INSTALACION DE PINTURA ELECTROFORETICA POR INMERSION.
Instalación de pintura electroforética por inmersión que comprende a) al menos una pila de inmersión que puede llenarse con un líquido de pintura y en la que puede sumergirse un objeto a pintar;
b) al menos un electrodo de una primera polaridad dispuesto en la pila de inmersión; c) al menos una unidad de suministro de corriente que genera una tensión continua con una determinada ondulación residual a partir de una tensión alterna, un polo de la cual puede unirse con el electrodo de la primera polaridad y el otro polo de la cual puede unirse con el objeto a pintar, y la cual presenta un miembro de alisamiento para reducir la ondulación residual; caracterizada porque: d) la unidad de suministro de corriente (5) comprende: da) un puente rectificador de diodos (19) no controlado; db) un circuito IGBT (22) que presenta, por su parte, un oscilador controlable (24) que genera impulsos de anchura de impulso variable con una frecuencia de repetición en el rango comprendido entre 5 y 30 kHz, así como un transistor de potencia (23) controlado por los impulsos del oscilador (24)
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2004/005926.
Solicitante: EISENMANN ANLAGENBAU GMBH & CO. KG.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: TUBINGER STRASSE 81 71032 BOBLINGEN ALEMANIA.
Inventor/es: MAI,WERNER, RAABE,BERND, VON KAPHENGST,HANS,KASPAR, EBBINGHAUS,MARCO.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 2 de Junio de 2004.
Fecha Concesión Europea: 11 de Agosto de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C25D13/22 QUIMICA; METALURGIA. › C25 PROCESOS ELECTROLITICOS O ELECTROFORETICOS; SUS APARATOS. › C25D PROCESOS PARA LA PRODUCCION ELECTROLITICA O ELECTROFORETICA DE REVESTIMIENTOS; GALVANOPLASTIA (fabricación de circuitos impresos por deposición metálica H05K 3/18 ); UNION DE PIEZAS POR ELECTROLISIS; SUS APARATOS (protección anódica o catódica C23F 13/00; crecimiento de monocristales C30B). › C25D 13/00 Revestimientos electroforéticos caracterizados por el proceso (C25D 15/00 tiene prioridad; composiciones para revestimientos electroforéticos C09D 5/44). › Operación o servicio.
- H02M1/08C
- H02M7/217 ELECTRICIDAD. › H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA. › H02M APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE ALTERNA, DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE CONTINUA O DE CORRIENTE CONTINUA EN CORRIENTE CONTINUA Y UTILIZADOS CON LAS REDES DE DISTRIBUCION DE ENERGIA O SISTEMAS DE ALIMENTACION SIMILARES; TRANSFORMACION DE UNA POTENCIA DE ENTRADA EN CORRIENTE CONTINUA O ALTERNA EN UNA POTENCIA DE SALIDA DE CHOQUE; SU CONTROL O REGULACION (transformadores H01F; convertidores dinamoeléctricos H02K 47/00; control de los transformadores, reactancias o bobinas de choque, control o regulación de motores, generadores eléctricos o convertidores dinamoeléctricos H02P). › H02M 7/00 Transformación de una potencia de entrada en corriente alterna en una potencia de salida en corriente continua; Transformación de una potencia de entrada en corriente continua en una potencia de salida en corriente alterna. › utilizando solamente dispositivos semiconductores.
Clasificación PCT:
- C25D13/22 C25D 13/00 […] › Operación o servicio.
Clasificación antigua:
- C25D13/22 C25D 13/00 […] › Operación o servicio.
Países PCT: Alemania, España, Francia, Italia.
Fragmento de la descripción:
Instalación de pintura electroforética por inmersión.
La invención concierne a una instalación de pintura electroforética por inmersión que comprende
a) al menos una pila de inmersión que puede llenarse con un líquido de pintura y en la que puede sumergirse un objeto a pintar;
b) al menos un electrodo de una primera polaridad dispuesto en la pila de inmersión;
c) al menos una unidad de suministro de corriente que genera una tensión continua de una determinada ondulación residual a partir de una tensión alterna, un polo de la cual puede unirse con el electrodo de primera polaridad y el otro polo de la cual puede unirse con el objeto a pintar, y la cual presenta un miembro de alisamiento para reducir la ondulación residual.
Estas instalaciones de pintura por inmersión electroforética, por lo general cataforética, son conocidas por el mercado. Deben poder entregar una corriente continua alisada cuya magnitud sea variable para adaptarse a las circunstancias correspondientes. En muy pocos casos, se pide a las unidades de suministro de corriente la máxima tensión continua posible durante un largo periodo de tiempo. Mucho más frecuentes son los casos y mucho más largos son los periodos de tiempo en los que se necesita una tensión continua reducida con respecto a la tensión máxima. Las unidades de suministro de corriente conocidas presentan circuitos puente de tiristores para generar corriente continua. Estos circuitos se activan según un procedimiento de adaptación de fase de modo que se ajuste la respectiva magnitud deseada de la tensión continua tras el alisamiento. El documento US 6.197.179 representa una publicación de este tipo. A esto se unen diferentes desventajas. Por un lado, la tensión de salida generada directamente por el circuito puente de tiristores tiene una ondulación muy elevada con la frecuencia de la tensión alterna a partir de la cual fue generada. Los miembros de alisamiento que se necesitan para alisar esta tensión requieren reactancias de alisamiento muy grandes que no sólo son caras, sino también muy pesadas y ocupan mucho espacio. A pesar del uso de miembros de alisamiento tan caros permanece en las instalaciones de pintura cataforética por inmersión conocidas una ondulación residual no despreciable de la tensión aplicada entre el ánodo y los objetos a pintar, lo que repercute desventajosamente sobre imagen de la pintura lograda. Además, se reduce la estabilidad de las celdas de diálisis que rodean en general los ánodos dispuestos en las pilas de pintura por inmersión. A esto se añade que el cos Φ de estas unidades de suministro de corriente conocidas es relativamente pequeño.
El problema de la invención es configurar una instalación de pintura electroforética por inmersión del tipo citado al principio de modo que la tensión de salida de la unidad de suministro de corriente posea una ondulación residual reducida con un coste técnico de conexionado reducido.
Este problema se resuelve según la invención porque
d) la unidad de suministro de corriente comprende:
Por tanto, según la invención, para generar la tensión continua necesaria no se utiliza ya ningún circuito puente de tiristores. Antes bien, se emplea una disposición de circuito que se utiliza ya con una configuración semejante en procesos de galvanización. No obstante, las tensiones y potencias que se utilizan son allí mucho más pequeñas que en instalaciones de pintura electroforética por inmersión. El núcleo de la idea en dispositivos de suministro de corriente de este tipo consiste en generar una modulación de ancho de impulsos por medio de un puente rectificador de diodos no controlado y eventualmente producir una tensión prealisada, concretamente con una frecuencia relativamente alta que sea bastante superior a la frecuencia de la red. Los impulsos así generados pueden alisarse con miembros LC relativamente pequeños hasta una diminuta ondulación residual. La magnitud de la tensión de salida alisada de este tipo de unidades de suministro de corriente es directamente proporcional a la relación de manipulación de los impulsos de tensión emitidos por el transistor de potencia. La pequeña ondulación residual de la tensión alisada que conforma el campo eléctrico necesario para la pintura electroforética entre el electrodo y el objeto es tan pequeña que resulta una imagen de la pintura considerablemente mejor, en particular una superficie más lisa; esto se produce con tamaños considerablemente reducidos de las reactancias de alisamiento utilizadas. La ondulación residual reducida repercute también positivamente sobre la vida útil de las celdas de diálisis.
Preferiblemente, la frecuencia de repetición del oscilador está en alrededor de 20 kHz. A esta frecuencia se pueden seguir operando también sin problemas los transistores de potencia; además, ésta es tan alta que el alisamiento de los impulsos rectangulares generados no conlleva ninguna dificultad.
Es ventajoso que el puente rectificador de diodos presente seis diodos para la rectificación de onda completa de las tres fases de una corriente trifásica.
En general, los objetos a pintar se aproximan a la pila de inmersión con ayuda de un sistema de transporte, se sumergen en ésta, se mueven a través de la pila de inmersión, se extraen de ésta y a continuación se conducen al lugar de tratamiento adicional. En este caso, es recomendable una configuración de la invención en la que estén previstas varias zonas situadas una detrás de otra en la dirección de transporte y separadas una de otra galvánicamente en circunstancias normales, que presenten cada una de ellas una unidad de suministro de corriente, una barra colectora de corriente dispuesta en contacto eléctrico con el objeto en la zona en cuestión y unida con un polo de la unidad de suministro de corriente, y al menos un electrodo de la primera polaridad. La subdivisión de toda la instalación en zonas que están una detrás de otra, operables eléctricamente de forma individual, hace posible adaptar los campos eléctricos localmente a la construcción progresiva de la capa de pintura sobre los objetos, por ejemplo incrementándola en la dirección de transporte. Debido a la separación galvánica de las zonas individuales pueden reducirse las interacciones no deseadas en las zonas de transición.
Cuando, en tal caso, las barras colectoras de corriente de zonas adyacentes pueden unirse una con otra eléctricamente durante el cambio de los objetos de una barra colectora de corriente a la otra, las condiciones de tensión permanecen siempre definidas durante este cambio de los objetos.
Es especialmente variable, en particular también en caso de un defecto de una unidad de suministro de corriente, aquella configuración de la invención en la que cada unidad de suministro de corriente puede unirse selectivamente con cada electrodo de la primera polaridad en todas las zonas. Si una unidad de suministro de corriente falla entonces a consecuencia de un defecto, puede mantenerse activo al menos un funcionamiento de emergencia con ayuda de otra unidad de suministro de corriente.
Pueden lograrse resultados de pintura sensiblemente mejores, en particular en las superficies interiores de cuerpos huecos, cuando está conectado detrás de al menos una unidad de suministro de corriente un conformador de impulsos que genera una sucesión de impulsos rectangulares a partir de la tensión de salida alisada de la unidad de suministro de corriente. Por tanto, se puede eliminar en gran parte la acción de cuerpos huecos eléctricamente conductores como jaula de Faraday, la cual impediría una penetración de campos eléctricos estáticos en el espacio interior.
En este caso, es favorable que la frecuencia de repetición de los impulsos rectangulares esté entre 1 y 10 kHz, preferiblemente en 5 kHz.
Un ejemplo de realización de la invención se explica con detalle a continuación ayudándose del dibujo; muestran:
La figura 1, esquemáticamente, una disposición de circuito completo para una instalación de pintura cataforética por inmersión;
La figura...
Reivindicaciones:
1. Instalación de pintura electroforética por inmersión que comprende
a) al menos una pila de inmersión que puede llenarse con un líquido de pintura y en la que puede sumergirse un objeto a pintar;
b) al menos un electrodo de una primera polaridad dispuesto en la pila de inmersión;
c) al menos una unidad de suministro de corriente que genera una tensión continua con una determinada ondulación residual a partir de una tensión alterna, un polo de la cual puede unirse con el electrodo de la primera polaridad y el otro polo de la cual puede unirse con el objeto a pintar, y la cual presenta un miembro de alisamiento para reducir la ondulación residual;
caracterizada porque:
d) la unidad de suministro de corriente (5) comprende:
2. Instalación de pintura electroforética por inmersión según la reivindicación 1, caracterizada porque la frecuencia de repetición del oscilador (24) asciende aproximadamente a 20 kHz.
3. Instalación de pintura electroforética por inmersión según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el puente rectificador de diodos (19) presenta seis diodos (20) para la rectificación de onda completa de las tres fases de una corriente trifásica.
4. Instalación de pintura electroforética por inmersión según una de las reivindicaciones anteriores, en la que los objetos pueden moverse a través de la pila de inmersión por medio de un sistema de transporte, caracterizada porque comprende varias zonas (A, B, C) que están dispuestas una detrás de otra en la dirección de transporte y separadas normalmente una de otra por vía galvánica, las cuales presentan respectivamente una unidad de suministro de corriente (5A, 5B, 5C), una barra colectora de corriente (4A, 4B, 4C) que está en contacto eléctrico con los objetos en la zona (A, B, C) y puede unirse con el otro polo de la unidad de suministro de corriente (5A, 5B, 5C), y al menos un electrodo de la primera polaridad (3A, 3B, 3C).
5. Instalación de pintura electroforética por inmersión según la reivindicación 4, caracterizada porque las barras colectoras de corriente (4A, 4B, 4C) de zonas adyacentes (A, B, C) pueden unirse eléctricamente una con otra durante el cambio de los objetos de una barra colectora de corriente (4A, 4B, 4C) a la otra.
6. Instalación de pintura electroforética por inmersión según la reivindicación 4 o 5, caracterizada porque cada unidad de suministro de corriente (5A, 5B, 5C) puede unirse selectivamente con cada electrodo de la primera polaridad (3A, 3B, 3C) en todas las zonas (A, B, C).
7. Instalación de pintura electroforética por inmersión según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está conectado detrás de al menos una unidad de suministro de corriente (5A, 5B, 5C) un conformador de impulsos (50) que genera una secuencia de impulsos rectangulares a partir de la tensión de salida alisada de la unidad de suministro de corriente (5A, 5B, 5C).
8. Instalación de pintura electroforética por inmersión según la reivindicación 7, caracterizada porque la frecuencia de repetición de los impulsos rectangulares está entre 1 y 10 kHz.
9. Instalación de pintura electroforética por inmersión según la reivindicación 8, caracterizada porque la frecuencia de repetición de los impulsos rectangulares es de 5 kHz.
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