eine Leitung und/oder eine Hülle für alle notwendigen Verbindungen mit der Sprühvorrichtung 37 und zwar der Einrichtung zur Farbenzufuhr, der Einrichtung zur Lösungsmittel zufuhr, den Kabeln für Hochspannung und die elektrische Übertragung von Niederspannung usw« An insulated wire 41 is connected to the spraying device Λ 37 in the housing 19 in connection. It forms a line and / or a sheath for all the necessary connections with the spray device 37, namely the device for supplying paint, the device for supplying solvents, the cables for high voltage and the electrical transmission of low voltage, etc. «
Elektronenstrahlen 43 und 43-1 aus den Elektronenbeschleunigern 27 und 29 treffen auf den Sprühstrahl 39 zwischen der Sprühvorrichtung 37 und dem Werkstück 11.Electron beams 43 and 43 - 1 from the electron accelerators 27 and 29 strike the spray beam 39 between the spray device 37 and the workpiece 11.
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Das Gehäuse 19 enthält ausserdem übliche Steuerungen zum Auslösen des Farbflusses usw. in Übereinstimmung mit der Bewegung der Werkstücke durch die Überzugszone. Obgleich es hier nicht gezeigt ist, ist es für Sachverständige selbstverständlich, daß die Sprühvorrichtung 37 und die Elektronenbeschleuniger 27 und 29 mit üblichen hin- und hergehenden Vorrichtungen für senkrechte Wechselwirkung verbunden sind, wenn die Gestalt des Werkstückes einen Vorteil durch In- und Herbewegung erwarten lässtβ Der Gegenstand 45» der rechts von dem Werkstück 11 teilweise dargestellt ist, stellt ein ungefärbtes oder grundiertes Werkstück dar, welches sich der Überzugszone nähert. Der Gegenstand 47 links von dem Werkstück 11 stellt einen überzogenen Gegenstand dar, der nach dem Verfahren der Erfindung gefärbt wurde.The housing 19 also contains the usual controls for Triggering the flow of paint etc. in accordance with the movement of the workpieces through the coating zone. Although it is not shown here, it will be understood by those skilled in the art that the spray device 37 and the electron accelerators 27 and 29 with conventional reciprocating devices for perpendicular interaction are connected if the shape of the workpiece suggests an advantage through reciprocation The object 45 is partially to the right of the workpiece 11 is shown represents an uncolored or primed workpiece, which is the coating zone approaching. The object 47 to the left of the workpiece 11 represents a coated article dyed according to the method of the invention.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Elektronenbeschleunigers 29, bei dem ein Teil des Gehäuses 51 weggebrochen ist, um die inneren Teile darzustellen. In demFig. 2 shows an embodiment of an electron accelerator 29 with part of the housing 51 broken away to show the internal parts. By doing
^ Gehäuse 51 sitzt eine Glasröhre 55» die evakuiert ist —5 und zwar auf einen Druck von etwa 10 mm Hg, normalerwei-^ Housing 51 sits a glass tube 55 »which is evacuated -5 at a pressure of about 10 mm Hg, normally
—5 —5-5 -5
se etwa 2,5 x 10 bis etwa 5x10 mm Hg. Die Evakuierung erfolgt durch nicht dargestellte Pumpeinrichtungen und es wird eine Vakuumkammer 57 hergestellt. In die Röhre 55 reicht eine hohle Metallanode 59 hinein, die gegen die Röhre abgedichtet ist. Die Anode 59 besitzt eine öffnung 61, welche durch ein Elektronenfenster 63 abgeschlossen ist. Das Elektronenfenster sitzt gasdicht in dem Gehäuse 51 und wird durch einen Teil 65 gehalten.se about 2.5 x 10 to about 5x10 mm Hg. The evacuation takes place by means of pumping devices (not shown) and a vacuum chamber 57 is established. Into the tube 55 extends into a hollow metal anode 59, which against the tube is sealed. The anode 59 has an opening 61 which passes through an electron window 63 is completed. The electron window sits gas-tight in the housing 51 and is held by a part 65.
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Die Röhre 55, die Anode 59 und das Gehäuse 51 bilden eine Kammer 67» die in üblicher Weise mit öl gefüllt ist· Im Inneren der Röhre 55 befindet sich ausserdem' eine Kathode 71» die ein Heizfadengitter 73 mit einer öffnung 75 enthält, welche mit dem Inneren der Röhre in Verbindung steht, sowie ©inen Heizfaden 77 in elektrischer Verbindung mit einer Hoehspannungsquelle, die nicht dargestellt ist, über einen elektrischen Stromkreis, der durch die leitung 79 geht« Die öffnung 75 bildet einen geraden, ununterbrochenen Durchgang zwischen dem Heizfaden 77 und dem Fenster 6*3· Eine Ausführung des Stromkreises für den Beschleuniger nach Pig. 2 ist schematisch in den Fig. 3 und 4 dargestellt.The tube 55, the anode 59 and the housing 51 form a chamber 67 which is filled with oil in the usual manner. Inside the tube 55 there is also a cathode 71 which contains a filament grid 73 with an opening 75 which is the inside of the tube is in communication, and © inen filament 77 in electrical connection with a high voltage source, which is not shown, via an electrical circuit that goes through the line 79 « The opening 75 forms a straight, uninterrupted passage between the filament 77 and the window 6 * 3 · A version of the circuit for the accelerator according to Pig. 2 is shown schematically in FIGS.
In den Fig. 3 und 4 ist eine elektrische Hoohspannungsquelle 83 dargestellt, die mit einem Spannungsteiler über einen Leiter 87 und einen Leiter 85 in Verbindung steht, wobei der Leiter 85 geerdet ist· Sie Leitung stellt eine elektrische Verbindung zwisohen dem Spannungsteiler 89 und dem Gehäuse 51 her, welches.seinerseits elektrisch mit der Anode 59 verbunden ist und mit dem ."In FIGS. 3 and 4 there is an electrical high voltage source 83 shown, which is connected to a voltage divider via a conductor 87 and a conductor 85 with conductor 85 grounded · You line makes an electrical connection between the voltage divider 89 and the housing 51, which in turn is electrically connected to the anode 59 and to the. "
Spannungsteiler 89, so daß die Röhre 55 und die Anode 59 mit einer Spannung Y2 versehen werden· Die Leitung bildet eine elektrische Verbindung zwischen dem Spannungsteiler 89 und dem Heizfaden 77 innerhalb des Heizfadentransformators 95 und legt eine Spannung V1 an den Faden 77· V1 und V2 sind negative Potentiale mit Bezug auf Erde. V1 ist negativer mit Bezug auf Erde, als V2. Der Heizfaden 77 ist ein endloser Faden und enthält eine SpuleVoltage divider 89 so that the tube 55 and the anode 59 to be provided with a voltage Y2 · The line forms an electrical connection between the voltage divider 89 and the filament 77 within the filament transformer 95 and applies a voltage V1 to the filament 77 · V1 and V2 are negative potentials with respect to earth. V1 is more negative with respect to earth than V2. Of the Filament 77 is an endless filament and contains a bobbin
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77-1· Bio leitung 97 enthält eine Spule 97-.1· Die tmng 99 ist elektrisch mit dem entgegengesetzten Ende cl©2?-"@p!2ias ST6«'!" Terbunäen« Die Leitungen 97 und 99 gehen von ©in©5? Ifi^des&pannungequelle aus^ die nioht dargestellt ist WLÜ Ss3* 11.0 feit Wechselstrom hat. Durch die läSitisagös" gafeö ©&i S-feom ebenso wie durch die Spule 97-1» der ©iacsi itssa Aa den faaan 77 induziert, der ausreicht, mn, eis© 31@Iste©s@3aasi8eion. aus dem Fadea 77 zu erreichen» Sie SgiÄöa 7?Q1 is>d ST«-1 sind mit «iner geeigneten Xso«· latioa-1®© f-i5? i±e arfordsrliche Betriebs spannung versehen* Bis Spasiaiangsäifferenz swisohen Y1 und "72 bildet das BeseMeamiiiEgepoteiitial iiir die aus dem. faden 77 emittierten Blektronen* Der leiter 91 steht aueserdem mit" elfter Zeitlang 1o1 in Terbindung. Sie SprOhvorrichtung 37 kann mit der leitung 1 o1, dem Gehäuse 51 und der leitung 91 über inen Behalter 1o3 elektrisch verbunden sein· Der Schalter 1o3 kann umgestellt werden} so daß die Sprühvorrichtung elektrische Verbindung mit einem Herdleiter 1o5 erhält.77-1 · Bio line 97 contains a coil 97-.1 · The tmng 99 is electrical with the opposite end cl © 2? - "@ p! 2ias ST 6 « '! " Terbunae «Lines 97 and 99 go from © to © 5? Ifi ^ des & pannungequelle aus ^ the nioht shown is WLÜ Ss3 * 11.0 feit has alternating current. Through the läSitisagös "gafeö © & i S-feom as well as through the coil 97-1» the © iacsi itssa Aa induces the faaan 77, which is sufficient to reach mn, eis © 31 @ Iste © s @ 3aasi8eion. From the fadea 77 "You SgiÄöa 7? Q 1 is> d ST" -1 are provided with "a suitable Xso" · latioa-1® © f-i5? I ± e required operating voltage * Up to Spasiaiangsäifferenz swisohen Y1 and "72 forms the BeseMeamiiiEgepoteiitial iiir those from the. thread 77 emitted sheet metal * The conductor 91 is also connected to the 11th time 1o1. The spray device 37 can be electrically connected to the line 1o1, the housing 51 and the line 91 via a container 1o3 · The switch 1o3 can be switched} so that the spray device is electrically connected to a hearth conductor 1o5.
Die Fig. 5 bis 8 zeigen eine andere Ausführungsform der Torrichtung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens· Bei dieser Ausführungsform besitzt der Elektronenbeschleuniger 2o1 ein kreisförmiges ausseres Gehäuse 2o3«Das Gehäuse 2o3 kann ale endlose Röhre aufgefasst werden, die eine axiale öffnung oder einen Durchgang 2o3-1 besitzt· An dem einen Ende des Durchganges 2o3-1 sind am Umfang eine Anzahl Elektronenfenster 2o5 angeordnet, durch die eine Anzahl Elektronenstrahlen hindurchtreten, die, wie nachstehend beschrieben wird, verwendet werden.Figs. 5 to 8 show another embodiment of the Door direction for carrying out the method according to the invention In this embodiment, the electron accelerator has 2o1 a circular outer casing 2o3 «The housing 2o3 can be understood as an endless tube that have an axial opening or a passage 2o3-1 has · At one end of the passage 2o3-1 are on Perimeter a number of electron windows 2o5 arranged through which pass a number of electron beams which are used as described below.
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Gegenüber der die Elektronen übertragenden Eläehe des Beschleunigers sind isolierte leiter 2o7 und 2o9 dar« gestellt, die mit einer, elektrischen Hochspannungsquel-Ie in Verbindung stehen» Die Hochspajinungsquelle ist nicht dargestellt. Die leiter 2o7 und 2o9 treten durch Stützteile 211 und 213 hindurch und alsdann durch Isolierstützen 215 und 217, in denen die äussere Isolation der Leiter 2o7 und 2o9 endigt· Der leiter 2o7 tritt aus der Isolierstütze 215 aus und tritt durch Einstellmittel 221 hindurch.Compared to the Elähe des electrons Accelerators are insulated conductors 2o7 and 2o9 « posed, which is connected to an electrical high-voltage source connected »The high spain source is not shown. Ladders 2o7 and 2o9 pass through support members 211 and 213 through and then through insulating supports 215 and 217, in which the outer insulation The conductor 2o7 and 2o9 ends · The conductor 2o7 emerges from the insulating support 215 and passes through adjustment means 221 through.
Der Leiter 2o9 tritt aus der Isolierstütze 217 aus und tritt durch einen Isolator 223 hinduroh, die hintere Wand des Heizfadengehäuses 225 und den Isolator 233· Einer oder beide Isolatoren 223 und 233 gehen durch das Gehäuse 225 hindurch, welches den Leiter 2o9 umgibt und diesen von dem Gehäuse 225 isoliert. Das Gehäuse 225 besitzt eine abnehmbare Gehäusekappe 227· Gemeinsam bilden sie eine den Heizfaden enthaltende Kammer 229« Die Gehäusekappe 227 besitzt eine Anzahl Öffnungen 231 und zwar in der gleichen Anzahl und ausgerichtet gegenüber den Elektronenfenstern 2o5 in dem Gehäuse 2o3# Der Leiter 2o9 steht in elektrischer Verbindung mit einem Stützteil 235 t der an dem Leiter 2o9 durch Befestigungsmittel 239 befestigt ist. Der Stützteil 235 ist elektrisch mit einem Leiterbolzen 241 verbunden und an ihm befestigt. Der Bolzen ist elektrisch verbunden mit der Sammelschiene 243 und isoliert von der Sammelschiene 249, die in Fig. β dargestellt ist. Die Isolierung erfolgt durch nicht dargestellte Isolierungen. The conductor 2o9 emerges from the insulating support 217 and passes through an insulator 223 hinduroh, the rear Wall of filament housing 225 and insulator 233 · Either or both of insulators 223 and 233 pass through the housing 225, which surrounds the conductor 2o9 and isolates it from the housing 225. The case 225 has a detachable housing cap 227 · Together they form one that contains the heating filament Chamber 229 «The housing cap 227 has a number Openings 231 in the same number and aligned with the electron windows 2o5 in the housing 2o3 # The conductor 2o9 is in electrical connection with a support part 235 t on the conductor 2o9 is fastened by fastening means 239. The support part 235 is electrical with a conductor bolt 241 connected and attached to it. The bolt is electrically connected to the busbar 243 and insulated from bus bar 249 shown in Figure β. The insulation is carried out by means of insulation (not shown).
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Zwischen und in elektrischem Kontakt BiIt; den Saiaselschienen 243 und 249 sind eine inzähl Woifrais&raht-Fäden 247 gespannt« Sie Fäden 247 sind gegenüber den Öffnungen 231 in der Gehäusekappe 227 und den Elektronenfeaistern 2o5 in dem Gehäuse 2o3 ausgerichtet· Die Saanelschiene 249 steht in elektrischer Verbindung mit des Bolzen 251» der von der Sammelschiene 24? durch eine geeignete, nicht dargestellte Isolation isoliert ist· Der Bolzen 251Between and in electrical contact BiIt; the Saiasel rails 243 and 249 are counting Woifrais & raht threads 247 Tense «The threads are 247 opposite the openings 231 in the housing cap 227 and the electron firers 2o5 aligned in the housing 2o3 · The Saanel rail 249 is in electrical connection with bolt 251 » that of the busbar 24? by a suitable, no The insulation shown is isolated · The bolt 251
fe ist an dem Stützteil 253 befestigt und mit ihm elektrisch verbunden. Das Ende des Deiters 2o7 tritt.'durch tue Einstellvorrichtung 255 und das Gehäuse 225 hindurch·Eine geringe Differenz im elektrischen Potential, z.B· 2-5 Volt wird zwischen den .!eifern' 2o7 und 2o9 aufrecht erhalten, um eine Emission hervorzurufen, welche einen Strom durch die Fäden 247 ergibt· Das Innere des Gehäuses 2o3 bildet eine Vakuumkammer 261, wie bei der bereits beschriebenen Ausfünrungsform· An dem Gehäuse 2o3 sind Elektronenfenster 2o5 aus Aluminium-Legierung mit geringen Mengen Kupfer und von einer Stärke von etwa 0,025 mm befestigt. Die Fenster 2o5 und das Gehäuse 2o3 werden bei einem Potential gehalten, welches gegenüber den Ka-fe is attached to the support member 253 and electrical with it tied together. The end of the Deiters 2o7 occurs through the adjustment device 255 and the case 225 through · One small difference in electrical potential, e.g. 2-5 Volts are maintained between the times of 207 and 209 to produce an emission which is a current through the threads 247 gives · The interior of the housing 2o3 forms a vacuum chamber 261, as in the embodiment already described · On the housing 2o3 Electron window 2o5 made of aluminum alloy with low Lots of copper and fastened to a thickness of about 0.025 mm. The windows 2o5 and the housing 2o3 will be held at a potential which compared to the
w thodenteilen 247 positiv ist, die Über etwa 50 000 Elektronen-Volt, negativ zur Erde liegen· w method parts 247 is positive, which are about 50,000 electron volts, negative to earth ·
Durch den Durchgang 2o3-1 tritt eine Sprühvorrichtung hindurch und sprüht einen Farbstrahl 139 gegen das Werkstück 111. Das Werkstück 111 hat das Erdpotential·-Die Elektronenstrahlen 143 und 143-1 gehen von den Elektronenfenstern 2o5 aus und prallen auf den Farbstrahl 139» ebenso wie in der Fig. 1. Die Sprühvorrichtung 137 istA spray device passes through the passage 2o3-1 through and sprays a jet of paint 139 against the workpiece 111. The workpiece 111 has the earth potential · -Die Electron beams 143 and 143-1 go from the electron windows 2o5 and impinge on the ink jet 139 »just as in FIG. 1. The spray device 137 is
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irgendeine 4er SprHävö3SSiieMßngens' wie sie' in Terbin*» düng nd.* S±8· 1 %eaäfcsldi3ez& worden ist· Is liegt jlsi der Srf5.nd-,Jügj: dai Sie ^berengefIMssigkeit aus der SprüJi» vorricsräung an eis^r StelXs Matter den aus tritt, nie is ά^τ ^ig» 5 ä©2?geat®ll"fe3 fc&Any four sprinkles s 'like it' in Terbin * »fertil. * S ± 8 · 1% eaäfcsldi3ez & is StelXs Matter that emerges, never is ά ^ τ ^ ig »5 ä © 2? Geat®ll" fe 3 fc &
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Sie Pig· 9 zeigt eine enters Augfuhrungsform i@r dung# m>i}ei die I&ektro&enlsesebl&twiger an der gelte oder hinter dem Warkstiißk angeordnet sind, so Elektronen, auf einen farbstrcüil auf treffen, der vorn auf dae VerkstUok a«ftrifft. Se ist ein 411 dargestellt, welciass gxl JLuf laängern 413 an einer Pörderaohiene 415 Mngt. Sie ?urdersohiene 415» die Aufhängevorrichtung 415 und das Werkstück 411 sind elektrisch, mit Srde verbunden. Die Aufhängevorrichtung 41? wird durch geeigneten Antrieb über die Fördereohiene bewegt* Der Antrieb ist nicht dargestellt« Tor dem Werkstück 4.II steht ein Gehäuse 419* Eine Farbspriüivorrichtung 457 sitzt ύοχά an dem Gehäuse 419 und sprüht einen fein verteilten Parbstrom 439 in Richtung auf das Werkstück 4H9 welches sich in einer Ebene senkrecht zur Achse des Sprtthmusters bewegt· Das Gehäuse 419 ist mit einem elektrischen Anschluss 435 versehen, zwecks Verbindung Hit einer elektrischen Kraftquelle, durch, die die Sprühvorrichtung 437 elektrisch geladen wird· El Tie Leitung 441 steht in Verbindung mit der Sprühvorrichtung 437 zwecks Zufuhr von Parbe, Lösungsmitteln usw· Hinter dem Werkstück 411 ist eine verstellbare Trag-You Pig 9 shows an entry form of execution i @ r dung # m> i} ei the electrical & enlsesebl & twiger are arranged on the valid or behind the work piece, so electrons meet a colored streak that hits the front of the sales unit. Se shown a 411 welciass gxl JLuf laängern 413 at a Pörderaohiene 415 Mngt. You? Urdersohiene 415 »the hanger 415 and the workpiece 411 are electrically connected to SRDE. The suspension device 41? is moved by a suitable drive over the conveyor rail * The drive is not shown «Door to the workpiece 4.II is a housing 419 * A paint sprinkler 457 sits on the housing 419 and sprays a finely distributed stream of parsnip 439 in the direction of the workpiece 4H 9 which moves in a plane perpendicular to the axis of the spray pattern The housing 419 is provided with an electrical connector 435 for the purpose of connecting a source of electrical power through which the spray device 437 is electrically charged El Tie line 441 is in connection with the spray device 437 for the purpose of supplying parbe, solvents, etc. Behind the workpiece 411 there is an adjustable
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schiene 421 angeordnet) die schwenkbare Arme 423 und 425 aufweist, durch die Elektronenbeschleuniger 427 und 429 getragen werden. Die Beschleuniger 427 und 429 stehen in Verbindung mit einer Hochspannungsquelle, die nicht dargestellt ist und zwar über isolierte Kabel 431 und 433< Die Elektronenstrahlen 443 und 443-1 prallen auf den Farbstrahl 439 auf, wenn dieser sich dem Werkstück 411 nähert und sie können eingestellt werden, daß sie auf daneben spritzende Strahlen auftreffen oder so abgehen, daß sie an dem Werkstück vorbeigehen.rail 421) which has pivotable arms 423 and 425 through which electron accelerators 427 and 429 are supported. The accelerators 427 and 429 are connected to a high voltage source, which is not shown and via insulated cables 431 and 433 <The electron beams 443 and 443-1 impinge on the F a rbstrahl 439 when it approaches the workpiece 411 and can be set so that they impinge on jets splashing next to them or so off that they pass the workpiece.
Es liegt im Rahmen d.er Ausführung, die Tragschiene 421 .einstellbar und beweglich auf einer Schiene auszugestalten sowie sie mit den üblichen Krafteinrichtungen und Auslöseeinrichtungen zu verbinden. Bei dieser Betriebsweise bewegt sich das Werkstück 411 bei seiner Bewegung auf der Förderschiene in die beste lage mit Bezug auf die Elektronenbeschleuniger 427 und 429, d.h. in eine Lage, in der die Elektronenstrahlen so gerichtet sind, daß sie die Sprühstrahlen berühren, die sich nähern und/oder versuchen an den vorderen Kanten des Werkstückes 411 vorbeizugehen. Die Aus löse vor richtungen, die durch die Werkstückbewegung in Tätigkeit treten, betätigen Kraftvorrichtungen, die die Tragschiene 421 auf ihrer Schiene bewegen können und zwar mit etwa der gleichen Geschwindigkeit, mit der sich das Werkstück 411 bewegt. Die Tragschiene 421 bewegt eich hierauf im wesentliohenmit der gleichen Geschwindigkeit, wie das Werkstück 411 und auch in der gleichen Richtung, so daß eine optimale Lage aufrechterhalten wird, während das Werkstück 411 mit FarbeIt is within the scope of the design, the support rail 421 .Adjustable and movable on a rail as well as to connect them with the usual power devices and release devices. In this mode of operation the workpiece 411 moves up as it moves the conveyor rail in the best position with respect to the electron accelerators 427 and 429, i.e. in a position in which the electron beams are directed so that they touch the spray beams that are approaching and / or try to walk past the front edges of workpiece 411. The triggering devices by the Move the workpiece into activity, actuate power devices, which can move the mounting rail 421 on its rail and at about the same speed, with which the workpiece 411 moves. The mounting rail 421 then moves essentially with the same speed as the workpiece 411 and also in the same direction, so that an optimal position is maintained is, while the workpiece 411 with paint
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bespeüht wird ο Nach, einer bestimmten Bewegungslänge, die durch einen üblichen Schalter festgelegt werden kann, wird die Tragschiene 421 an die Ausgangsstellung zurückbewegt und zwar durch die gleiche oder eine andere Kraftvorrichtung, um das Verfahren bei Ankunft des nächsten Werkstückes in der Überzugszone zu wiederholen.is sprayed ο after a certain length of movement, which can be set by a conventional switch, the mounting rail 421 is at the starting position moved back by the same or a different one Power device to initiate the procedure upon arrival of the to repeat the next workpiece in the coating zone.
Bei anderen Ausführungsformen kann die Aussenseite des Beschleunigers unter Erdpotential sein mit einer getrennten Elektrode, die das negative Ende des elektrischen Feldes bildet, in welchem die Überzugspartikel durch Elektronenbeschuss aus dem Beschleuniger geladen werden oder anstelle einer solchen getrennten negativen Elektrode kann das Werkstück positiv gegenüber der Erde geladen werden.In other embodiments, the outside of the accelerator may be below ground with a separate electrode that is the negative end of the electrical Forms field in which the coating particles are charged by electron bombardment from the accelerator or instead of such a separate negative electrode, the workpiece can be positively charged with respect to earth will.
Ein Strom von wenigstens einem Milliampere ist vorteil-· haft.A current of at least one milliampere is advantageous detention.
Zusätzlich zu der Hauptfunktion der vorliegenden Erfindung, das ist die Modifizierung und Gestaltung des Sprühmusters zwecks maximaler Ausnutzung der versprühten Farbe durch die bereits beschriebene Beschleunigereinstellungj kann das Verfahren dazu benutzt werden, um eine Polymerisation iron speziellen Überzugsmaterialien gleichzeitig mit dem elektrostatischen Niederschlag zu bewirken» Um diese doppelte Punktion nach der Erfindung zu erreichen,In addition to the main function of the present invention, it is to modify and design the spray pattern for the purpose of maximum utilization of the sprayed paint through the accelerator setting already described the process can be used to initiate a polymerization iron to effect special coating materials at the same time as the electrostatic precipitation » To achieve this double puncture according to the invention,
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wird der Beschleuniger so angeordnet, daß wenigstens ein grösserer Teil der Elektronen des Elektronenstrahles oder der Strahlen, die aus dem Beschleuniger austreten, durch dae Sprühmuster hinduroh an die Fläche des Werkstückes gelangen und diese Fläche mit mittlerer Energie innerhalb der gegebenen Definition der die Polymerisation bewirkenden Elektronen erreichen· Sie Spannung und der Abstand werden gemeinsam eingestellt, um diese Beziehung zu bekommen. Das Überzugsmaterial erfordert bei dieser Ausführung eine geeignete NichtSättigung und enthält vorzugsweise ein Harz mit etwa 0,5 - 5 - olefinisch ungesättigten Einheiten pro 1.000 Einheiten Molekulargewicht, die in Kombination mit Vinyl-Monomereh verwendet werdaa können.the accelerator is arranged so that at least a larger part of the electrons of the electron beam or of the jets emerging from the accelerator through the spray pattern directly onto the surface of the workpiece arrive and this area with medium energy within the given definition of the effect of the polymerization Electrons reach · You voltage and the distance are adjusted together to get this relationship. The coating material in this embodiment requires appropriate unsaturation and preferably contains a resin having about 0.5-5 olefinically unsaturated units per 1,000 units of molecular weight contained in Combination with vinyl monomers can be used.
Es sei bemerkt, daß das Verfahren nach der Erfindung auch zum elektrostatischen Niederschlag von fein verteilten Feststoffen verwendet werden kann.It should be noted that the method according to the invention also can be used for the electrostatic precipitation of finely divided solids.
PatentansprücheClaims
009819/1103009819/1103
Claims (1)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| US51869566A | 1966-01-04 | 1966-01-04 | |
| US51869566 | 1966-01-04 | ||
| DEF0051065 | 1966-12-23 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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