Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zur pneumatischen, tribostatischen Pulverbeschichtung von Werkstücken, insbesondere
metallischen Werkstücken, unter Verwendung eines tribostatischen Rohrs zur
Aufladung des Pulvers durch Wechselwirkung der Pulverteilchen mit der Rohrinnenwand.
Verfahren der vorgenannten Art basieren auf dem grundsätzlichen
Prinzip, dass ein Werkstück mit einem elektrostatisch aufgeladenen Pulver in
Form eines Pulver-Luftgemisches beaufschlagt wird. Aufgrund seiner elektrostatischen
Aufladung haftet das Pulver an der Werkstoffoberfläche an. Das Pulver kann
in der nachfolgenden Verarbeitung bei höheren Temperaturen auf der Werkstückoberfläche
fixiert, aufgeschmolzen bzw. eingebrannt werden.
Bekannte Vorrichtungen der vorgenannten Art umfassen eine Steuer-Elektronik,
welche das Ermitteln einer Kennlinie für individuell verschiedene Pulver ermöglicht.
Hierbei werden Druck und Durchsatzmenge eines Gasstromes, welcher das Pulver-Gasgemisch
zum zuflußseitigen Ende des tribostatischen Rohres transportiert, erfasst.
Ebenso werden Druck- und Durchsatzmenge eines Zusatzgasstromes erfasst. Der Zusatzgasstrom
bewirkt aktiv mit erhöhtem Druck das Einbringen und die verstärkte Wechselwirkung
der Pulverteilchen mit der Rohrinnenfläche des tribostatischen Rohres. Die
Kenndaten eines Pulvers hängen in komplexer Weise von der Partikelgößenverteilung,
Strömungsgeschwindigkeit, Leitungsdimension und dem Druckverhältnis der
Gasströme ab. Theoretische Modelle hierzu erlauben keine ausreichend genaue
Vorhersage. Daher werden die Parameter als Funktion des Gesamtdurchsatzes in einem
Kalibrierungslauf mit der entsprechenden Pulversorte oder -mischung ermittelt und
gespeichert. Für jede Pulversorte, bzw. neue Pulvermischung ist eine neue Kennlinie
zu ermitteln. Nachteilig bei diesen Anlagen ist, dass die notwendige Parametrisierung
jeder neuen Mischung bzw. neuen Pulversorte die Bedienung durch eine erfahrene Fachkraft
erfordert. Des Weiteren werden solche Anlagen üblicherweise mit Drücken
von mehr als 3 bar betrieben, was die Verwendung von dickwandigen, teuren und berstsicheren
Leitungen notwendig macht. In üblicher Ausführungsform weist daher eine
tribostatische Pulverpistole einer solchen Anlage Anschlüsse für den Gasstrom,
den Zusatzgasstrom mit höherem Druck sowie für die Stromversorgung der
elektrisch angesteuerten Magnetventile auf. Dies geht mit einer Mehrzahl an sperrigen
Kabeln und Schläuchen einher, die die Verwendung der bekannten Pulverpistolen
vor Ort zusätzlich erschweren können. Schließlich ist die Anschaffung
einer solch komplex aufgebauten Anlage mit einem Kaufpreis verbunden, der diese
für den Privat- und Einzelanwender unwirtschaftlich macht.
Problematisch sind bei Verfahren der vorgenannten Art Werkstücke
mit detailreichen Profilierungen im Millimeterbereich sowie Werkstücke deren
Kontur spitze Winkel oder Hinterschneidungen aufweisen.
Im Bereich der millimeter-feinen Profilierungen und spitzen Winkel
überlappen sich die elektrostatischen Felder der aufgeladenen Partikel und
erzeugen erhöhte Abstoßungskräfte. Diese Abstoßungskräfte
können bei hoch geladenen Partikeln bzw. länger anhaltender oder mehrfach
ausgeführter Beaufschlagung mit Pulver-Gas-Gemisch eine Abstoßung weiterer
Pulverteilchen bewirken. Dadurch kann es zu einer inhomogenen Verteilung der Pulverteilchen
und einer mangelhaften Qualität der Pulverbeschichtung kommen.
Kleinmaßige Hinterschneidungen erfordern das diskrete Beschichten
kleiner, benachbarter Flächen von wenigen Quadratzentimetern mit geringem Abstand
zum Werkstück. Hierbei kann bei den bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum
einen immer wieder das Abblasen bereits aufgebrachter Pulverschichten wegen mangelhafter
Haftkraft beobachtet werden. Dies führt wiederum zu inhomogenen Pulverschichten
von mangelhafter Qualität. Zum anderen kann ein erheblicher Anteil an Pulver
außerhalb der zu beschichtenden Fläche nicht auf das Werkstück aufziehen
und fällt als Verlustpulver an. Die Beschichtung kleinmaßiger Hinterschneidungen
bedingt dadurch einen deutlich erhöhten Kosten- und Arbeitszeitaufwand.
Die DE 102 28 182 C1 beschreibt
ein Verfahren der vorbenannten Art, bei dem die Problematik der inhomogenen Pulverbeschichtung
dadurch vermieden wird, daß das Werkstück zum einen vor der Beschichtung
aufgewärmt wird. Dadurch kommt es bereits beim ersten Kontakt der Pulverteilchen
mit der Werkstücksoberfläche zum Anschmelzen und zum Ausbilden einer haftvermittelnden
Zwischenfläche. Zum anderen werden bestimmte Bereiche des Werkstückes
mit einem korona-elektrischen Aufsprühverfahren beschichtet. Nachteilig bei
dieser Lösung ist, dass sie Vorrichtungen zur Erwärmung des Werkstückes
sowie eine Steueranlage zur kontrollierten Parametrisierung der korona-elektrischen
Ansprühvorrichtung notwendig macht. Darüber hinaus zeigen mittels korona-elektrischer
Verfahren aufgebrachte Pulver häufig eine optisch abweichende Oberflächencharakteristik,
die an Hammerschlag-Lacke erinnert. Des weiteren kann Pulver, welches nicht sofort
auf der Oberfläche des Werkstücks aufschmilzt, abfallen und muß in
Folge als Rest- bzw. Verlustpulver angesehen werden. Dieses Verfahren kann daher
mit einem erheblichen Mehraufwand an Kapital und Energie sowie reduzierter Effektivität
einhergehen. Dies ist abzulehnen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur tribostatischen Pulverbeschichtung von metallischen Werkstücken
anzubieten, welche die Nachteile des Standes der Technik überwinden und die
Pulverbeschichtung von Werkstücken mit wechselnden Pulversorten und -mischungen
auf einfachere und wirtschaftlichere Art ermöglichen.
Die Aufgabe der vorliegen Erfindung wird durch ein Verfahren und eine
Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere
Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und sind in den abhängigen
Ansprüchen dargestellt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die gleichmäßige
und homogene Pulverbeschichtung von profilierten und/oder spitzwinklig ausgeprägten
Werkstücken.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die diskrete Beschichtung
von kleinmaßig hinterschnittenen Werkstücken.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Reduzierung
des bei Pulverbeschichtungen anfallenden Anteils an Rest- sowie Verlustpulver.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das zur Verfügung
stellen eines Verfahrens und einer Vorrichtung, welche sich – vorzugsweise
im Privat- und Einzelanwendungsbereich – leicht in bereits vorhandene Systeme
bzw. Vorrichtungen integrieren läßt.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung
der zuvor genannten Art bereitzustellen, welche in einfacher Weise zu einer Lackierpistole
umgerüstet werden kann.
Dem Stand der Technik nach wird durch Verwendung eines Zusatzluftstromes
mit höherem Luftdruck aktiv das Pulver in ein tribostatisches Rohr eingeführt
und die verstärkte Wechselwirkung von Pulverteilchen mit der Rohrinnenwand
bewirkt. Hierbei bewirkt der höhere Luftdruck des Zusatzluftstromes eine effektiveren
Eintrag von Partikeln. Auf Grund ihrer erhöhten Geschwindigkeit treffen die
Partikel mit größerer Impulskraft auf die Innenfläche des tribostatischen
Rohres auf und ihre elektrostatische Ladung wird so verstärkt. Zusatzluftstrom
und Luftstrom transportieren unter turbulenter Vermischung die Teilchen durch das
tribostatische Rohr. Von diesem Verfahren ausgehend wurden Vergleichsversuche mit
unterschiedlich aufgebauten Prototypen von Vorrichtungen zur pneumatischen, tribostatischen
Pulverbeschichtung durchgeführt.
Wesentlich für die vorliegende Erfindung war die überraschende
Erkenntnis, daß im Widerspruch zum Stand der Technik mit nur einem einfließenden
Gasstrom eines Drucks bei passivem Einbringen des Pulvers in das Pulver-Gas-Gemisch
konstant die besten Haftungseigenschaften des Pulvers auf dem Werkstück beobachtet
werden konnten. Das aktive Einbringen von Pulver über eine Leitung mit erhöhtem
Druck in das Rohr ging mit einer Verschlechterung der Beschichtungsqualität
einher.
Es zeigte sich überraschenderweise, dass das vorliegende Verfahren
die Verwendung unterschiedlichster Pulversorten und -gemische erlaubt, ohne dass
dabei Abweichungen in der hohen, gleichbleibenden Qualität der Haftungseigenschaften
auftraten. Wesentlich hierfür war die radiale, stabilere Führung des Pulvers
im Gasstrom im tribostatischen Rohr, welche im Folgenden näher erläutert
wird. Das tribostatische Rohr besteht üblicherweise aus einem Kunststoff, vorzugsweise
Teflon, welcher durch Reibung der Partikel mit dessen Oberfläche die elektrostatische
Aufladung der einzelnen Partikel bewirkt. Das durch den Druckanschluß mit einer
Anfangsgeschwindigkeit in einer Hauptleitung strömende Gas wird zu mehreren
Hauptstromeinleitungskanälen geführt. Erfindungsgemäß liegt
der Gesamtquerschnitt der Hauptstromeinleitungskanäle unterhalb des Querschnitts
der Hauptleitung. Die Hauptstromeinleitungskanäle münden, in Ausblasrichtung
des tribostatischen Rohres orientiert, am zuflussseitigen Ende des tribostatischen
Rohres. Ihre Austrittsöffnungen sind an der Innenfläche eines an das tribostatische
Rohr angrenzenden Rohrsegments gleichmäßig kreisförmig angeordnet.
Hierbei sind die Hauptstromeinleitungskanäle seitlich gleichsinnig geneigt,
wodurch ein Drehsinn des mit erhöhter Geschwindigkeit eintretenden Gases erzeugt
wird. Vorteilhafterweise beträgt der Durchmesser des tribostatischen Rohres
hierbei mindestens das 1,4fache des Anfangsdurchmessers der Hauptleitung. Das Gas
wird stark beschleunigt in das tribostatische Rohr eingeleitet. Es tritt mit dem
bis zu 100fachen der Anfangsgeschwindigkeit aus den Hauptstromeinleitungskanälen
aus.
Der Begriff "radial" beschreibt im Sinne der vorliegenden Anmeldung
die Strömungsverhältnisse einer entlang einer Rohrinnenfläche erzeugten
Drehströmung.
Vorzugsweise werden die Gasströme hierbei in einem Neigungswinkel
zur Längsachse des tribostatischen Rohres von 45 plus/minus 10 Grad sowie einen
seitlichen, spitzen Neigungswinkel zur Rohrleitungshalbierenden von etwa 20 plus/minus
5 Grad eingeleitet.
Vergleiche des Strömungsverhaltens des Pulvers im Gasstrom mit
dem Stand der Technik zeigten eine deutlich stabilere Strömungscharakteristik
der erfindungsgemäßen Drehströmung an der Innenfläche des tribostatischen
Rohres entlang. Wirbel, Turbulenzen und Inhomogenitäten, wie sie bei bekannten
Verfahren häufig auftreten können, wurden nicht beobachtet. Die erfindungsgemäße
Drehströmung mit ihrer verbesserten Stabilität wird im Folgenden als laminare
Drehströmung bezeichnet. Die Pulverpartikel werden im Bereich der Hauptstromeinleitungskanäle
radial in die mit erhöhter Einströmgeschwindigkeit zugeführten Gasströme
eingezogen und der Drehströmung des Gases unterworfen. Durch die stabile Rotationsbewegung
des Gases unterliegen die Pulverpartikel hierbei einer nach Außen gerichteten
Fliehkraft und werden mit kontinuierlichem Druck gleichmäßig auf die Rohrinnenfläche
des tribostatischen Rohres gedrückt. Dabei unterliegen die Pulverpartikel durch
die innige Wechselwirkung mit der Rohrinnenfläche einem fliehkraftunterstütztem
tribostatischem Aufladungsprozess.
Erstaunlicherweise ist die Gesamtladung hierbei deutlich homogener
als bei den bekannten Methoden. Dies wurde in Versuchen mit kommerziellen Vorrichtungen
festgestellt, bei denen eine unterschiedliche Haftkraft der einzelnen Pulverpartikel
festgestellt werden konnte. Im Gegensatz hierzu zeigt das vorliegende Verfahren
eine homogene Haftkraft aller freigesetzten Partikel. Des Weiteren mußte eine
Erdung des tribostatischen Rohres zum Abführen der im Rohr verbleibenden Ladung
nicht vorgenommen werden. Diese Vorgehensweise führt bei bekannten Vorrichtungen
zu einer statischen Maximalladung, mangelhafter Aufladung des weiterhin erzeugten
Pulvers und zu gefährlichen, elektrischen Funkenschlägen. Hingegen wurde
im vorliegenden Verfahren eine konstant anhaltende, hohe Haftungsqualität und
Ladung des Pulvers erzielt, wobei Funkenschläge durch zu hohe Aufladung nicht
beobachtet werden konnten.
Vorzugsweise strömt der Gasstrom im zuflussseitigen Abschnitt
des tribostatischen Rohrs mit einer Strömungsgeschwindigkeit von bis zu 50%
der Anfangsgeschwindigkeit. Hierbei fand der Erfinder heraus, dass Rohrquerschnittsfläche
und innere Oberfläche des Rohrs über Füllkörper unabhängig
variiert werden können. So kann die Rohrinnenfläche durch einen größeren
Innendurchmesser erhöht werden, während die durchströmte Querschnittsfläche
durch einen stabförmigen, mittig angebrachten Füllkörper konstant
gehalten werden kann. Hierbei weist der Füllkörper endständig ausgeformte,
punktuelle Auflagen aus, welche ihn in seiner mittigen Position fixieren, ohne den
radialen Gasstrom zu beeinträchtigen. Auf diese Art und Weise können Durchmesser
und Länge des tribostatischen Rohrs individuellen Bedürfnissen angepasst
werden, wobei das Verhältnis von Rohrinnenfläche zu Gasstrom-Geschwindigkeit
konstant gehalten wird.
Bei überlangen, tribostatischen Rohren kann es im abflussseitigen
Segment zu einer Verringerung der Partikelgeschwindigkeit kommen. Diesem Problem
kann durch Verringerung des Rohrquerschnitts durch Profilierung des Füllkörpers
Rechnung getragen werden, sodass die Partikel durch den schneller strömenden
Gasstrom auf konstanter Geschwindigkeit gehalten werden. Eine Unterstützung
der radialen Drehströmung über spiralförmige Profilierungen ist hierbei
ebenso möglich.
Vorteilhafterweise kann am Füllkörper am abflussseitigen
Ende des tribostatischen Rohrs ein Prallteller angebracht werden, über den
zusätzlich die Charakteristik der abflussseitig freigesetzten Pulverwolke beeinflußt
werden kann.
Die im vorliegenden Verfahren erzielte gleichmäßige Haftkraft
erlaubte das gleichmäßige Beschichten von fein-profilierten und komplex
ausgestalteten Werkstücken, ohne dass es zu Inhomogenitäten oder Abstoßungseffekten
der Pulverbeschichtung kam.
Werkstücke mit Hinterschneidungen und Einzelflächen von
einigen Quadratzentimetern konnten mit dem vorliegenden Verfahren mit sehr gutem
Ergebnis diskret mit homogener Pulverschicht versehen werden. Ein Abblasen von Partikeln
sowie Pulver-Ablösung von einzelnen Flächen konnte nicht beobachtet werden.
Vorteilhafterweise erfolgt die Regulation des Hauptstroms stufenlos
und rein mechanisch "Mechanisch" bedeutet im Sinne der vorliegenden Erfindung die
Verwendung von Regulationsmitteln, welche ohne elektrische Energie betrieben werden
können. Durch die mechanische Regulierung der Durchsatzmenge des verwendeten
Gases z. B. über ein zentrales Ventil kann auf eine Leitung zur elektrischen
Stromversorgung von Magnetventilen o. ä. verzichtet werden.
Bevorzugt wird der Gasdruck im Niederdruck-Bereich gehalten. Niederdruck
bezieht sich im Sinne der vorliegenden Erfindung auf einen Druckbereich von 1 bis
3, vorzugsweise 1,5 bis 2,5, besonders bevorzugt 1,5 bis 2 bar. Die vorliegende
Vorrichtung benötigt hierbei nur einen Druckanschluß mit einer für
den Niederdruckbereich ausgelegten, deutlich flexibleren Druckleitung, was mit einer
Verminderung der Kosten und einer Erhöhung des Bedienkomforts verbunden ist.
Durch das mit erhöhter Geschwindigkeit über die Hauptstromeinleitungskanäle
einströmende Gas wird zum Einen eine laminare Drehströmung über die
Innenfläche des tribostatischen Rohres erzeugt. Zum Anderen resultiert ein
statisches Druckminimum direkt im Einleitungsbereich. Versuche mit verschiedenen
Prototypskonstruktionen zeigten, dass das so erzeugte statische Druckminimum dazu
verwendet werden kann, das zur Beschichtung benötigte Pulver passiv in das
tribostatische Rohr einzuziehen. Dies gelang bereits bei einem Querschnittsverhältnis
von Hauptleitung zu Stromeinleitungskanälen von 1 zu 8. Das Einziehen des Gas-Pulver-Gemisches
wurde mit Hilfe einer Leitung ermöglicht, deren abflussseitiges Ende mit zur
Achse des tribostatischen Rohres paralleler Ausflußrichtung unmittelbar vor
den Mündungen der Hauptstromeinleitungskanäle dem statischen Druckminimum
ausgesetzt ist. Das zuflußseitige Ende der Leitung mündet hierbei in einem
Fallrohr in einem höher gelegenen Pulverbehälter mit Fluidboden.
Unter Fluidboden wird hierbei ein Boden aus einem porösen Material
verstanden, dessen Porösität die Permeation von Gasen, nicht jedoch die
Permeation von Pulverpartikeln erlaubt.
Durch das mittig den Fluidboden durchstoßende und in den Pulverbehälter
hineinragende Fallrohr erzeugt das statische Druckminimum in dem ansonsten allseits
gasdicht verschlossenen Pulverbehälter einen Außenluftstrom. Das den Fluidboden
auf der Behälteraußenseite umgebende Gas wird durch die Poren des Fluidbodens
in das Innenvolumen des Pulverbehälters hineingezogen. Das Gas strömt
anschließend über das Fallrohr und die anschließende Leitung zum
Mündungsbereich der Hauptstromeinleitungskanäle. Dabei werden die auf
dem Fluidboden liegenden Pulverteilchen mitgerissen und über das Fallrohr schwerkraftunterstützt
zum zuflussseitigen Ende des tribostatischen Rohres geleitet. Das schwerkraftunterstützte
Führen des Gas-Pulver-Gemisches ging mit dem zusätzlichen Vorteil einher,
dass deutlich weniger Pulverreste in der Leitung verblieben. Die Menge an Verlustpulver
wurde dadurch zusätzlich verringert.
Es versteht sich, dass vor allem bei feuchtigkeits- und oxidationsempfindlichen
Pulvern auf der Behälteraußenseite ein passendes Schutzgas vorgelegt werden
muß, damit oxidationsempfindliche oder in Verbindung mit Luft sogar explosible
Pulver verarbeitet werden können. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfaßt
der Begriff Außenluftstrom daher auch das gezielte und kontrollierte Vorlegen
von Schutzgasatmosphären an der Pulverbehälteraußenseite. Analog
umfasst der Begriff "Gas" sämtliche, zur pneumatischen Pulverbeschichtung geeignete
Gase sowie deren Mischungen. Des weiteren versteht sich, dass das zuflußseitige
Ende des Fallrohres oberhalb der maximalen Schütthöhe des aufzubringenden
Pulvers liegen muss, da ansonsten Pulver unkontrolliert und ohne Mitwirkung des
Außenluftstromes in die Leitung gelangen könnte.
Vorteilhafter Weise ist das zuflussseitige Ende des Fallrohres verschlossen
ausgeführt und das Erzeugen des Außenluftstromes wird durch mehrere, seitlich
ausgeführte, millimetergroße Bohrungen ermöglicht. Diese Bohrungen
gehen mit dem Vorteil einher, daß Pulverpartikel aus dem eingefüllten
Pulver wegen seiner zu hohen Schüttdichte nicht in das Rohrinnere gelangen.
Die Partikel verkeilen sich in den Bohrungslöchern und verhindern gegenseitig
das Eindringen in das Innere des Fallrohrs. Erst durch den Außenluftstrom werden
die Partikel hinreichend separiert und gelangen in Form eines Pulver-Gas-Gemisches
in das Fallrohr.
Am Fallrohr wurden für Pulver mit extrem großen Einzelpartikeln,
wie sie zum Beispiel für dekorative Zwecke aufgebracht werden, Bohrungen mit
entsprechend größerem Durchmesser angebracht. Umgekehrt erwies es sich,
für außergewöhnlich kleinteilige Pulver als vorteilhaft, ein Fallrohr
mit einer erhöhten Anzahl an submillimetergroßen Bohrungen zu verwenden.
Der Innendurchmesser de Fallrohres konnte hierbei in einem Bereich von 0,2 mm bis
20 mm variiert werden, ohne dass eine Beeinträchtigung des Verfahrens beobachtet
werden konnte.
Bevorzugt wird die Außenluft über Zuleitungen radial der
Außenfläche des Fluidbodens zugeführt. Hierbei kann über eine
gasdichte, beabstandete Abdeckung zunächst die Außenseite des Fluidbodens
von der Außenluft getrennt werden. Anschließend werden gleichsinnig geneigte
Außenluftbohrungen in der Abdeckung angebracht, welche als Außenluftzugang
fungieren. Die Außenluft trifft dann der Ausrichtung des Außenluftzugangs
folgend vorzugsweise radial in diskreten Luftströmen auf dem Fluidboden auf.
Die lokale Separation und homogene Durchmischung der Partikel des Pulvers durch
den Außenluftstrom im Innenvolumen des Pulverbehälters wird dadurch verstärkt
und die Menge an Rest- bzw. Verlustpulver kann weiter reduziert werden.
Vorzugsweise weist der Pulverbehälter eine konisch zum Fluidboden
verjüngende Form auf, wobei der Durchmesser des Fallrohres zu dem Durchmesser
des Fluidbodens in einem Verhältnis von 1 : 1,5 bis 1 : 10 steht. Eine solche
Pulverbehälterform erlaubte in Kombination mit der zuvor beschriebenen vorzugsweisen
Ausführung des Fallrohres das Pulverbeschichten von kleinflächigen Musterblechen
unter vollständiger Ausnutzung einer Pulvervorlage im Grammbereich, wobei kein
Restpulver im Behälter zurückblieb. Des Weiteren kann ein solcher Becher
nach erfolgtem Beschichtungsvorgang erheblich einfacher gereinigt werden. Durch
Druckluftbeaufschlagung des Fallrohrs wird ein starker, lateraler Luftstrom aus
den Bohrungen in den Becher hinein erzeugt. Durch seine konische Form leiten die
Innenwände des Bechers den Luftstrom nach außen, wobei sämtliches
Restpulver im Gasstrom mitgerissen wird. Eine Zerlegung des Behälters in seine
Einzelteile und die jeweilige, separate Reinigung, wie sie bei
bekannten Systemen häufig notwendig ist, war nicht länger notwendig.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform können
Bohrungen im Fallrohr in einem Neigungswinkel zum Fluidboden spiralförmig über
die Längserstreckung des Rohres ausgeführt sein. Bereits ab Wandstärken
von mehr als 0,8 mm konnte eine Auswirkung des Neigungswinkels einer Bohrung zum
Fluidboden gefunden werden. In Kombination mit einem konischen Pulverbehälter
mit einem extrem kleinen Fluidboden mit einem Durchmesser im Zentimeterbereich konnten
Pulvermengen von 0,5 g effektiv zur Beschichtung von kleinsten Musterblechen verwendet
werden. Hierbei drang das Pulver im unteren Segment des Fallrohrs erst im fluidisierten
Zustand über die zum Fluidboden hin geneigten Bohrungen ein, während die
Bohrungen im oberen Bereich des Fallrohrs über nach oben geneigte Bohrungen
das schwerkraftunterstützte Eindringen der fluidisierten Partikel in das Fallrohr
ermöglichten. Durch die spiralförmige Anordnung der Bohrungen wurde in
der abschließenden und zur Reinigung durchgeführten Druckluftbeaufschlagung
der Fluidboden sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenseite durch den
erzeugten Luftwirbel vollständig von anhaftenden Partikeln befreit.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden die Pulverteilchen
im Pulver-Gas-Gemisch radial im Bereich der Hauptstromeinleitungskanäle zur
Innenfläche des tribostatischen Rohres hin eingezogen. In einer stabilen, laminaren
Drehströmung werden die Teilchen anschließend über die Innenfläche
des tribostatischen Rohres geführt. Vorteilhaft wird das Pulver-Gas-Gemisches
aus einem höher gelegenen Pulverbehälter schwerkraftunterstützt über
ein Fallrohr zugeführt. In Kombination mit der laminaren Führung der Pulverpartikel
an der Rohrinnenwand des tribostatischen Rohres entlang wurde ein konstanter, geringer
Pulvereintrag mit homogenem Strom gleichmäßig aufgeladener Partikel erreicht.
Im Unterschied zu den bekannten Pulverbeschichtungssystemen konnten
auch bei plötzlichen Druckspitzen oder diskontinuierlichem Ein-, und Ausschalten
des Hauptgasstromes keine Inhomogenitäten in der abflußseitig am tribostatischen
Rohr erzeugten Pulverwolke beobachtet werden. Die üblicherweise durch solche
Druckschwankungen anfallenden Mengen an Verlustpulver und fehlerhafte Beschichtungen
können mit der vorliegenden Vorrichtung in wesentlichem Ausmaß reduziert
werden.
Außenluftstrom sowie Pulver-Gas-Gemisch unterliegen im Fluss
zum tribostatischen Rohr der Wandreibung, der inneren Reibung sowie turbulenten
Wirbeln und damit verbundenen Scherkräften. Dadurch ergibt sich ein Druckverlust
über die Länge des Flußwegs zum tribostatischen Rohr. Hiervon ausgehend
hatte der Erfinder die Idee, das Erzeugen des Außenluftstroms und das passive
Eintragen von Pulver in den Gasstrom über ein variierbares, statisches Druckminimum
nahe zum Pulverbehälter zu unterstützen. Dies sollte durch Abzweigen eines
Nebenstroms von der Hauptleitung und Einleiten des Nebenstroms in ein Leitungssegment
nahe zum Pulverbehälter erfolgen. werden. Hierbei ist die Wandreibung des Gases
mit der vergrößerten Leitungsinnenfläche, die innere Reibung des
Pulver-Gas-Gemisches sowie die Kompression bzw. Dekompression des Gases zu berücksichtigen.
Darüberhinaus wird die Strömungsgeschwindigkeit im Hauptstrom durch eine
parallele, zusätzliche Leitung verringert. Das komplexe Wechselspiel von statischem
und dynamischem Druck in Verbindung mit innerer und äußerer Reibung sowie
der von der Pulvermorphologie abhängigen Fließeigenschaft des erzeugten
Pulver-Gasgemisches erlaubten keine ausreichende Vorhersage des Ergebnisses. Daher
wurde im konstruktiven Versuch in einem Pistolenkörper mit der Hauptleitung
eine abzweigende Nebenleitung verbunden. Die Nebenleitung führt einen Nebenstrom
mit erhöhter Geschwindigkeit unter Verringerung des Leitungsquerschnittes einem
Leitungssegment des abflußseitigen Endes der Leitung des Pulver-Gas-Gemisches
zu. Des weiteren wurden Hauptleitung sowie Nebenleitung jeweils mit einem Hauptstrom-,
und einem Nebenstromventil versehen. Überraschenderweise zeigte sich, dass
die Menge an eingetragenem Pulver vorteilhaft durch Verstärken des statischen
Druckminimums im Bereich des zuflussseitigen Endes des tribostatischen Rohrs variiert
werden kann, ohne die erfindungsgemäßen Vorteile einzubüßen.
Verschiedene Pulver und Pulvergemische wurden in der zuvor beschriebenen
Vorrichtung in Mengen im Grammbereich mit Hilfe eines konischen Pulverbehälters
mit Fallrohr mit seitlich angebrachten Bohrungen getestet. Hierbei wurde zunächst
bei vollständig geöffnetem Zentralventil so lange das Hauptleitungsventil
geöffnet, bis ein Pulvereintrag im Gasstrom festgestellt werden konnte. Anschließend
ließ sich der Pulvereintrag unter vollständigem Erhalt der zuvor beschrieben
erfindungsgemäßen Vorteile beliebig durch Verstellung des Nebenstromventils
variieren. Auf diese Art und Weise konnten schnell und effektiv Pulvergehalte und
-austräge eingestellt werden, die das optimierte Beschichten von Werkstücken
unterschiedlicher Abmessungen erlaubten.
Vorteihafterweise wird die beschriebene Vorrichtung mit variierbarem
Nebenstrom in Kombination mit einem konischen Pulverbehälter mit einseitig
verschlossenem Fallrohr verwendet. Hierbei erlaubt ein Fallrohr mit oberhalb der
Schütthöhe des Pulvers angebrachten Bohrungen in Millimetergröße
das Verwenden eines breiten Spektrums unterschiedlicher Pulversorten.
Durch Variation des statischen Unterdrucks kann die Ventilstellung, bei der der
Außenluftstrom die ersten Pulverpartikel in einem Pulver-Gas-Gemisch mitreißt,
präzise ermittelt und anschließend im Gesamtdurchsatz angepasst werden.
Unabhängig von der Partikelmorphologie, -dichte sowie Schüttdichte des
Pulvers gelangt das Pulver-Gas-Gemisch durch die höher gelegenen, großen
Bohrungen in das Fallrohr und wird in konstantem Strom dem tribostatischen Rohr
zugeführt. Auf diese Art und Weise konnten extrem unterschiedliche Pulver wie
z. B. eine hochdichte, grobteilige Keramikgrundierung sowie eine feinteiliger, leichter
Silberstaub mit gleichbleibend guter Qualität auf ein Werkstück aufgebracht
werden.
Vorzugsweise kann bei der Beschichtung von komplexen Bauteilen mit
unterschiedlich geneigten Flächen das Fallrohr im Bereich der zuflussseitigen
Öffnungen bzw. Bohrungen eine Manschette bzw. Profilierung aufweisen. Die Manschette
bzw. Profilierung verhindert das zufällige Eindringen von Pulver in das Fallrohr,
wenn das eingefüllte Pulver bei seitlicher Neigung des Pistolenkörpers
im Behälter verrutscht bzw. bei Erschütterung verschoben wird.
Dem Erfinder fiel auf, dass die unterschiedlichen Prototypen mit einem
Druckanschluss mit Gasdrücken im Niederdruckbereich ebenfalls kompatibel zu
Kompressoranlagen von Lackiervorrichtungen ist. Hiervon ausgehend wurde konstruktiv
eine Vorrichtung geschaffen und getestet, die einerseits kompatibel zu üblichen
Lackiersystemen ist und andererseits das Durchführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens erlaubt.
Diese Konstruktion ermöglicht die Integration einer erfindungsgemäßen
Beschichtungspistole zur tribostatischen Beschichtung von Werkstücken in etablierte
Niederdruck-Lackiersysteme. Solche Lackiersysteme sind im Einzelanwendungsbereich
weit verbreitet. Besonders eine Vorrichtung, welche sowohl das Lackieren als auch
das Beschichten mit Pulvern erlaubt, bietet hier wesentliche Vorteile. So sind beide
Arten der Beschichtung ohne das Bevorraten einer zusätzlichen Anlage zugänglich.
Des Weiteren entfallen alle Arbeitsschritte, die durch den Transport eines Werkstücks
zur nächsten Anlage sowie das Ein- und Ausschalten der angeschlossenen Drucksysteme
nötig sind. Die komplexe, digitale Kalibrierung der Betriebsparameter in Abhängigkeit
der Pulversorte sind auf Grund des erfindungsgemäßen Verfahrens ebensowenig
notwendig.
Weitere Vorteile werden im Folgenden an einem nicht begrenzenden Ausführungsbeispiel
und dessen Verwendung in Kombination mit den veranschaulichenden 1
bis 3 näher erläutert.
1 zeigt den Pistolengrundkörper einer erfindungsgemäßen
Pulverbeschichtungspistole für den Privat- und Einzelanwendungsbereich mit
Nebenstromleitung, wobei die Pulverbeschichtungspistole auch zur Lackierpistole
umgerüstet verwendet werden kann.
2 veranschaulicht das Bauprinzip eines zu
1 passenden, konisch ausgeführten, Pulverbehälters.
3 veranschaulicht eine mögliche Ausführungsform
eines zu 1 passenden, tribostatischen Rohres in einer Halterung.
In einer möglichen, als kombinierte Lackier-Pulverpistole ausgestalteten
Ausführungsform weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung einen Pistolenkörper
1 (vgl. 1), einen Pulverbehälter
2 (vgl. 2) sowie ein tribostatisches Rohr
3 auf.
Der Pistolenkörper 1 (vgl. 1)
umfasst einen Griff mit einem Pistolenhebel 23. Der Pistolenhebel
23 ist mechanisch mit einem zentralen Ventil im inneren des Pistolenkörpers
verbunden. Der Pistolenhebel 23 erlaubt so die manuelle, stufenlose Einstellung
eines Gasstroms. Der Gasstrom wird über einen Druckanschluss 17 der
Vorrichtung zugeführt. Der Druckanschluss 17 ist am unteren Griffende
des Pistolenkörpers 1 angebracht. Im Betrieb wird die über eine
pneumatische Steckkupplung anschließbare Druckleitung nicht von der Hand des
Operateurs mit umfasst. Sie kann so behinderungsfrei an einen Kompressor angeschlossen
werden. Im Inneren des Pistolenkörpers ist der Druckanschluss 17 an
eine Hauptleitung mit einem Anfangsdurchmesser von 8mm angeschlossen. Die Hauptleitung
führt innerhalb der Griffschale (nicht dargestellt) zum Hauptstromventil
16.
Das Hauptstromventil 16 ist über einen auf der Rückseite
des Pistolenkörpers oberhalb des Griffbereichs des Operateurs angebrachten
Drehknopf regelbar. Das Hauptstromventil 16 erlaubt die stufenlose, mechanische
Regulation der maximal durchströmenden Gasmenge. Abflussseitig zum Hauptstromventil
16 führt die Hauptleitung innerhalb der Griffschale über das
zentrale Ventil zum Nebenstrom-Ventil 8.
Das Nebenstrom-Ventil 8 weist oberhalb des Griffbereichs
des Operateurs auf der linken Seite des Pistolenkörpers einen Drehknopf zur
stufenlosen, mechanischen Regulation des Nebenstroms auf. Während der Benutzung
durch einen rechtshändigen Operateur kann sowohl das Hauptstromventil
16 als auch das Nebenstrom-Ventil 8 linkshändig bedient werden.
Zentrales Ventil, Nebenstrom-Ventil 8 und Hauptstromventil 16
können durch einen Operateur ohne gesondertes Bedienfeld in ihrer Einstellung
simultan aufeinander abgestimmt werden. Es versteht sich, dass
für linkshändige Operateure das Nebenstrom-Ventil 8 rechtsseitig
zum Pistolenkörper angebracht mit einem Drehknopf versehen werden kann.
Die Hauptleitung führt vom Nebenstrom-Ventil 8 zu Kanälen
19 von je 2mm Durchmesser. Die abflussseitigen Mündungen der Kanäle
19 sind gleichmäßig auf dem äußeren Kreisumfang des
vorderseitigen Anschlussbereiches des Pistolenkörpers angeordnet. Hierbei weist
der kreisförmige, vorderseitige Anschlussbereich des Pistolenkörpers ein
Außengewinde sowie insgesamt 3 konzentrisch zu seinem kreisförmigen Querschnitt
angeordnete Leitungsmündungsgruppen auf. Die erste Gruppe besteht aus den bereits
beschriebenen Kanälen 19. Die Kanäle 19 bestehen aus
8 Einzelkanälen von je 2 mm Durchmesser und sind nahe zum Außengewinde
gleichmäßig auf einer Kreisbahn angeordnet. Die zwei weiteren Gruppen
sind zentrisch im kreisförmigen Querschnitt angeordnet. Die zwei Gruppen beinhalten
einen weiter ausgeführten Verbindungskanal zwischen dem Pulverbehälter
13 und dem Leitungssegment 12 sowie die enger ausgeführte
abflussseitige Mündung der Nebenleitung 7.
Hierbei weist der Verbindungskanal einen Innendruchmesser von 10 mm
auf. Abflussseitig im vorderseitigen Anschlussbereich des Pistolenkörpers ist
der Verbindungskanal mit einem Innengewinde versehen. Das Innengewinde dient zum
Eingriff in das Außengewinde des Leitungssegments 12. Das zuflussseitige
Ende des Verbindungskanals ist um 45° nach hinten geneigt auf der Oberseite
des Pistolenkörpers 1 herausgeführt und weist ein Außengewinde
auf. Das zuflussseitige Außengewinde des Verbindungskanals ist für den
Eingriff in das Innengewinde des Pulverbehälters 2 vorgesehen. Im
montierten Zustand aller Baugruppen ist der Verbindungskanal der Vorrichtung zuflussseitig
mit dem Pulverbehälter 2 und abflussseitig mit dem Leitungssegment
12 verbunden.
Zentrisch zum kreisförmigen, vorderseitigen Anschlußbereich
und zur abflussseitigen Mündung des Verbindungskanals ist die abflussseitige
Mündung einer Hohlnadel 7 der Nebenstromleitung angeordnet. Hierbei
ist die Nebenstromleitung ausgehend vom Nebenstrom-Ventil 8 auf der linken
Außenseite des Pistolenkörpers 1 über einen um 180°
gebogenen Nebenleitungsabschnitt mit einer rückseitig in den Pistolenkörper
gasdicht eintauchenden Hohlnadel 7 verbunden. Der zuflussseitige Durchmesser
der Nebenleitung konnte 50% und mehr betragen, ohne dass die Erfindungsgemäßen
Vorteile beeinträchtigt wurden. Die Hohlnadel ist herausnehmbar, gasdicht im
Pistolenkörper montierbar. Die Hohlnadel taucht im befestigten Zustand mit
ihrer Spitze in den Bereich des zuflussseitigen Endes des Leitungssegments
12 ein. Das abflussseitige Ende der Hohlnadel weist hierbei einen Innendurchmesser
von 1,1 bis 1,8 mm, insbesondere 1,5 mm auf.
Das Leitungssegment 12 besitzt einen Innendurchmesser von
6 mm. Über ein Außengewinde im zuflussseitigen Ende greift es in das Innengewinde
des Verbindungskanals im kreisförmigen, vorderseitigen Anschlußbereich
des Pistolenkörpers 1 ein. Als Widerlager dient ein mittig auf der
Außenseite des Leitungssegments 12 zentrisch um das in Ausblasrichtung
horizontal angeordnete Leitungssegment ausgeformte Kegelsegment. Bei Eingriff des
zuflussseitigen Außengewindes in das Innengewinde des Verbindungskanals kommt
die Querschnittsfläche des breiteren Endes des Kegelsegments auf der Fläche
des vorderseitigen Anschlussbereichs des Pistolenkörpers 1 zu liegen.
Zwischen dem äußeren Kreisumfang des Kegelsegments, des Leitungssegments
12 und dem Kreisumfang des vorderseitigen Anschlussbereichs des Pistolenkörpers
1 verbleibt ein Ringspalt, in dem die abflussseitigen Mündungen der
Kanäle 19 angeordnet sind. Die in Ausblasrichtung verjüngenden
Kegelflanken des Kegelsegments dienen als Auflage für die Innenfläche
für das sich abflussseitig anschließende Adapterstück 5.
Hierbei ist das abflussseitige Ende des Leitungssegments 12 zentrisch zum
Querschnittsmittelpunkt innerhalb des Adapterstückes 5 in dessen zuflussseitigem
Segment angeordnet.
Das Adapterstück 5 besitzt einen zuflussseitigen Innendurchmesser
von 18 mm und einen abflussseitigen Innendurchmesser von 11 mm. Es weist ein zuflussseitiges
und ein abflussseitiges Segment auf. Das zuflussseitige Segment ist durch in Flussrichtung
konisch verjüngende Innenflächen gekennzeichnet. Das Adapterstück
5 liegt mit seiner im zuflussseitigen Bereich konisch in Flußrichtung
verjüngenden Innenfläche im wesentlichen gasdicht auf der Außenfläche
des Kegelsegments des Leitungssegments 12 auf. Das abflussseitige Segment
ist mit einem Innendurchmesser von 11 mm parallel zentrisch zu dem zuflussseitigen
Endes des tribostatischen Rohres 3 angeordnet. Des weiteren weist das Adapterstück
zwischen beiden Segmenten gleichmäßig über seinen Kreisumfang verteilte,
gleichsinnig geneigte Hauptstromeinleitungskanäle 18 auf, welche den
Raum der Adapteraußenseite mit dem abflussseitigen, inneren Segment des Adapterstücks
5 verbinden. Die Hauptstromeinleitungskanäle 18 sind hierbei
radial zur Längsachse des tribostatischen Rohres gleichsinnig geneigt. Abflussseitig
weist das Adapterstück 5 in seiner Querfläche eine kreisförmige
Nut mit passendem O-Ring auf (nicht dargestellt), der im wesentlichen gasdicht auf
der Querfläche des tribostatischen Rohrs 3 und der Querfläche
des Adapterstücks 5 aufliegt.
Das 250 mm lange, tribostatische Rohr mit einem Innendurchmesser von
11 mm (vgl. 2) ist in einem Gehäuse angeordnet,
welches den Gaseinleitungsbereich des Hauptstroms 4 mit
umfasst. Das Gehäuse wird mit Hilfe eines Befestigungsmittels 11,
vorzugsweise einer Rändelmutter, am Außengewinde des vorderseitigen Endes
des Pistolenkörpers 1 befestigt. Die bei der Befestigung aufgebrachte
Klemmspannung drückt das zuflussseitige Ende des tribostatischen Rohrs
3 auf den O-Ring des Adapterstückes 5. Das Adapterstück
5 wird wiederum auf die Kegelsegmentaußenfläche des Leitungssegments
12 gepresst. Im abflussseitigen Ende des tribostatischen Rohrs
3 kann ein Endstück 6 mit Prallteller zur gezielten Verbreiterung
bzw. Steuerung des Ausströmwinkels und Pulverwolkengröße eingesetzt
werden. Über den Dorn 24 kann über eine Profilierung (nicht dargestellt)
das Strömungsverhalten sowie die Strömungsgeschwindigkeit im tribostatischen
Rohr variiert werden.
Wird nun bei zumindest teilweise geöffnetem Hauptstromventil
16 und Nebenstrom-Ventil 8 über den Pistolenhebel
23 das zentrale Ventil geöffnet, so strömt das Gas im Hauptstrom
über die Kanäle 19 an der Außenfläche des Adapterstückes
5 entlang, um dann über die 8 Hauptstromeinleitungskanäle mit
einem Durchmesser von jeweils 1 mm radial mit erhöhter Geschwindigkeit in das
abflussseitige, innere Segment des Adapterstückes 5 einzuströmen.
Im Nebenstrom wird das Gas über die Nebenleitung in die Hohlnadel
7 geführt und mit erhöhter Geschwindigkeit im Leitungssegment
12 im zuflussseitigen Segment des Adapterstücks freigesetzt. Die Gaseinleitungen
im an das zuflussseitige Ende des tribostatischen Rohres 3 angrenzenden
Adapterstück 5 erzeugen ein statisches Druckminimum, welches über
den Verbindungskanal und das Fallrohr 13, aufweisend einen durchgehenden
Innendurchmesser von 5mm, einen Unterdruck im Pulverbehälter 2 erzeugt.
Der Pulverbehälter 2 (vgl. 2)
weist eine mit dem Behälter verbundene Halterung mit einem Innengewinde auf,
welches in das Außengewinde des zuflussseitigen Endes des Verbindungskanals
eingreifen kann. Die Halterung erlaubt die Befestigung des Pulverbehälters
am Pistolenkörper 1. Zentrisch zu dem Innengewinde ist das abflussseitige
Ende des Fallrohres 13 angeordnet. Das abflussseitige Ende des Fallrohres
taucht zentrisch in den Verbindungskanal des Pistolenkörpers 1 ein
und ist über eine ringförmige Quetschdichtung zur Außenluft hin abgedichtet.
Der Pulverbehälter 2 ist von konisch in Ausflußrichtung verjüngender
Form und weist einen kreisförmigen, 3mm starken Fluidboden 14 auf,
welcher mit einem Innendurchmesser von 5 cm im unteren Drittel des Behälterinnenraums
die Fläche zwischen zentrisch angeordnetem Fallrohr 13 und Behälterinnenwand
bündig abdeckt. Dadurch wird das Volumen des Pulverbehälters
2 in ein größeres, oberes Innenvolumen und ein kleineres, unteres
Außenvolumen unterteilt. Oberhalb des Fluidbodens weist das am zuflussseitigen
Ende verschlossene Fallrohr insgesamt 12 gleichmäßig verteilte, seitliche
Bohrungen mit einem Durchmesser von jeweils 0,5 mm auf. Unterhalb des Fluidbodens
14 sind mehrere Bohrungen in der Halterung ausgeführt, welche als
Außenluftzugang 15 die Außenluft gleichmäßig radial
der Außenfläche des Fluidbodens zuleiten. Der Pulverbehälter
2 wird mit einem Pulverbehälterdeckel 9 nach dem Befüllen
gasdicht verschlossen.
Nach dem Verbinden des tribostatischen Rohrs 3 und des Pulverbehälters
2 mit dem Pistolenkörper 1 wurden mit einem Gasdruck von
maximal 3 bar mehrere Musterbleche mit einer schwer elektrostatisch aufzubringenden
Keramik-Grundierung, klassifiziert als "nicht tribo-fähig", versehen. Die Musterbleche
waren mehrfach rechtwinklig gewinkelt und mit einem Wellenmuster mit millimetergroßen
Abständen profiliert. Hierbei fiel auf, dass die Verwendung eines vollständig
oder semitransparenten Kunststoffes als Pulverbehältermaterial weitere Vorteile
mit sich bringt. Die einsetzende Fluidisierung des darin enthaltenen Pulvers konnte
in Kombination mit der konischen Behälterform sehr viel genauer erkannt werden.
Hinzu kam, dass durch die Befestigung des Behälters auf der Oberseite der Pistole
während des Beschichtens die stete Kontrolle der im Behälter vorhandenen
Restpulvermenge möglich war. Zu Beginn des Beschichtens wurde das zentrale
Ventil vollständig geöffnet und Haupt- und Nebenstrom so eingestellt,
dass das Pulver deutlich vom Außenluftstrom bewegt wurde. Die profilierten
Bleche konnten anschließend mit einer Vorlage von 2g Pulver und einer Austraggeschwindigkeit
von 1g pro Minute vollständig beschichtet werden. Bestimmen der Masse des Bleches
vor und nach der Beschichtung ergab eine Rest- bzw. Verlustpulvermenge von weniger
als 0,1 g. Diese niedrige Verlustmenge macht die effiziente, wirtschaftliche Beschichtung
mit Pulvern mit hoher Wertschöpfung wie z. B. Nachtleuchtfarben oder Interferenz-Partikeln,
welche einen Marktpreis von 200 Euro und mehr pro Kilogramm aufweisen, zugänglich.
Bei maximal möglichem Gasdurchsatz wurden anschließend mehrere
quadratmetergroße Bleche mit Wellenprofil mit der gleichen Substanz beschichtet.
Hierbei wurde bei einer Austraggeschwindigkeit von 50 g in einer Minute die gleiche
Qualität von Beschichtung erzielt.
Vergleichsversuche mit einer kommerziell erhältlichen Vorrichtung
erzielten bei höherem Betriebsdruck unter Verwendung einer Pistole mit elektrischer
Aufladung und Zusatzluftstrom konstante Austraggeschwindigkeiten zwischen 10 und
40 g pro Minute bei mangelhafter Qualität der Beschichtung.
Das Umrüsten der Pistole auf Lackierbetrieb wird nachfolgend
beschrieben. Der Pulverbehälter 2 wurde in der veranschaulichten Ausführungsform
gegen einen Lackbehälter ausgetauscht. Nach Ersetzen der
Hohlnadel 7 durch eine verstellbare, feder-gelagerte Ventilnadel wurde
das Leitungssegment 12 durch einen Düsenkopf ersetzt. Der Düsenkopf
weist ein passendes Innengewinde zum Eingriff in das Außengewinde des vorderseitigen
Endes des Pistolenkörpers auf. Im Düsenkopf wird das Gas aus den Kanälen
19 in Düsen zur lateralen Auslenkung des Lackierstrahles geleitet.
Die Ventilnadel dient zur Regulierung der eingetragenen Lackmenge, welche aus dem
Lackbehälter über die Leitung mittig im Düsenkopf ausgetragen wird.
Die dergestalt umgerüstete Vorrichtung kann sodann zum Aufbringen von handelsüblichen
Lacken verwendet werden. Das Lackieren verschiedener Musterbleche ergab Lackschichten
von gleichbleibend guter Qualität, welche Lackierungen mit reinen Lackiervorrichtungen
in der Qualität der Lackschicht gleichkamen.
Die vorliegende Erfindung bietet ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur pneumatischen, tribostatischen Pulverbeschichtung von metallischen Werkstücken,
welche bei einfacherer und effektiverer Handhabung bessere Ergebnisse erzielt und
leicht in bereits vorhandene Systeme bzw. Vorrichtungen besonders im Privat-, und
Einzelanwendungsbereich integriert werden kann.
- 1
- Pistolenkörper
- 2
- Pulverbehälter
- 3
- tribostatisches Rohr
- 4
- Gaseinleitungsbereich des Hauptstroms
- 5
- Adapterstück
- 6
- Endstück mit Prallteller
- 7
- Hohlnadel
- 8
- Nebenstrom-Ventil
- 9
- Pulverbehälterdeckel
- 10
- Rohrinnenfläche
- 11
- Befestigungsmittel
- 12
- Leitungssegment
- 13
- Fallrohr
- 14
- Fluidboden
- 15
- Außenluftzugang
- 16
- Hauptstromventil
- 17
- Druckanschluss
- 18
- Hauptstromeinleitungskanäle
- 19
- Kanäle
- 20
- Hauptleitung mit Anfangsdurchmesser
- 21
- Nebenleitung mit ursprünglichem Durchmesser
- 23
- Pistolenhebel, verbunden mit dem zentralen Ventil
- 24
- Dorn