DE2857323A1

DE2857323A1 - Spraybooth for use in electrostatic powder coating

Info

Publication number: DE2857323A1
Application number: DE19782857323
Authority: DE
Inventors: J Toff
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-01-05
Filing date: 1978-10-02
Publication date: 1980-12-04

Description

Leinweber & Zimmormann — -L· —

Rosental 7/!L Auf g.
D.-800Ü München 2

Wy/Mü/C WO 79/00478 PTC/GB78/00017

29. Au& t979

Joseph Dennis TOFF, Edgware, Middlesex, Großbritannien Spritzkabine für elektrostatische Pulverbeschichtung

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzkabine, eine Spritzkammer oder einGehäuse, in welchem das Auftragen von trockenen Pulvermaterialien auf die zu beschichtenden Oberflächen beispielsweise mit einer elektrostatischen BeSchichtungsvorrichtung durchgeführt wird.

Stand der Technik

Es ist bekannt, daß beim Auftragen von trockenen Pulvermaterialien durch eine elektrostatische Einrichtung und insbesondere durch eine elektrostatische Sprühvorrichtung eine mehr oder weniger große, insgesamt aber ins Gewicht fallende Menge von Material versprüht wird, die beim ersten Auftragen nicht an dem oder den zu beschichtenden Gegenständen anhaftet.

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Dieses versprühte Pulvermaterial wird durch einen von außen eingeblasenen Luftstrom aufgewirbelt, um es aus dem Inneren der Spritzkabine oder'Spritzkammer zu entfer-· nen, so daß es anschließend erneut benutzt werden kann.· :

Eine der beanspruchten Vorteile für die Verwendung von trockenen Pulvermaterialien in Beschichtungsprozessen ist die Möglichkeit, die überschüssig versprühten Materialien für einen erneuten Gebrauch wiederzugewinnen. Um diesen Vorteil voll ausschöpfen zu können, ist es notwendig, die überschüssig versprühten Materialien einzeln und·- ohne gegenseitige Verunreinigung wiederzugewinnen. Es ist deshalb notwendig und wünschenswert, jedes Material für sich aufzubringen und bei einem gewünschten Wechsel von einem Material zu einem anderen bzw. von einer Farbe zu einer anderen Farbe diesen Wechsel wirkungsvoll durchzuführen. Zu diesem Zweck ist es notwendig, alle Spuren des vorher benutzten Materials bzw. der vorher benutzten Farbe von den inneren Oberflächen der Spritzkabine, der Spritzkammer oder des Gehäuses zu entfernen, um das überschüssige versprühte Pulvermaterial in einem für die Wiederverwendung brauchbaren Zustand zu erhalten. Dies macht eine zeitraubende Reinigung des Inneren der Spritzkabine, der Spritzkammer oder des Gehäuses notwendig.

Um ein ausreichend langes und festes Anhaften der beim Beschichtungsprozeß verwandten Pulvermaterialien an der Oberfläche der zu beschichtenden Gegenstände sicherzustellen, damit die beschichtenden Gegenstände in einem nächsten Verfahrensschritt des Beschichtungsprozesses, beispielsweise

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dem Schmelzen der Pulverschicht in einer Wärmebehandlung zum Erzeugen eines homogenen gehärteten Überzuges, zu ermöglichen, haben die Pulvermaterialien normalerweise einen elektrischen Widerstand, der ein schnelles Abfließen der aufgebrachten elektrostatischen Ladung verhindert, da dies zu einer Verminderung der gewünschten elektrischen Adhäsionskräfte führen würde.

Ein bedeutender Teil des nicht an den zu beschichtenden Gegenständen anhaftenden verspritzten Materials wird aufgrund seiner elektrostatischen Ladung von den inneren Flächen der Spritzkabine der Spritzkamer oder des Gehäuses in der der BeSchichtungsprozeß durchgeführt wird, angezogen. Da die Abflußgeschwindigkeit der elektrostatischen Ladung von den Teilchen des überflüssig versprühten Materials auf die inneren Oberflächen der Spritzkabine, der Spritzkammer oder des Gehäuses, in der der BeSchichtungsvorgang durchgeführt wird, langsam und damit die dabei entstehende Adhäsionskraft bedeutend ist, ist ein leichtes und schnelles Entfernen des Pulvers von den inneren Oberflächen bei einem Wechsel der Farbe oder des Materials schwierig und zeitraubend. Es sind verschiedene Verfahren bekannt, die versuchen, die Schwierigkeit und die Zeitdauer der Reinigung zu verringern oder zu minimieren, und die Beinigung der inneren Flächen der Spritzkabine, der Spritzkammer oder des Gehäuses zu erleichtern. Beispielsweise soll die Gestaltung der inneren Teile der Spritzkabine ein Niederschlagen des überflüssig versprühten Materials verhindert. Hierzu sind solche Teile, auf denerflas überschüssige versprühte Pulvermaterial abgelagert wird, mit einem solchen Winkel gegen die Horizontalebene versehen, daß, wenn nicht alles, so doch die

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Mindestmenge des überflüssig versprühten Materials in den Absaug-Ventilationskanal fällt und so aus dem Inneren der Spritzkammer entfernt wird. Auch'kann die Spritzkabine die Spritzkammer oder das Gehäuse aus Kunststoff oder einen? ähnlichen dielektrischen Material bestehen, um so die vorhandene störende elektrische Anziehung, wie sie z.B. eine geerdete Spritzkammer aus Metall oder änem anderen elektrisch leitfähigen Material auf die geladenen Pulverteilchen ausüben würde, gegenüber der von den geerdeten zu beschichtenden Gegenständen ausgeübten Anziehung zu verringern. Dieses Verfahren , verbunden mit einer Verringerung der Emissionsgeschwindigkeit des Pulvermatriais aus der Sprühvorrichtung, soll die Menge des überflüssig versprühten Materials bis zu einem Schwellwert verringern, bei dem ein Verlust des überflüssig versprühten Materials in Kauf genommen werden kann, was eine Verminderung der ökonomischen Nachteile eines solchen Verlustes zur Folge hat.

Bei einer weiteren Abwandlung der beschriebenen Einrichtung wird eine Spritzkabine aus Kunststoff oder eine ähnliche Konstruktion verwandt, und eine Platte oder ein Bost aus Metall oder einem ähnlichen elektrisch leitenden Material in den inneren Bereich der Spritzkabine gebracht, der, da er elektrisch isoliert abgestützt wird, und in dem von den Entladungselektroden der Sprühvorrichtung aufgebauten elektrostatischen Feld gelegen ist, mit der den Pulverteilchen entsprechenden Polarität der Ladung eben durch ankommende Mienen aufgeladen wird, so daß weitere Teilchen von ihm durch die vorhandenenfelektromagnetisehen Kräfte abgestoßen werden. Das so abgestoßene Pulvermaterial verbleibt deshalb längere Zeit in der Nähe der zu beschichtenden Gegenstände.

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Dies hat zur Folge, daß die Menge des auf den Oberflächen der zu beschichtenden Gegenstände beim ersten Auftragen anhaftenden Pulvermaterials zunimmt.

Eine ähnliche elektromagnetische Abstoßung des versprühten Materials kann auch durch geeignetes Positio- "■" nieren elektrostatischer Entladungselektroden im inneren : Bereich der Spritzkabine der Spritzkammer oder des Gehäuses'_: erreicht werden, die ein elektrostatisches Feld einer Polarität übereinstimmend mit der Ladung des Pulvermaterials aufbauen.

In keinem der verschiedenen beschriebenen Verfahren ist die elektrische Anziehung und die daraus folgende Adhäsion der Teilchen des überflüsig versprühten Pulvermaterial an den inneren Oberflächen der Spritzkabine, der Spritzkammer oder des Gehäuses verhindert. Eine solche Anziehung und Adhäsion auf Oberflächen, die elektrisch leitfähig oder dielektrisch sind, findet immer dann statt, wenn eine elektrische Potentialdifferenz zwischen diesen Oberflächen und den geladenen Pulverteilchen besteht. Zusätzlich kann bei der beschriebenen Verwendung von im inneren Bereich der Spritzkabine angebrachten isolierten Metallplatten oder Entladungselektroden ein möglicher Pumpenüberschlag zwischen solchen Platten oder Elektroden und dem elektrisch geerdeten Werkstück stattfinden, durch den eine Entzündung der Pulvermaterialwolke möglich ist.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung für die Verringerung der Anziehung und des Zurückbleibens von überflüssig verspritztem Pulvermaterial auf den inneren Oberflächen der Spritzkabine vorzuschlagen,

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in der die elektrostatische Beschichtung von Gegenständen-, mit Pulvermaterial durchgeführt wird.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Spritzkabine, Spritzkammer oder des Gehäuses werden die Vorrichtungen zum Verhindern der Anziehung oder des Niederschlags^{1 :} von überflüssig versprühtem Material auf den inneren Oberflächen der Spritzkabine, der Spritzkammer oder des Gehäusen in diese inneren Oberflächen selbst eingebaut bzw. einbezogen, Diese Vorrichtungen schließen vorzugsweise eine innere Oberfläche ein, die als Ganzes oder teilweise aus einem Material mit einem bestimmten Porösitätsgrad hergestellt wird, die ein Strömen von Gasen durch die inneren Oberflächen in das Innere der Spritzkabine, der Spritzkammer oder des Gehäuses aufgrund von pneumatischen, elektrischen oder anderen Vorrichtungen erlaubt.

Figurenbeschreibung

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, auf die bezüglich aller nicht im Text beschriebenen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer elektrostatischen Pulverbesehichtungs-"scrrichtungsvorrichtung mit einem Uurch-, laufförderer ,

. Fig. 2 einen schematischen Querschnitt bei Linie B-B der Fig. 1 durch eine elektrostatische Pulverbeschichtungsvorrichtung mit einem Durchlaufförderer,

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Fig. 3 einen schematischen Querschnitt bei

Linie A-A der Fig. 2 durch eine elektrostatische Pulverbeschichtungsvorrichtung mit einem Durchlaufförderer.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die in Fig. 2 eine Anlage oder eine Vorrichtung 10 zeigen, wird klar, daß die Vorrichtung eine Spritzkabine, eine Spritzkammer oder ein Gehäuse 11 in Form eines länglichen Tunnels aufweist. Ein Dachabschnitt 11a dieser Spritzkabine besitzt einen längserstreckten Schlitz 12, durch den Aufhängevorrichtungen, die z.B. als Haken 13 ausgebildet sein können, eines Förderers in die Spritzkabine ragen, der oberhalb des üachabschnittes 11a geführt und durch eine Abstützung 22 getragen ist. Zu beschichtende Gegenstände 15 sind an den Haken 13 aufgehängt und treten in die Spritzkabine ein bzw. verlassen diese durch Öffn-ungen in den Seitenwänden.

Die Gegenstände 15 passieren während ihres Durchgangs durch die Spritzkabine 11 den Kopf einer Sprühvorrichtung 16, die durch ein Kabel 19 die von einer Spannungsversorgung 20 erzeugte Hochspannung erhält. Die Hochspannung wird an die Pulverbeschichtungsmaterialien angelegt, die in einem Behälter 18 aufbewahrt sind und durch einen Versorgungsschlauch 17 zum Entladungsende der Sprühvorrichtung 16 befördert werden, von wo sie zu den zu beschichtenden Gegenständen 15, die über ihren Träger geerdet sind, in der durch Linien

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21 angedeuteten dichtung "beschleunigt-werden.

Die auf dem Unterteil 25 gelagerte.Spritzkabine, Spritzkammer oder Gehäuse 26 besteht im wesentlichen aus einem Aufbau mit einer nich.tporösen Außenwand 24, die so von einer porösen Innenwand 23 getrennt ist, daß eine Verdichtungsvorkammer gebildet wird, in die Gase durch einen geeigneten Einlaß 27 eingeblasen werden können. Die so eingeblasenen Gase passieren die Innenwand 23 im wesentlichen in der durch Pfeile 28 angedeuteten Bichtung. Sie verhindern, daß sich überflüssig versprühtes Pulvermaterial, das nicht auf die zu beschichtenden Gegenstände 15 aufgetragen wurde, auf den Innenwänden 23 der Spritzkabine niederschlägt. Weiter unterstützen sie die Bewegung des überflüssig versprühten Pulvermaterials in .Richtung der Pfeile 29 und 30 und der Saugwirkung eines Motorgebläses 34 einer Staubsammelvorrichtung 35 sowie die Abführung aus dem Inneren der Spritzkabine 11 durch einen Ventilationsschacht 36. Wenn das Einblasen von ionisierten Gasen in die Spritzkammer zur Unterstützung der Abstoßung von überflüssig versprühtem Material von den Innenwänden 23 gewünscht wird, werdeieine Vielzahl von Entladungselektroden 33 in der in den Figuren angegebenen Weise in der durch die Innenwände 23 und die Außenwände 24 gebildeten Verdichtungsvorkammer angeordnet und von einem Netzteil 31 durch ein Kabel 32 mit Hochspannung versorgt.

Beste Ausführungsform

Die beanspruchte Spritzkabine kann auf verschiedene Art und Weise gebaut werden. Dessen ungeachtet solldie folgende Ausführungsform als Beispiel einer zweckdienlichen praktischen Ausführung der beanspruchten Spritzkabine be-

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schrieben werden. Bei dieser Ausführungsform ist die einen Porösitätsgrad aufweisende Innenwand so relativ zur Außenwand der Spritzkabine angeordnet, daß eine Verdichtungsvorkammer entsteht. Das Einströmen von, Gas in die durch die Innenwand und die Außenwand der Vorrichtung gebildete Verdichtungsvrkammer, deren Außenwände nicht porös sind, ergibt eine Bewegung des Gases durch die Poren der Innenwände der Vonichtung, wodurch der Gasstrom das versprühte Pulvermaterial abstößt und am Niederschlag auf den Innenwänden hindert.

Bei einer anderen zweckdienlichen Ausführungsforin der beanspruchten Spritzkabine wird eine Vielzahl von elektrischen Entladungselektroden in der von den Innen- und Außenwänden der Vorrichtung gebildeten Verdichtungsvorkammer angeordnet und mit einer Hochspannungsversorgung verbunden, so daß die in das Innere der Spritzkabine strömenden Gase mit derselben Polarität wie der des bei dem Beschichtungsprozeß verwendeten Pulvermaterials ionisiert werden, so daß ein zusätzlicher Abstoßeffekt des verspritzten Materials von den Innenwänden der Spritzkabine durch elektromagnetische Kräfte erreicht wird. Durch die Anordnung einer Vielzahl von Entladungselektroden in der Verdichtungsvorkammer wird die Möglichkeit einer Funkenentladung zwischen diesen Elektroden und den geerdeten, zu beschichtenden Gegenständen verringert.

Das verspritzte Pulvermaterial, dessen Niederschlag auf den Innenwänden der Spritzkabine in der vorher beschriebenen Art und Weise verhindert worden ist, wird aus der Spritzkabine mit konventionellen Mitteln entnommen, wie z.B. einer Staubsammelvorrichtung. Diese führt durch die

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mit Pulver beladene Luft. Das überflüssig verspritzte Pulvermaterial, das aus dem Inneren der Spritzkabine abgeführt werden muß, gesammelt in eine Staubsammelvorrichtung entsprechend dem Stand,der■Technik.

Gewerbliche Verwertung "^:"'. .■'. ■ ; ; ·

Die Verwendung der in der; beschriebenen Art und Weise aufgebauten Spritzkabhe beim ■■elektrostatischen Beschichten von Oberflächen mit Pulvermaterial verhindert sicher die Ablagerung des überflüssig versprühten Materials auf den Innenwänden dieser Spritzkabine und erreicht, daß zum üeinigen dieser. Innenwände bei einem Färb- oder Materialwechsel wenig oder überhaupt keine Zeit benötigt wird. . . ^;· '■-

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Claims

Patentansprüche

1. Elektrostatische Pulverbeschichtungsvorrichtung rait einer Spritzkabine (11) für die Verwendung einer Spritzvorrichtung (16), dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzkabine eine Innen- (23) und eine Außenwand (24) hat, die so voneinander getrennt sind, daß eine oder mehrere Verdichtungsvorkammern gebildet sind.

2. Elektrostatische Pulverbeschichtungsvorrichtung entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwand oder die Innenwände (23) aus einem porösen Material oder Materialien gefertigt sind, und die Außenwand oder die Außenwände (24) aus nichtporösem Material, so daß in die von den Innen- und Außenwänden gebildete Verdichtungsvorkammer eingeblasenenGase durch die Innenwand (23) in das Innere der Vorrichtung einströmen.

3· Elektrostatische Pulverbeschichtungsvorrichtung entsprechend Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Innen- und Außenwand der Vorrichtung gebildete Verdichtungsvorkammer (24) eine Vielzahl von Entladungselektroden (33) enthält.

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4. Elektrostatische Pulverbeschichtungsvorrichtun dadurch gekennzeichnet, ...daß sie im wesentlichen so aufgebaut ist wie oben beschrieben.,;,.und in den Figuren ·';; gezeigt. ,'· _n :

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