CH701956A1 - Vorrichtung zum Auftragen von Pulverlack. - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung mit einem Injektor (1), durch welchen Pulver (3´) aus einem Fluidbehälter (5) einem Werkstück (19) zugeführt wird, ist als Präzisions-Vakuum-Takter aufgebaut, bei dem durch das Aufheben des Vakuums P u im Vakuumbereich (9) das Ansaugen von Pulver (3) aus dem Fluidbehälter (5) unterbrochen wird.

Description

[0001] Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Auftragen von Pulverlack gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Bei der Beschichtung von Werkstücken, wie Fahrzeugteilen, Stahlmöbeln, aber auch bei der Beschichtung von Dosenkörpern, werden Pulverlackpistolen eingesetzt, mit denen aus einem Fluidisierbehälter fluidisiertes Kunststoffpulver aufgetragen wird. Die Förderung des fluidisierten Pulvers erfolgt durch Förderluft, welche über eine Zuführleitung in einen Injektor fliesst und dort nach dem Prinzip einer Venturidüse angesaugt und durch eine Austragleitung zum Werkstück transportiert wird. Die Haftung am Werkstück erfolgt durch elektrostatische Aufladung des Pulvers und Erdung des Werkstücks. Bei nicht ortsfesten Sprühpistolen kann sich in der stets bewegten Zuführleitung, z.B. einem Schlauch, das Pulver/Luftgemisch entmischen. Dies kann zu einem unregelmässigen Pulveraustrag und folglich ungleichmässiger Beschichtung führen.

[0003] Um den Pulverstrahl im Injektor am Ende jedes Beschichtungsvorgangs möglichst rasch unterbrechen zu können, damit kein kostbares Pulver verloren geht und/oder die Umgebung nicht durch Überschusspulver verunreinigt wird, ist es bekannt, mechanische Schieber einzusetzen, die den Zufluss von Pulver zum Vakuumraum im Injektor unterbrechen. Solche Schieber haben den Nachteil, dass Restpulver im Injektor und/oder vor dem Schieber zurückbleibt, das bei der Wiederaufnahme des Sprühvorgangs, d.h. nach dem Öffnen des Schiebers, klumpenförmig austritt und die Qualität des Auftrags verschlechtert oder auch zu Verstopfungen im Injektor führen kann.

[0004] Eine Aufgabe besteht nun darin, eine Vorrichtung zum Auftragen von Pulverlack zu schaffen, bei der trotz Bewegen der Sprühvorrichtung keine Entmischung des Pulver/Luftgemisches zwischen dem Fluidisierbehälter und der Sprühvorrichtung eintreten kann.

[0005] Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Auftragen von Pulverlack zu schaffen, bei der trotz Bewegen der Sprühvorrichtung keine Entmischung des Pulver/Luftgemisches zwischen dem Fluidisierbehälter und der Sprühvorrichtung eintreten kann.

[0006] Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, welche bei der Innenbeschichtung von Tuben, Zweiteildosen und Dreiteildosen aus dem Doseninnern austretenden Pulver-Overspray restlos absaugen kann.

[0007] Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Vorrichtung zum Auftragen von Pulverlack zu schaffen, deren Sprühstrahl innerhalb von Millisekunden unterbrechbar ist, ohne dass in der Vorrichtung ein Pulverrückstand aufgebaut wird.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

[0009] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.

[0010] Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung kann eine Entmischung des Pulver/Luftgemisches vollständig vermieden werden, da im Ansaugbereich des Injektors für fluidisiertes Pulver unabhängig von der Bewegung des Injektors stets ein Pulver/Luftgemisch vorliegt, dessen Mischungsverhältnis konstant ist. Zudem bildet der Injektor zusammen mit dem darin integrierten Aufladesystem und dem Fluidisierbehälter eine kompakte Einheit mit minimalen Ausmassen. Diese Einheit kann in notwendiger Anzahl unmittelbar beim zu beschichtenden Werkstückangeordnet werden.

[0011] Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung können aus dem Gebinde austretende feinste Pulverpartikel abgesaugt werden, ohne dass regulär aufgetragene, anfänglich nur durch elektrostatische Aufladung am Gebinde haftende Pulverkörner mitgerissen werden.

[0012] Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung gelingt es weiter, auf einfache Weise den Pulversprühstrahl innerhalb von Millisekunden zu unterbrechen und anschliessend wieder zu aktivieren, wie dies beispielsweise bei der Innenbeschichtung von Dosenrümpfen vor dem Wechsel zum jeweils nachfolgenden Dosenrumpf notwendig ist. Durch einen sehr schnell, z.B. im Millisekundenbereich unterbrechbaren Sprühstrahl ist es möglich, einerseits den Overspray zu verhindern und andererseits die Werkstücke vollständig, z.B. bis an deren Ränder oder bis an eine vorgebbare Grenze mit Pulver zu beschichten.

[0013] Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen <tb>Fig. 1<sep>eine schematische Darstellung eines Injektors mit einem Sprühstrahl auf ein bewegtes Werkstück sowie den Zuführungen von Luft und Pulver, <tb>Fig. 2<sep>eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung zum Auftragen von Pulverlack, <tb>Fig. 3<sep>einen Vertikalschnitt längs Linie III-III in Fig. 2, <tb>Fig. 4<sep>einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung längs Linie IV-IV in Fig. 2, <tb>Fig. 5<sep>einen Axialschnitt durch eine Absaugung für die Vorrichtung zum Auftragen von Pulver.

[0014] In Fig. 1 ist mit Bezugszeichen 1 ein Injektor bezeichnet, in welchem fluidisiertes Pulver 3 von einem Fluidbehälter 5 angesaugt wird. Die Aufbereitung im Fluidbehälter 5 erfolgt durch Zufuhr von Luft air/1 in bekannter Weise. Vom Fluidbehälter 5 führt eine Leitung 7 zum Vakuumbereich 9 im Injektor 1. In diesen mündet, in der Figur von der linken Seite, in bekannter Weise eine Förderluftleitung 11, mit der Förderluft air/2 eingeführt wird. Im Injektor 1 ist weiter eine Austragleitung 13 ausgebildet, an deren Ende eine Elektrode 15 zur Aufladung des Pulvers angeordnet ist. Diese Elektrode 15 ist an eine Stromleitung 17 angeschlossen.

[0015] Im Vakuumbereich 9 wird nach dem Venturiprinzip durch das Einblasen von Förderluft air/2, welche zusammen mit aus dem Fluidbehälter 5 angesaugtem Pulver 3 durch die Austragleitung 13 abgeführt wird, Unterdruck Pu erzeugt. Das Ansaugen des fluidisierten Pulvers 3 aus dem Fluidbehälter 5 erfolgt durch den Unterdruck Pu im Vakuumbereich 9. Die ausgetragene Pulvermenge kann durch das Mass des Unterdrucks und damit auch der Förderluft air/2 eingestellt werden. Das ausgetragene Pulver 3 ́ gelangt an ein geerdetes Werkstück 19.

[0016] Werden Werkstücke am Injektor 1 vorbeigeführt, so besteht das Interesse, die Förderung von Pulver 3 ́ im Zeitraum, in welchem sich kein Werkstück vor dem Injektor 1 befindet (Lücke 21), zu unterbrechen. Erfindungsgemäss wird die Unterbrechung sehr schnell, d.h. innerhalb von Millisekunden nicht wie im Stand der Technik durch einen Schieber 23 (Schieber in gebrochenen Linien dargestellt) durchgeführt, sondern durch einen Luftstoss air/3 durch eine Unterbrechungs-Luftleitung 25 in den Vakuumbereich 9. Vorzugsweise liegt die Unterbrechungs-Luftleitung 25 in Linie gegenüber der Pulverspeiseleitung 7. Die Unterbrechungs-Luftleitung 25 kann selbstverständlich auch an anderer Stelle in den Vakuumbereich 9 einmünden.

[0017] Durch den Luftstoss air/3 in den Vakuumbereich 9 wird das Vakuum sofort aufgehoben und damit die Förderung von Pulver aus dem Fluidbehälter 5 sofort unterbrochen. Vorzugsweise ist direkt in der Unterbrechungs-Luftleitung 25 ein Ventil 27 eingesetzt, welches während der gewünschten Zeitspanne die Zufuhr von Luft in den Vakuumbereich 9 ermöglicht. Die Unterbrechungs-Luft air/3 kann wie die Förderluft air/2 und die Fluidisierluft air/1 aus einem gemeinsamen Druckluft-Netz bezogen werden, wobei die Druckbereiche der Verbraucher individuell geregelt werden.

[0018] Der Schieber 23 kann bei einem generellen Anlagenstopp als Verschlussschieber dienen, um ungewollte Pulveransammlungen im Injektor 1 während dem Unterbruch der Pulverförderung zu verhindern.

[0019] In der Ausgestaltung der Erfindung gemäss den Fig. 2 bis 4durchdringt der Injektor 1 den Fluidisierbehälter 5 oder ist vollständig innerhalb des letzteren angeordnet. Auf der Rückseite des Fluidisierbehälters 5 wird über die Förderluftleitung 11 Förderluft eingeblasen, um nach dem Prinzip von Venturi im Vakuumbereich 9 einen Unterdruck aufzubauen. Durch die Pulverspeiseleitung 7, welche durch eine Bohrung in der Wand des Injektors 1 gebildet ist, wird fluidisiertes Pulver 3 direkt aus dem Fluidbehälter 5 eingesaugt. Das eingesaugte fluidisierte Pulver wird danach durch die Austragleitung 13, welche den Fluidisierbehälter 5 überragt, ausgetragen. Am Ende der Austragleitung 13 ist ein Mündungsteil 29 aufgesetzt, dessen Form die Gestalt des Sprühstahls bestimmt. Die pilzförmige Gestalt des Mündungsteils 29, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, dient dazu, das Innere von rohrförmigen Körpern wie Tuben und Monoblockdosen 43 mit Pulver zu beaufschlagen.

[0020] Auf der der Austragleitung 13 gegenüberliegende Seite des Fluidisierbehälters 5 sind in Fig. 4einerseits die Anschlüsse für die Förderluftleitung 11 sowie die elektrische Verbindungsleitung 17 für eine Kaskade zur Erzeugung der Hochspannung an der Elektrode 15 angeordnet. An der Oberseite des Fluidisierbehälters 5 ist ein Einfüllstutzen 31 zum Einbringen von Pulver aus einem Vorratsbehälter schematisch dargestellt. Der Einfüllstutzen 31 ist im lösbaren Deckel 33 des Fluidisierbehälters 5 eingelassen.

[0021] Durch ein Rechteck angedeutet ist mit Bezugszeichen 35 ein Sensor zur Niveaukontrolle des Pulverniveaus 37 dargestellt. Das Pulverniveau 37 wird stets oberhalb der Bohrung 7 ́ für die Pulverspeisung gehalten. Im Fuss des Fluidisierbehälters 5 ist in bekannter Weise ein Fluidisierboden 39, z.B. eine luftdurchlässige Sinterplatte, eingesetzt. Letztere liegt in einem Abstand zum Boden 41 des Fluidisierbehälters 5, durch welchen mit Leitung R1 Fluidisierluft (air 1) zugeführt wird. Diese durchdringt den Fluidisierboden 39 und steigt in mikroskopisch kleinsten Bläschen durch das Pulver und fluidisiert letzteres völlig gleichmässig innerhalb des gesamten Fluidisierbehälters 5, so dass im Bereich der Bohrung 7 ́/Pulverspeisung 7 stets ein in allen Lagen des Fluidisierbehälters gleichbleibendes fluidisiertes Pulver vorliegt.

[0022] Gegenüber der Bohrung 7 ́/Pulverspeisung 7 ist die Unterbrechungs-Luftleitung 25 mit einem nach aussen, d.h. durch die Aussenwand des Fluidisierbehälters 5 führenden Luftanschluss verbunden.

[0023] Beim Beschichten von rohrförmigen Körpern wie Tuben und Dosen 43 (in Fig. 4 in gebrochenen Linien dargestellt) wird der Fluidisierbehälter 5 mit dem darin angeordneten Injektor 1 in Richtung des Doppelteils P vor- und rückwärts bewegt. Durch diese zwangsläufig notwendige Vor- und Rückwärtsbewegung kann das fluidisierte Pulver 3 im Innern des Fluidisierbehälters 5 wohl eine Schaukelbewegung ausführen, doch liegt im Bereich der Bohrung 7 ́/Pulverspeisung 7 stets eine homogene Pulverluftmasse vor, welche durch die Förderluft air 2 in den Vakuumraum 9 des Injektors 1 eingesaugt und damit ebenso homogen durch die Austragleitung 13 an die Innenfläche des rohrförmigen Körpers 43 ausgetragen werden kann.

[0024] Nebst der in Achsrichtung der Austragleitung 13 ausgeführten Bewegung (Pfeile P) kann der Fluidisierbehälter 5 auch quer dazu bewegt werden, wenn er beim Beschichten von Tuben und Dosen 43, welche auf einer Kette gefördert werden (Kette nicht dargestellt), auch der Bewegung der Transportkette folgen und nach dem Pulveraustrag in die Ausgangslage zurückkehren muss.

[0025] Der erfindungsgemässe Fluidisierbehälter 5 mit eingebautem Injektor 1 kann folglich ohne Verminderung einer konstanten Pulveraustragqualität und -menge der Förderbewegung von zu beschichtenden Dosen 43 folgen. Dies ermöglicht den Einsatz nicht nur auf neuen Pulverbeschichtungsanlagen, sondern auch auf bestehenden Anlagen, welche bisher oder alternativ mit Nasslack arbeiten. Der erfindungsgemässe Pulverbehälter 5 lässt sich folglich anstelle von Nasslackpistolen einsetzen und ermöglicht dadurch, bestehende Anlagen multifunktional zu betreiben.

[0026] In Fig. 5 ist eine Absaugvorrichtung 45 dargestellt, welche dazu dient, Pulverpartikel aufzufangen, welche beim Zurückziehen der Austragleitung 13 aus einer Tube oder Dose 43 trotz unterbrochenem Pulveraustrag mitgerissen werden. Dies um einen Overspray, d.h. einen Umschlag des feinsten mitgerissenen Pulvers auf die Aussenseite der zu beschichtenden Tuben und Dosen 43 zu verhindern. Üblicherweise wird durch die Rückzugsbewegung der Austragleitung 13 nur feinstes Pulver, d.h. nicht die elektrostatisch aufgeladenen und an der Innenwand der Dose 43 haftenden Pulverkörner mitgerissen, sondern Feinstanteile in der Grössenordnung von wenigen Mikrometern Durchmesser.

[0027] Die Absaugvorrichtung 45 ist ringförmig ausgebildet und mit einer Absaugleitung 47, die zu einem Pulverausscheidebehälter (nicht dargestellt) führt, verbunden. Die Absaugleitung 47 führt zu einer ringförmig ausgebildeten Kammer 49 in der Absaugvorrichtung 45, die durch einen ringförmigen Spalt 51 mit einer zentralen Bohrung 53 verbunden ist. Die Bohrung 53 ist im Durchmesser rückseitig geringfügig grösser als der Durchmesser d der Austragleitung 13; ausgangsseitig ist der Durchmesser der Bohrung 43 geringfügig grösser als der Durchmesser D der Dose 43. Vorzugsweise ist ausgangsseitig in der Bohrung 53 ein innen konisch verlaufender Ring 55 aus einem harten abriebfesten Material wie Stahl oder Keramik eingesetzt. Dies ermöglicht es, mit der Absaugvorrichtung 45 an die offene Seite der Dose 43 heranzufahren.

[0028] Während des Beschichtungsvorgangs, d.h. im Zeitpunkt wo die Austragleitung 13 mit dem Mündungsteil 29 sich axial innerhalb der Dose 43 befindet, liegt die Absaugvorrichtung 45 mit deren Ring 55 mit einem kleinen Luftspalt an der Dose 43 an. Am Ende des Beschichtungsvorgangs, wenn der Mündungsteil 29 die Dose 43 verlässt, und kurz danach, befindet sich der Mündungsteil 29 im Bereich des ringförmigen Spalts 51, so dass dann die höchste Absaugleistung gewährleistet ist und kein «Overflow»-Pulver an die Umgebung austreten kann. Mit andern Worten, der Mündungsteil 29 befindet sich vorzugsweise stets innerhalb der Bohrung 53 der Absaugvorrichtung 45.

[0029] Zusätzlich können an der Rückseite der Absaugvorrichtung 45 teleskopisch ausfahrbare rohrförmige Elemente 57 angeordnet sein, um die axiale Länge der Absaugvorrichtung 45 zu vergrössern. Der Raum innerhalb der rohrförmigen Elemente 57 kann durch eine Leitung 59 mit der Absaugleitung 47 verbunden sein.

Claims (13)

1. Vorrichtung mit einem Injektor, (1) zum Auftragen von Pulverlack (3 ́) für die Beschichtung von Werkstücken (19), umfassend eine Förderluftleitung (11), eine Pulverspeiseleitung (7) und eine Austragleitung (13) zum Versprühen des Pulver/Luftgemisches, wobei die drei Leitungen in einen Vakuumbereich (9) münden, in dem das durch die Förderluft nach dem Venturiprinzip aufgebaute Vakuum zum Ansaugen von fluidisiertem Pulver (3) durch die Pulverspeiseleitung (7) aus einem Fluidisierungsbehälter (5) fungiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumbereich (9) des Injektors (1) unmittelbar mit dem fluidisierten Pulver (3) im Fluidisierbehälter (5) in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (1) innerhalb des Fluidisierbehälters (5) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (1) innerhalb des fluidisierten Pulvers (3) liegt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pulveraustragrohr (13) aus einer Seitenwand des Fluidisierbehälters (5) herausragt.

5. Vorrichtung mit einem Injektor (1) zum Auftragen von Pulverlack (3 ́) für die Beschichtung von Werkstücken (19), umfassend eine Förderluftleitung (11), eine Pulverspeiseleitung (7) und eine Austragleitung (13) zum Versprühen des Pulver/Luftgemisches, wobei die drei Leitungen in einen Vakuumbereich (9) münden, in dem das durch die Förderluft nach dem Venturiprinzip aufgebaute Vakuum zum Ansaugen von fluidisiertem Pulver (3) aus einem Fluidisierungsbehälter (5) fungiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumbereich (9) mit einer Unterbrechungs-Druckluftleitung (25) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungs-Druckluftleitung (25) in Linie zur Pulverspeiseleitung (7) in den Vakuumraum (9) mündet.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Vakuum Pu im Vakuumbereich (9) des Injektors (1) durch das Prinzip einer Venturidüse erzeugbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Unterbrechungs-Luftleitung (25) zum Einschalten eines Luftstroms zum Vakuumbereich (9) ein im Mikrosekundenbereich schaltendes Ventil (27) eingebaut ist.

9. Vorrichtung mit einem Injektor (1) zum Auftragen von Pulverlack (3 ́) für die Beschichtung von Werkstücken (19), umfassend eine Förderluftleitung (11), eine Pulverspeiseleitung (7) und eine Austragleitung (13) zum Versprühen des Pulver/Luftgemisches, wobei die drei Leitungen in einen Vakuumbereich (9) münden, in dem das durch die Förderluft nach dem Venturiprinzip aufgebaute Vakuum zum Ansaugen von fluidisiertem Pulver (3) aus einem Fluidisierungsbehälter (5) fungiert, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Injektor (1) eine kreisringförmige Absaugvorrichtung (45) angeordnet ist, durch deren Bohrung (53) das Austragrohr (13) axial hindurchführbar ist und dass in der Bohrung (53) ein ringförmiger Spalt (51) ausgebildet und mit einer Saugkammer (49) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugkammer (49) kreisringförmig ausgebildet und mit einer Saugluftquelle verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugkammer (49) kreisringförmig ausgebildet und mit einer Saugluftquelle verbunden ist 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass am vorderen Ende der Bohrung (53) ein verschleissfester Ring (55) mit einer konisch verlaufenden inneren Wand eingesetzt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass am hinteren Ende der Absaugvorrichtung (45) teleskopisch ineinanderschiebbare Elemente (57) zur axialen Verlängerung des Absaugbereichs angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der verlängerte Absaugbereich an eine Saugluftquelle angeschlossen ist.