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Dokumentenidentifikation DE69009512T2 27.10.1994
EP-Veröffentlichungsnummer 0382028
Titel Verfahren zum Beschichten einer Fläche zylindrischer Gegenstände und Apparat dafür.
Anmelder Präzisions-Werkzeuge AG, Rüti, Zürich, CH
Erfinder Glanzmann, Kurt, CH-8630 Rüti, CH
Vertreter Lichti, H., Dipl.-Ing.; Lempert, J., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Lasch, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 76227 Karlsruhe
DE-Aktenzeichen 69009512
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IT, LI, LU, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 27.01.1990
EP-Aktenzeichen 901016600
EP-Offenlegungsdatum 16.08.1990
EP date of grant 08.06.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.10.1994
IPC-Hauptklasse B65G 49/00
IPC-Nebenklasse B65G 15/14   B05C 13/00   B05D 1/06   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung an wenigstens einer Fläche zylindrischer Gegenstände, indem die Gegenstände in einer vorbestimmten Folge auf einem bandartigen Förderer zu einer Beschichtungsstation gefördert und zwischen einer Klemmanordnung und den Auflagerflächen an dem bandartigen Förderer geklemmt werden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der US-A-3 310 431 bekannt, bei dem die Elektrokomponenten seitlich geklemmt und durch eine Beschichtungsstation gefördert werden, in der diese Komponenten außen beschichtet werden.

Die US-A-3 521 598 betrifft ein Verfahren zur Innenbeschichtung sich schnell drehender Dosenkörper, wobei die Dosen auf einem Indexrad gefördert und in rohrschalenförmigen Indexauflagern gehalten werden. Während der Beschichtung, bei der sich die Gegenstände, insbesondere Rohrkörper, auf dem Indexrad befinden, wird dieses gestoppt und tritt ein Reibrad mit dem Rohrkörper reibschlüssig in Kontakt, um diesen in Drehung zu versetzen.

Ein derartiges Verfahren benötigt nicht nur eine exakte Positionierung entsprechender Rohrkörper für die Innenbeschichtung, sondern insbesondere auch eine exakte Positionierung des Reibrades, so daß dieses an dem entsprechenden Rohrkörper an einem vorbestimmten Umfangsbereich exakt am Beschichtungsort für diesen Körper angreift. Überdies wird die Zeitspanne, während der das Indexrad gestoppt werden muß, nicht allein durch die Beschichtungszeit bestimmt, sondern auch durch die Zeitspanne, die zur Bewegung des Reibrades zur reibschlüssigen Berührung mit dem Rohrkörper, zur Beschleunigung der Drehbewegung und dann zum Abrücken des Reibrades benötigt wird.

Aus der japanischen Patentveröffentlichung 46-32 35 2 ist ein Verfahren zur Außen- oder Innenbeschichtung von Rohrkörpern auf einem bandartigen Förderer bekannt, bei dem eine Drehwirkung auf die Rohrkörper mittels einer die Rohrkörper an ihrer Außenseite berührenden treibenden Reibachse übertragen wird, wobei die treibenden Achsen, auf der die Rohrkörper aufliegen, angetrieben werden.

Die Rohrkörper werden auf dem bandartigen Förderer nicht geklemmt, sondern liegen nur auf angetriebenen rollenähnlichen Auflagerflächen, so daß das Ausmaß der Beschleunigung, sei es die Drehbeschleunigung oder die lineare Förderbandbeschleunigung, begrenzt ist.

Das vorliegende erfindungsgemäße Verfahren zur Beschichtung weicht von dem aus der US-A-3 310 431 bekannten Verfahren ab, welches die Nachteile einer seitlichen Klemmung aufweist und zusätzlich diejenigen, daß hinsichtlich der Drehung der Komponenten die Beschichtung, Klemmung und der Antrieb der Elektrokomponenten für die Drehbewegung an der Außenseite der Komponenten erfolgt.

Der Nachteil des Klemmens und der Beschichtung an derselben Seite wird dadurch vermieden, daß das bekannte Verfahren durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 verbessert wird, wenn die Drehung gemäß Anspruch 2 erfolgt.

Mit anderen Worten hat die Erfindung erkannt, daß die bekannte Methode zur Außenbeschichtung, insbesondere zur Beschichtung der Innenfläche von rohrförmigen Gegenständen geeignet ist, wobei die Fläche, an welcher das Klemmen und möglicherweise die Drehbetätigung erfolgt, von der zu beschichtenden Fläche getrennt wird.

Beschichtungstechniken für Innenflächen von rohrförmigen Gegenständen sind z.B. aus den US-A-4 158 071, 4 291 640, 4 399 945 und 4 060 052 bekannt, welche in dieser Anmeldung Erwähnung finden.

Des weiteren ist eine Vorrichtung zur Beschichtung von wenigstens einer Fläche zylindrischer Gegenstände, die die Nachteile der aus der US-A-3 310 431 bekannten Vorrichtung zur Beschichtung derartiger Gegenstände hinsichtlich der durch die auf derselben Seite der Gegenstände wirkenden Klemmittel gestörten Beschichtung überwunden hat, entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 11 ausgebildet.

Um eine aus der US-A-4 158 0170 bekannte Beschichtungsvorrichtung für die Hochgeschwindigkeitsfertigung zu verwenden, bei der rohrartige Gegenstände, wie Dosenkörper, schnell beschichtet werden müssen, damit der Beschichtungsprozeß nicht die langsamste Stufe in einer Folge von Fertigungsstufen für derartige Gegenstände darstellt, liegt ein zu lösendes Hauptproblem darin, wie eine schnelle Förderung des Gegenstandes zu und von der Beschichtungsstation stattfinden kann und eventuell wie eine schnelle Beschleunigung dieser Gegenstände für eine Drehung um ihre Achse erfolgen kann.

Ein anderes zu lösendes Hauptproblem besteht darin, wie die Beschichtungslinie einstellbar zu machen ist, so daß die Linie nicht nur für Gegenstände einer einzigen Größe verwendbar ist. Alle Karussellfördertechniken, bei denen derartige Gegenstände zuerst einem Karussell zugeführt, dann dort beschichtet und wieder abgenommen werden, wie z.B. aus der US-A-3 521 598 bekannt, sind relativ langsam, weil die Gegenstände unter anderem zuerst in das Karussell geladen und nach dem Beschichten wieder entnommen werden müssen.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Pulversprühdüse und einer Trichteranordnung zur Pulverrückgewinnung, um Pulver auf die Innenfläche eines zylindrischen, rohrförmigen Objektes gemäß einem Aspekt der Erfindung vorliegender Anmeldung in einer Ausführung aufzubringen,

Figur 2 eine teilweise schematische Querschnittsdarstellung einer Pulversprühdüse und Trichteranordnung zur Pulverrückgewinnungs zum Besprühen des Inneren eines einseitig geschlossenen, rohrförmigen, zylindrischen Objektes gemäß einem Aspekt der Erfindung vorliegender Anmeldung in einer zweiten Ausführung,

Figur 3 eine teilweise schematische Darstellung einer Sprühdüsen-Pulverrückgewinnungsanordnung zum Besprühen der Innenfläche eines rohrförmigen, zylindrischen Objektes gemäß einem Aspekt der Erfindung vorliegender Anmeldung in einer dritten Ausführung,

Figur 4 eine schematische Darstellung eines vollständigen Systems zum Innenbeschichten rohrförmiger, zylindrischer Gegenstände,

Figur 5 eine Seitenansicht eines Bereichs des Pulversprühsystems der Figur 4,

Figur 6 einen Querschnitt des in Figur 5 dargestellen Bereichs der Pulversprühvorrichtung,

Figur 7 eine schematische Darstellung der Fördereranordnung der Erfindung vorliegender Anmeldung,

Figur 7A eine vergrößerte Ansicht des eingekreisten Bereichs an Figur 7, und

Figur 8 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des Förderers in Figur 7,

Figur 9 eine schematische Darstellung des Schnittes A-A durch den Förderer in Figur 8.

In Figur 1 ist schematisch eine Pulversprüheinrichtung 1 zum Sprühen von luftgefördertem Pulver in einen rohrförmigen, zylindrischen Zielkörper 3 dargestellt. Der Zielkörper weist hier zwei offene Enden 5a und 5b auf, wobei das der Düse 1 abgewandte Ende 5b von einem Sammeltrichter umgeben ist. Das Gas, vorzugsweise Luft wird durch einen Düsenhalter 1a und eine Düse 7 über Düsenausströmöffnungen oder Ausgänge 9 ausgetragen. Die Düsenöffnungen 9 sind symmetrisch um die Achse 11 der Pulver-, Luftförderleitung 13 innerhalb des Düsenhalters 1a angeordnet. Ein Strahl luftgeförderten Pulvers wird durch die Düsenöffnungen 9 ausgetragen, wobei der Strahl drehsymmetrisch bezüglich der Achse 11 ist. Der Zielkörper, hier ein Rohrzylinder, wie der Körper einer dreiteiligen Dose, ist koaxial zur Achse 11 der Düse angeordnet, so daß der Strahl luftgeförderten Pulvers auf die Innenfläche des Körpers gerichtet ist. Wie später beschrieben, wird das Pulver des Pulverstrahls 14 elektrostatisch aufgeladen, bevor das Pulver die Düse erreicht. Um das Pulver auf die Innenfläche des rohrförmigen zylindrischen Ziels zu ziehen und dort aufzubringen, ist der Zielkörper geerdet, wie bei 15 angedeutet.

Die Öffnung 5b des rohrförmigen, zylindrischen Gegenstandes 3 ist an dem der Düse 1 abgewandten Ende durch einen Pulverrückgewinnungstrichter 6 umgeben und abgedeckt. Dieser Trichter ist über ein Rohr 17 mit einer Vakuumquelle verbunden, so daß ein Vakuum innerhalb des Trichters und so in begrenztem Umfang auch innerhalb des Körpers erzeugt wird. Durch den Trichter wird das nicht an der Innenfläche des Gegenstandes 3 anhaftende überschüssige Pulver abgesaugt. Dieses Überschußpulver wird üblicherweise mittels des Rohrs 17 zu einer Pulverrückgewinnungseinheit geführt, um dieses Überschußpulver erneut verwenden zu können.

Wenn rohrförmige Gegenstände mit zwei offenen Enden beschichtet werden, kann der Pulverstrahl, wie aus Figur 1 ersichtlich ist, durch eines der offenen Enden geführt und das überschüssige Pulver durch das andere wiedergewonnen werden. Diese Technik ist jedoch nicht anwendbar, wenn rohrförmige Gegenstände beschichtet werden, die lediglich ein offenes Ende aufweisen, z.B. die Körper von zweiteiligen Dosen.

In Figur 2 ist schematisch die Technik zum Besprühen rohrförmiger Gegenstände mit lediglich einem offenen Ende dargestellt. Wie dort gezeigt, wird das elektrostatisch aufgeladene, gasgeförderte Pulver durch eine Pulverzuführleitung 13 den Düsenöffnungen 9 der Düse 7 zugeführt. Um die Düse 7 ist ein Vakuum- oder Pulverrückgewinnungstrichter 23 angeordnet, welcher koaxial bezüglich der Achse 11 der Düse 7 ausgerichtet ist. Während der Beschichtung des an einem Ende geschlossenen Gegenstandes 9 ist der Gegenstand koaxial zur Achse 11 der Düse und des Vakuumstrichters 23 ausgerichtet. Bevorzugt ist die Außenwand 25 des Trichters 23 ebenfalls zylindrisch ausgebildet und weist einen etwas größeren Durchmesser als der rohrförmige, zylindrische Gegenstand 19 auf.

Elektrostatisch aufgeladenes Pulver, welches stromaufwärts der Düse entweder durch Reibung oder mittels einer Koronarelektrode elektrostatisch aufgeladen ist, wird von der Düse 7 versprüht und folgt den durch gestrichelte Linien angedeuteten Bogen. Wie anhand der gestrichelten Linien ersichtlich, füllt das eingeblasene luftgeförderte Pulver das Innere des Gegenstandes 19 und verteilt sich radial nach außen in Richtung der Wände des Gegenstandes, um dann entlang der Wände in den Trichter zu strömen. Aufgrund der elektrostatischen Aufladung der Pulverpartikel bleibt ein wesentlicher Teil des eingesprühten Pulvers auf der Innenwand des Gegenstandes 19 haften, so daß lediglich überschüssiges Pulver und Förderluft durch den Vakuumtrichter 23 abgezogen und in eine Pulversammeleinheit zurückgeführt wird. Durch Einstellen des Drucks des Pulverluftstroms und des Unterdrucks im Pulverrückgewinnungstrichter 23 wird eine optimale Pulver-Beschichtung auf den Seitenwänden, wie auch auf dem Boden 29 des Gegenstandes 19 erhalten.

In Figur 3 ist eine andere Beschichtungstechnik zum Beschichten der Innenfläche von zylindrischen, rohrförmigen Gegenständen 3 mit zwei offenen Enden 5a, 5b dargestellt. Gemäß dieser Technik sind eine Düseneinrichtung 1a und ein Sammeltrichter 6a an dem der Düseneinrichtung 1a entgegengesetzten Ende vorgesehen. Diese Düseneinrichtung 1a und der Pulversammeltrichter 6a gleichen der Düseneinrichtung 1 und dem Trichter 6 in Figur 1. Zusätzlich ist in der Praxis der in Figur 3 verwendeten Technik ein zusätzlicher Trichter 23a am offenen Ende vorgesehen, in dessen Nähe die Düseneinrichtung 1a plaziert ist. Auf diese Weise wird gemäß der in Figur 3 dargestellten Technik eine einzelne Düseneinrichtung 1a zum Aufsprühen elektrostatisch geladenen Pulvers auf die Innenfläche des rohrförmigen, zylindrischen Gegenstandes 3 verwendet, während überschüssig versprühtes Pulver an beiden offenen Enden 5a, 5b des Körpers 3 gesammelt wird.

In der Praxis der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Beschichtungstechnik können die Düseneinrichtung 1 oder 1a in den Dosenkörper 3 und 19 ein- und dann wieder herausgeführt werden, während elektrostatisch geladenes Pulver über die Auströmöffnungen 9 der Düsen abgegeben wird. Die notwendige Hin- und Herbewegung der Düseneinheit ist natürlich von der axialen Länge des rohrfömigen Objektes 3 oder 19, auf den das Pulver aufgesprüht wird, abhängig.

In den Figuren 7 und 8 ist ein Teil des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems zum Einbringen von Pulver in das Innere von zylindrischen Körpern 3 in Übereinstimmung mit der in Figur 1 dargestellten und beschriebenen Technik dargestellt. Dieses System weist eine Pulverstrahlerzeugungseinheit 59 zur Erzeugung von Pulverpulsen oder eines Pulverstrahls auf , wenn immer ein Körper 3 mit der Düse 7 des Generators 59 axial ausgerichtet ist. Ist der Körper 3 nicht bezüglich der Düse 7 ausgerichtet, wird der Pulverfluß unterbrochen, um ein Versprühen überflüssigen Pulvers zu vermeiden, während die Körper zur Ausrichtung auf die Duse 7 bewegt und hiervon wegbewegt werden.

Die Pulverstrahlerzeugungseinheit 59 empfängt ein Steuereingangssignal E, um das Sprühen eines Pulverstrahls durch den Erzeuger zu initiieren, und erzeugt am Ende eines vorbestimmten Sprühzyklus 1 ein Beschichtungsendsignal EC.

Das in Figur 7 dargestellte System weist eine Vakuumhaube 6 zur Rückgewinnung überschüssigen Pulvers auf. Wie später beschrieben, ist diese Haube 6 mit einer Pulverrückgewinnungseinheit 61 verbunden. Während das in Figur 7 dargestellte System die in Figur 1 dargestellte Sprühtechnik verwendet, kann dieses System natürlich auch verwendet werden, um die mit Bezug auf die Figuren 2 und 3 beschriebenen Techniken anzuwenden, wobei dann ein zusätzlicher Pulver-Rückgewinnungstrichter im System am Sprühdüsenende des Gegenstandes vorgesehen werden kann.

Die in Figur 7 dargestellte Pulverbeschichtungseinheit dient zum Besprühen von Gegenständen, wenn sich diese an der Sprühstation 16 befinden, wobei die Station kollinear zur Achse 11 der Düse 7 und des Pulverrückgewinnungstrichter 6 ausgerichtet ist. Die Gegenstände 3 werden der Pulverbeschichtungsstation auf einem bandartigen Endlosförderer 65 zugeführt. Dieser Förderer 65 transportiert Gegenstände in eine senkrecht zur Achse 11 der Düse und des Pulverrückgewinnungstrichter 6 ausgerichtete Richtung. Der bandartige Förderer kann ein Kettenförderer oder ein Bandförderer sein. Auf dem bandartigen Endlosförderer 65 sind die Gegenstände aufnehmende Auflagerrinnen 67 zwischen Positionierleisten 69 ausgebildet. Die Gegenstände 3 liegen oben und zwischen zwei Leisten 69 auf, wobei die Achsen 11a der rohrförmigen, zylindrischen Gegenstände 3 im rechten Winkel zur Förderrichtung und parallel zur Achse 11 der Düse und Pulverrückgewinnungshaube 6 angeordnet sind. Die Düse 7 und die Pulverrückgewinnungshaube 6 sind oberhalb der Ebene des bandartigen Endlosförderers 65 angeordnet, so daß der Abstand der Achsen 11 von der Ebene des Förderers 65 exakt dem Abstand der Achsen 11a der einen Abstand zur Oberfläche des Förderers 65 aufweisenden rohrförmigen Gegenstände 3 entspricht. Als Folge dieser relativen Anordnung der Achsen 11 und 11a der Düse bzw. zylindrischen Gegenstände sind die Achsen 11a dieser Gegenstände koaxial zu den Achsen 11 der Düse und der Haube ausgerichtet, sobald die Gegenstände 3 sich in der Beschichtungsstation 16 befinden. Um die Gegenstände in die Beschichtungsstation und aus dieser heraus zu führen, wird der Förderer 16 in der Richtung C mittels eines Antriebsmotors 71 angetrieben.

Ein Detektor 73, z.B. ein photoelektrischer Signalerzeuger, ist bezüglich der Leisten 69 des Förderers 65 ausgerichtet. Immer dann, wenn eine Leiste 69 den Detektor 73 passiert, wird dies festgestellt und ein die Anwesenheit eines Gegenstandes 3 in koaxialer Ausrichtung zur Düse 7 bzw. zum Rückgewinnungsschirm 6 anzeigendes Signal erzeugt.

Eine Steuereinheit 75 ist mit dem Signalerzeuger 73 wirkverbunden. Die Steuereinheit 75 läßt das Signal E entstehen, welches die Pulverbeschichtungseinheit 59 startet und ein Signal EM, welche die Rastbewegung des Förderers 65 beendet.

Nachdem der Gegenstand 3 sprühbeschichtet wurde, erzeugt die Generatoreinheit 59 ein Ausgangssignal für den Motor 71, damit dieser den Förderer 65 indexiert und den Pulverfluß vom Signalgenerator 59 beendet. Auf diese Weise ist generell eine exakte Synchronisierung zwischen dem Pulverbeschichtungsgenerator 59 und dem Antriebsmotor 71 für den Endlosbandförderer 65 vorgesehen. Die Indexierung des Förderers 65 führt zu einer hohen Beschleunigung der Gegenstände 3.

Anstatt nur eines Pulverstromgenerators 59 und eines Rückgewinnungstrichters 6, wie in Figur 7 dargestellt, können zwei solche Einheiten benachbart angeordnet sein, die einen Abstand zueinander aufweisen, der dem Abstand zwischen zwei oder mehreren Gegenständen 3 auf dem Förderer 65 entspricht. Sind zwei oder mehr Beschichtungsstationen entlang des Förderers 65 vorgesehen, können zwei oder mehr Gegenstände 3 gleichzeitig an den Beschichtungsstationen beschichtet werden. Oder es können alternativ dazu ein Ende eines Gegenstandes 3 an einer Beschichtungsstation und das entgegengesetzte Ende an der anderen Station beschichtet werden.

In den Figuren 8 und 9 ist schematisch der Förderer 65 der Figur 7 dargestellt. Der Endlosbandförderer 65 weist ein Paar paralleler Endlosketten 77 auf, die mit einer Antriebswelle D wirkverbunden sind. Die Aufnahmerinnen 67 für die Gegenstände 3 sind zwischen Rollen 79 ausgebildet, welche drehend zwischen den Ketten 77 verbunden sind. Die als Leisten 69 wirkende Rollen 79 haben den Vorteil, daß, wie durch die gestrichelte Linie auf der linken Seite der Figur 8 dargestellt, rohrförmige Gegenstände 3 unterschiedlichen Durchmessers auf diesen Rollen 79 aufgenommen werden können, ohne daß der Abstand zwischen diesen Rollen verändert werden muß. Bei einem Wechsel bezüglich des Durchmessers der Gegenstände 3 ist lediglich der Abstand des Pulverstromgenerators 59 und des Pulverrückgewinnungstrichters 6 zu ändern oder relativ zur Ebene des Endlosbandförderers 65 zu bewegen. Für den Detektor 73 ist keine Umstellung notwendig.

Während das Pulver ins Innere der Gegenstände gesprüht wird, werden diese Gegenstände 3 um ihre Achsen in Drehung versetzt. Um diese Drehung zu bewirken und die Gegenstände auf den Rollen 79 auch bei hohen Indexier - und Drehbeschleunigungen zu halten, ist ein endloses Klemm- und Antriebsband 81 vorgesehen, wobei dieses ein Untertrum aufweist, das sich parallel zum Obertrum des die Dosen transportierenden Förderers 65 erstreckt und über der Breitenausdehnung des Förderers 65 angeordnet ist. Der Abstand zwischen den beiden parallelen Trums der Förderer 81 und 65 kann derart eingestellt werden, daß Gegenstände unterschiedlichen Durchmessers zwischen den Förderern gehalten und über das obere Antriebs- und Klemmband 81 in Drehung versetzt werden können.

Durch Wahl unterschiedlicher Geschwindigkeiten für den Förderer 65 und das Band 81 kann entsprechend die Drehgeschwindigkeit gewählt werden.

Der in den Figuren 8, 9 dargestellte Förderer kann auch für andere Förderaufgaben verwendet werden, wo hohe Beschleunigungen zu einem Versatz oder zur Verlagerung der in vorgebenen Positionen auf dem Förderer 65 geförderten Gegenstände führen können.

Bei voneinander unabhängigen Antrieben für das Klemm- und Drehantriebsband 81 und den Förderer 65 können die Fördergeschwindigkeit und die Drehgeschwindigkeit eingestellt werden. Des weiteren kann durch Synchronisation oder zeitabhängige Steuerung der beiden Antriebe eine Drehung lediglich an vorgegebenen Stellen des Förderweges für einen, zwei oder mehrere Gegenstände gleichzeitig erzeugt werden.

In den Figuren 4 bis 6 ist ein vollständiges System zur Pulverinnenbeschichtung von rohrförmigen, zylindrischen Gegenständen dargestellt. Dieses System weist einen Fluidbett-Pulverbehälter oder Silo 100 auf, welcher in der aus der EP-A-0 268 126 bekannten Weise aufgebaut ist. Dieser Behälter weist eine Fluidbett-Bodenplatte 102 aus porösem Material auf.

In die Kammer 101 des Containers 100 einströmende Fluidisierungsluft 103 wird von der Luftkammer 101 durch die Fluidbett-Bodenplatte 102 nach oben gerichtet, um das auf der Platte 102 lagernde Pulver zu fluidisieren. Ein mechanisches Rührwerk 104 in Form einer Drehschaufel ist innerhalb des Behälters 100 neben dem Einlaß einer Ablaufleitung 105 angeordnet. Diese Ablaufleitung 105 erstreckt sich durch die Bodenplatte des Fluidbettes und weist eine Oberkante auf, welche die Oberfläche der porösen Bodenplatte 102 überragt.

Ein konventioneller Niveausensor 106 ist auf dem Fluidbettsilo 100 angeordnet und dient zur Detektion des Fluidniveaus innerhalb des Behälters 100 und steuert eine Pumpe 107, um ein vorgegebenes Pulverniveau im Fluidbettbehälter oder Silo 100 aufrecht zu erhalten. Die Niveausteuerung 106 wird wirksam, sobald das Pulverniveau im Silo unter ein vorgebenes Niveau abfällt und betätigt die Pumpe 107, so daß sie Pulver über eine Leitung 108 von einem Pulverbehälter 109 zum Behälter 100 fördert. Der Pulverbehälter 109 enthält sowohl unverbrauchtes oder neues Pulver als auch überschüssig versprühtes Pulver, welches gesammelt und zum Behälter 109 rückgeführt wurde.

Der Luftdruck innerhalb des Fluidbettsilos 100 wird im wesentlichen mittels eines Abzugs 111, eines Druckreglers 112 und eines Abluftfilters 113, durch den die Luft vom Fluidbettbehälter 100 an die Atmosphäre abgegeben wird, konstant gehalten.

Das aus dem Fluidbettsilo 100 über die Ablaufleitung 105 auslaufende Pulver gelangt zu einer Venturipumpe 114. Bei dieser Pumpe handelt es sich um eine konventionelle venturiartige Pumpe, wie in der EP-A-0 268 126 beschrieben und gezeigt. Gemäß der erfindungsgemäßen Anwendung wird die von einer Druckluftquelle stammende Luft unter Druck durch den Regler 115 gepulst oder periodisch der Pumpe 114 zugeleitet, so daß das Pulver von der Leitung 105 aus dem Fluidbettsilo 110 heraus angesaugt und durch eine Leitung 116 weitergefördert wird. Um das von der Pumpe 114 mit Luft angesaugte Pulver weiter zu beschleunigen, ist stromabwärts der Pumpe ein Luftverstärker 117 angeordnet. Dieser Verstärker führt der Pulverförderleitung Luft zu, um die Menge der das Pulver fördernden Luft und die der Luft zugeführten Energie zu vergrößern.

Wie aus Figur 6 ersichtlich ist, weist der Verstärker 117 eine Vielzahl von auf der Innenfläche des Verstärkers gleichmäßig verteilt angeordneten Öffnungen 118 auf. Jede dieser Öffnungen ist in Förderrichtung des Pulverluftstroms entlang der Pulverzuführleitung 13 geneigt und mit einem Lufteinlaß 119 verbunden. Die Luft wird aus dem Einlaß 119 und geneigten Durchgängen 118 von einer Druckluftquelle durch einen einstellbaren Luftregler 120 zugeführt, so daß der Luftdruck in der Pulverzuführleitung reguliert und genau gesteuert werden kann.

Die dem Verstärker 117 zugeführte Druckluft wird gepulst oder wird in Synchronisation mit dem Pumpluftstrom zur Pulverpumpe 114 gepulst oder zu- und abgeschaltet.

Stromabwärts des Luftverstärkers 117 passiert der luftgeförderte Pulverstrom einen Einlaßdiffusor 121. Dieser Diffusor weist einen Porösen Zylinder 122 auf, welcher innerhalb eines ihn umgebenden nicht porösen Zylinders 123 angeordnet ist, wobei eine Luftkammer 124 zwischen den zwei Zylindern vorgesehen ist. Die Luft für diese Kammer 124 wird von einer Druckluftquelle über einen Druckregler 125 geliefert. Der poröse Zylinder des Eingangsdiffusors kann aus Sintermetall sein. Auf diese Weise wird ein gleichmäßig verteilter Luftstrom radial in die Pulverstromleitung vom Regler 125 durch den porösen Zylinder 122 des Diffusors 121 zugeführt.

Stromabwärts des Einlaßdiffusors 121 ist eine triboelektrische Ladungseinheit 127 vorgesehen. Diese Einheit 127 sorgt für die elektrostatische Aufladung des in der Pulverzuführleitung enthaltenen luftangeförderten Pulvers. Bei der triboelektrischen Ladungseinheit handelt es sich um eine konventionelle Ladungseinheit, innerhalb der das luftgeförderte Pulver in innerhalb eines Gehäuses angeordnete Mehrfachspiralrohre eingeleitet wird. Beim Durchgang durch diese Spiralrohre kommt das Pulver in Reibkontakt mit den Wänden der Rohre und nimmt dort eine elektrostatische Ladung auf. Eine vollständige Beschreibung dieser Art elektrostatischer Ladungseinheit kann dem US-Patent Nr. 4 399 945 entnommen werden.

Anstelle einer triboelektrischen Einheit 127 kann eine konventionelle Korona-Entladungselektrodenanordnung in der Pulverzuführleitung dieser Anmeldung verwendet werden. Eine derartige Ladungseinheit muß stromaufwärts der Düse 7 angeordnet werden und zwar bevorzugt dort in der Pulverzuführleitung, wo die Ladungseinheit 127 plaziert ist, so daß das Pulver vor Eintritt in die Düse elektrostatisch aufgeladen ist.

Nach dem Austritt aus den Spiralleitungen der triboelektrischen Ladungseinheit 127 gelangt das luftangeförderte Pulver zu einem zweiten, sog. Ausgangsdiffusor 128. Dieser Ausgangsdiffusor 128 ist gleich dem Einlaßdiffusor ausgebildet. Das heißt, er weist einen inneren porösen Zylinder 129 auf, der innerhalb eines festen Zylinders 130 angeordnet ist und zwischen diesen ist eine Luftkammer 131 vorhanden. Zuluft wird von einer Luftzuführquelle dieser Luftkammer 131 über einen Druckregler 132 zugeführt. Von der inneren Kammer 131 des Ausgangsdiffusors 128 strömt die Luft radial durch den porösen Zylinder 129 in die Pulverzuführleitung. Diese Luft wird als konstanter Luftstrom von der Quelle durch den Druckregler 132 erhalten, während der Luftstrom zur Pumpe 114 und zum Verstärker 117 gepulst oder entsprechend der Ausrichtung der Gegenstände 3 zur Düse 7 der Pulverzuführleitung 13 ein- und ausgeschaltet wird.

Die Pulverzuführleitung endet an der Düse 7 nach Durchströmen des Ausgangsdiffusors 128. Diese Düse ist mit einem sie umgebenden Pulverrückgewinnungstrichter 23 versehen und koaxial, aber mit Abstand zum Pulverrückgewinnungstrichter 6 gefluchtet. Der Pulverrückgewinnungstrichter 23 ist wie der Pulverrückgewinnungstrichter 6 über Druckregler 135 bzw. 134 mit einer Vakuumquelle verbunden, welche Teil eines Zyklonabscheiders 136 ist. Innerhalb des Zyklonabscheiders 136 wird die Luft von dem rückgewonnenen Pulver getrennt und dieses in einem Pulversammler 137 gesammelt. Von diesem Sammler 137 wird das rückgewonnene Pulver über eine Leitung 138 dem Tank 109 pumpend zugeführt, wo es mit dem dem Tank 109 über einen Einlaß 139 zugeführtem Neupulver vermischt wird. Die in dem Zyklonabscheider 136 abgetrennte Luft, die mit einem geringen Prozentsatz an Pulver versetzt ist, wird über eine Leitung 140 einer Filtereinheit 141 zugeleitet, wo das Restpulver in einem Sammler 142 gesammelt wird.

Bei Betrieb des in den Figuren 4 bis 6 dargestellten Systems werden die Gegenstände 3 durch die Förderanordnung der Figuren 7, 8 und 9 in axialer Ausrichtung mit den Achsen 11 der Düse 7 und des Rückgewinnungstrichters indexiert und gedreht. Bei dieser Ausrichtung wird ein Luftpuls durch die mit der Pulverpumpe 114 und dem Luftverstärker 117 verbundenen Druckregler 115, 120 der Pumpe 114 und dem Verstärker 117 zugeführt. Durch diesen Luftpuls wird Pulver aus dem Fluidbett 100 in die Pulverpumpe 114 angesaugt oder abgezogen, von der es durch den Verstärker 117 und den Eingangsdiffusor zur elektrostatischen Ladungseinheit 127 weitergepumpt wird. Von der elektrostatischen Ladungseinheit wird das luftgeförderte und elektrostatisch aufgeladene Pulver durch den Ausgangsdiffusor 128 zur Düse 7 gepumpt. Von dieser Düse 7 wird das luftgeförderte Pulver als Strahl eines luftgeförderten, elektrostatisch aufgeladenen Pulvers rotationssymmetrisch zur Achse 11 abgesprüht. Das heißt, daß das luftgeförderte Pulver derart durch die im allgemeinen kreisförmig an der Düse angeordneten Mehrfach-Öffnungen 9 ausgerichtet wird, daß das luftgeförderte Pulver als rotationssymmetrischer Fächer oder Muster von der Düse auf die Innenfläche des rohrförmigen, zylindrischen Gegenstandes 3 gerichtet wird. Abhängig von der Länge des Gegenstandes 3 kann die Düse im Inneren des Gegenstandes laxiert oder hin-und herbewegt werden, um eine komplette Beschichtung der Innenfläche des Gegenstandes über dessen Länge zu bewirken. Wird die Düse laxiert oder innerhalb des Gegenstandes 3 hin- und herbewegt, werden das gesamte Pulverzuführsystem einschließlich des Silos 100, der Pumpe 114, der Verstärkers 117, des Eingangsdiffusors 121, der Ladungseinheit 127 und des Auslaßdiffusers mit der Düse hin- und herbewegt. Folglich sind keine flexiblen Kabel oder Pulverzuführleitungen in der Pulverlinie vorgesehen, die sich biegen und als Sammelfallen für das Pulver wirken könnten und so einen schwankenden Pulverfluß in der Düse verursachen würden, während die Luft gepulst wird oder durch die Pulverpumpe 114 und den Verstärker 117 fließt. Das Fehlen flexibler Leitungen in der Pulverzuführlinie sorgt für einen gleichmäßigen Pulverfluß von der Düse über den gesamten Pulversprühzyklus.

Ein großer Prozentsatz des elektrostatisch aufgeladenen Pulvers haftet an der Innenfläche des Gegenstandes 3. Das nicht haftende Pulver wird von der Innenfläche des Gegenstandes 3 über das Vakuum innerhalb der Pulverrückgewinnungstrichter 23 und 6 abgezogen. Um sicherzustellen, daß ein geeignetes Vakuum an dem Trichter vorhanden ist, damit das überflüssig versprühte Pulver insgesamt durch den Trichter abgezogen wird und durch die Regler 134, 135 zurück zum Zyklonabscheider 136 gelangt, weist jede Rückführleitung die Regler 134, 135 auf. Jeder dieser Regler besteht aus einem Schlitz 144 in der Vakuumrückführleitung (siehe Figur 7A), welcher mit einem gebogenen Ring 145 abgedeckt ist. Dieser Ring 145 erstreckt sich nicht über den gesamten Leitungsumfang, so daß bei Rotation des Rings ein größerer oder kleinerer Bereich des Schlitzes 144 abgedeckt oder freigelegt sein kann. Dadurch kann der Unterdruck in der Rückführleitung derart angepaßt werden, daß das gesamte zuviel gesprühte Pulver abgezogen wird, ohne daß der Druck so stark ist, daß das an der Innenfläche des Gegenstandes anhaftende Pulver abgesaugt wird.

Einer der Vorteile des dargestellten und beschriebenen Systems zur Pulverbeschichtung der Innenfläche eines hohlen, zylindrischen Gegenstandes liegt darin, daß der Pulverstrom auf die Innenfläche eines Gegenstandes gepulst werden kann, wenn der Gegenstand zur Ausströmdüse des Systems ausgerichtet ist, und dann ein gleichmäßiger Pulverstrom von der Düse während des Pulverstroms oder der Pulverzuschaltphase des Pulszyklus aufrechterhalten werden kann. Am Ende des Pulszyklus, wenn der Luftstrom zur Pumpe 114 und zum Verstärker 117 endet oder abgeschaltet ist, wird der Luftstrom zum Eingangsdiffusor 121 und Ausgangsdiffusor 128 aufrechterhalten oder er bleibt angeschaltet. Dieser Diffusorluftstrom dient dazu, die Pulverstromleitung 13 des Systems vom gesamten Pulver zu säubern, so daß, wenn der nächste Gegenstand zur Düse ausgerichtet ist und die Luft wiederum für die Pumpe 114 und den Verstärker 117 zugeschaltet wird, ein gleichmäßiger und vorhersehbarer Pulverstrom durch das System zur Düse gelangt. Fehlt der Diffusorluftstrom zwischen der Düse und der Pumpe, dann verbleibt das Pulver im System bei Abschluß eines Pumpkreislaufs, setzt sich in der Pulverleitung ab und verursacht beim Starten eines neuen Kreislaufs eine Pulververpuffung oder einen nicht gewollten Pulverüberschuß, bevor der Pulverstromzyklus richtig beginnt. Damit ermöglicht der erfindungsgemaße Förderer sehr hohe Indexiergeschwindigkeiten und gleichzeitig Drehbeschleunigungen der rohrförmigen Körper ohne eine Störung des Beschichtungsprozesses.

Obwohl nur eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, sind für den Fachmann dieses Gebietes viele Änderungen und Modifizierungen erkennbar, ohne den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche zu verlassen.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Aufbringen einer Beschichtung an wenigstens einer Fläche zylindrischer Gegenstände (3), indem die Gegenstände in einer vorbestimmten Folge auf einem bandartigen Förderer (65) zu einer Beschichtungsstation gefördert und zwischen einer Klemmanordnung (81) und den Auflagerflächen an dem bandartigen Förderer geklemmt werden, dadurch gekennzeichnet, daß

- an der Beschichtungsstation wenigstens die Innenfläche der Gegenstände, die rohrförmig ausgebildet sind, beschichtet wird und

- die Gegenstände zumindest während ihrer Beschichtung durch Aufbringen der Klemmanordnung (81) gegenüber und innerhalb eines durch die Breite des bandartigen Förderers definierten Bereichs auf die Außenseite der Gegenstände geklemmt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände (3) zumindest an der Beschichtungsstation in eine schnelle Drehung um ihre Achsen versetzt werden, indem eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Klemmanordnung (81) und dem bandartigen Förderer (65) erzeugt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände mit ihren Achsen in Bezug auf die Förderrichtung des bandartigen Förderers verdreht, vorzugsweise im rechten Winkel angeordnet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsmaterial an der Beschichtungsstation ein Feststoffpulver aufgesprüht wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Beschichtungsstation überschüssig versprühtes Beschichtungsmaterial wiedergewonnen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von Beschichtungsmaterial an der Beschichtungsstation und die Förderbewegung des bandartigen Förderers synchronisiert werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr von Beschichtungsmaterial an der Beschichtungsstation und die Erzeugung der Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Klemmanordnung und dem bandartigen Förderer synchronisiert werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstände durch Anwendung eines Endlosbandes gegenüber dem und innerhalb eines durch seine Breite definierten Bereichs des bandartigen Förderers geklemmt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Geschwindigkeit des Klemmbandes (81) und des Förderers unabhängig ausgewählt werden, um so die Förder- und Drehgeschwindigkeit unabhängig voneinander einzustellen und dadurch vorzugsweise die Förderbewegung und die Drehbewegung zu synchronisieren.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderbewegung während der Sprühbeschichtung und der Anwendung einer Bewegung des Klemmbandes stillgesetzt wird, um die Gegenstände während der Sprühbeschichtung zu drehen.

11. Vorrichtung zum Aufbringen einer Beschichtung auf wenigstens einer Fläche von zylindrischen Gegenständen (3) mit einem bandartigen Förderer (65) mit Auflagerflächen zur drehbaren Aufnahme der Gegenstände in vorgegebenen Positionen auf dem bandartigen Förderer, einer dem Förderer benachbarten Klemmanordnung, zum Klemmen der Gegenstände zwischen dem bandartigen Förderer und der Klemmanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Beschichtungsstation wenigstens eine Sprühdüse (7) aufweist, die im wesentlichen eine zu den Achsen der zylinderförmigen Gegenstände (3) auf den Auflagerflächen ausgerichtete Lage aufweist, so daß das Beschichtungsmaterial in einen Innenraum der zylindrischen, rohrfömigen Gegenstände eingesprüht werden kann, und

- Die Klemmittel (81) zumindest an der Beschichtungsstation gegenüber dem Förderer entsprechend dessen Breitenausdehnung angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmanordnung und der bandartige Förderer bezüglich der beiderseitigen Geschwindigkeit steuerbar angetrieben sind, um eine schnelle Drehung der Gegenstände um ihre Achsen zumindest an der Beschichtungsstation der Vorrichtung zu bewirken.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagerflächen von dem bandartigen Förderer (65) drehbar aufgenommene Rollen (79) aufweisen, um zylindrische Gegenstände unterschiedlichen Durchmessers ohne Einstellen der Auflagerflächen aufzunehmen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Auflagerflächen für die zylindrischen Gegenstände in Bezug auf die Förderrichtung des bandartigen Förderers verdreht, vorzugsweise im rechten Winkel hierzu angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmanordnung eine Endlosbandanordnung (81) aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmanordnung und der bandartige Förderer unabhängig voneinander in Bezug auf ihre Geschwindigkeit in Förderrichtung der Gegenstände steuerbar sind, um unabhängig voneinander die Förder- und Drehgeschwindigkeit einzustellen.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeichnet durch eine Synchronisierungseinheit für die Fördergeschwindigkeit des bandartigen Förderers und den Beschichtungsvorgang an der Beschichtungsstation.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, gekennzeichnet durch eine Zeitsteuereinheit für die Förderbewegung des bandartigen Förderers sowie die genannte beiderseitige Geschwindigkeit und damit für die schnelle Drehung der Gegenstände.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstation Rückgewinnungsmittel für das überschüssig versprühte Beschichtungsmaterial, vorzugsweise zumindest einen Sammelschirm aufweist.







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