DE102016114335A1

DE102016114335A1 - Powder coating apparatus

Info

Publication number: DE102016114335A1
Application number: DE102016114335.9A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: GOTTLOB THUMM GmbH
Current assignee: GOTTLOB THUMM GmbH
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2016-08-03
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2036-08-04
Also published as: DE102016114335B4

Abstract

Die Anmeldung umfasst eine Pulverbeschichtungsvorrichtung mit in einem Behälter (1) aufgenommenem Pulver (2) und mit einer unter diesem angeordneten Luftzuführvorrichtung (3) zum Erzeugen einer Pulverwolke (23), in der das zu beschichtende Bauteil positioniert wird, sowie mit mindestens einem Füllstandsfühler (4, 4'), der einen bei einem Beschichtungsvorgang von der Pulverwolke (23) bewegten Schwimmer (41) aufweist. Dabei weist der Füllstandsfühler (4, 4') eine käfigförmige oben und unten begrenzte Aufnahmekammer (5) auf, in welcher der Schwimmer (41) unter Wirkung der Pulverwolke (23) bezüglich der Schwerkraftrichtung vertikal über einen begrenzten Weg nach oben und unten bewegbar ist, wobei an der Aufnahmekammer (5) eine Sensoreinheit (44) angeordnet und eine vertikale Position des Schwimmers (41) während seiner Bewegung mittels der Sensoreinheit (44) erfassbar ist. Der Schwimmer (41) weist dabei eine geringere Dichte als die Pulverwolke (23) auf und ist in einer solchen Höhe mit der Aufnahmekammer (5) in dem Behälter (1) positioniert, dass ein vorgegebener Füllstandspegel des Pulvers (2) in dem Behälter (1) feststellbar ist.The application comprises a powder coating device with powder (2) accommodated in a container (1) and with an air supply device (3) arranged below it for producing a powder cloud (23) in which the component to be coated is positioned, and with at least one fill level sensor ( 4, 4 ') which has a float (41) moved by the powder cloud (23) during a coating process. In this case, the filling level sensor (4, 4 ') a cage-shaped up and down limited receiving chamber (5), in which the float (41) under the action of the powder cloud (23) with respect to the direction of gravity vertically over a limited way up and down is movable , wherein a sensor unit (44) is arranged on the receiving chamber (5) and a vertical position of the float (41) during its movement by means of the sensor unit (44) can be detected. The float (41) has a lower density than the powder cloud (23) and is positioned at a height with the receiving chamber (5) in the container (1) that a predetermined level of the level of powder (2) in the container ( 1) is detectable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pulverbeschichtungsvorrichtung mit in einem Behälter aufgenommenem Pulver und mit einer unter diesem angeordneten Luftzuführvorrichtung zum Erzeugen einer Pulverwolke, in der das zu beschichtende Bauteil positioniert wird, sowie mit mindestens einem Füllstandsfühler, der einen bei einem Beschichtungsvorgang von der Pulverwolke bewegten Schwimmer aufweist. The invention relates to a powder coating device with powder received in a container and with an air supply device arranged below it for generating a powder cloud in which the component to be coated is positioned, and with at least one level sensor having a float moved by the powder cloud in a coating process.

Eine Pulverbeschichtungsvorrichtung dieser Art ist in der DE 10 2007 030 266 B4 angegeben. Diese bekannte Pulverbeschichtungsvorrichtung weist in einem Behälter aufgenommenes Pulver und eine unter diesem angeordnete Luftzuführvorrichtung zum Erzeugen einer Pulverwolke auf, in der das zu beschichtende Bauteil positioniert wird, sowie mindestens einen Füllstandsfühler. Dabei umfasst der Füllstandsfühler einen von der Pulverwolke bewegten, an einem Faden aufgehängten Schwimmer, wobei der Faden in der Weise steif ausgebildet und gelagert ist, so dass er vermittels des Schwimmers auch mit seinem von dem Schwimmer abgelegenen oberen Endabschnitt vertikal auslenkbar ist, und wobei der obere Endabschnitt in einer Sensoreinheit angeordnet ist, die zum Ansprechen auf die Vertikalauslenkung ausgebildet ist. Nachteilig bei dieser Erfindung erscheint ebenfalls deren Anfälligkeit gegen Verschmutzung und ein damit einhergehender erhöhter Wartungsaufwand. A powder coating apparatus of this kind is disclosed in U.S. Patent Nos. 4,135,374 DE 10 2007 030 266 B4 specified. This known powder coating apparatus comprises powder accommodated in a container and an air supply device arranged below it for producing a powder cloud in which the component to be coated is positioned, and at least one fill level sensor. In this case, the level sensor comprises a float, which is moved by the powder cloud, suspended on a thread, wherein the thread is stiff and stored in such a way that it is vertically deflectable by means of the float with its upper end portion remote from the float, and wherein upper end portion is arranged in a sensor unit which is designed to respond to the vertical deflection. A disadvantage of this invention also appears their susceptibility to contamination and a concomitant increased maintenance.

Eine weitere Pulverbeschichtungsvorrichtung ist in der US 3 921 574 A angegeben. Auch diese Pulverbeschichtungsvorrichtung weist einen Behälter auf, in dem Pulver zur Beschichtung von Bauteilen aufgenommen ist, wobei durch von unten durch das Pulvervolumen geleitete Luft eine Pulverwolke gebildet ist, der das Bauteil zur Beschichtung ausgesetzt wird. Zum Überwachen, ob genügend Pulver in dem Behälter vorhanden ist, ist ein Füllstandsfühler vorgesehen, der sich in einem sogenannten vertikalen Korridor in der Nähe einer Pulverzuführung, jedoch etwas abseits des eigentlichen Beschichtungsbereichs befindet. Dadurch kann das eigentliche Pulverniveau im Beschichtungsbereich von dem Pulverniveau in dem Erfassungsbereich abweichen, zumal der Beschichtungsbereich deutlich höher liegt als der Niveauerfassungsbereich durch die Sensoreinrichtung. Die Sensoreinrichtung weist eine Schwimmerkugel auf, die an einem seitlichen horizontal aus einem Körper und einer klammerartigen Halterung herausragenden kurzen Drahtfinger angebracht ist. An der klammerartigen Halterung sind auf deren von der Kugel abgelegenen Seite Luftsteuerleitungen angeordnet, die wohl mit der Füllstandserfassung zu tun haben, wobei aber die Wirkungsweise wie auch die Wirkungsweise des übrigen Sensors nicht näher erläutert ist. Bei dieser Ausbildung und Positionierung des Füllstandsfühlers im unmittelbaren Bereich des Pulvermaterials können sich leicht Störungen ergeben, wenn dabei keine speziellen Vorkehrungen, wie Kapselungen oder dgl. getroffen sind. Another powder coating apparatus is disclosed in U.S. Patent Nos. 4,136,355 US 3,921,574 A specified. This powder coating apparatus also has a container in which powder for coating components is accommodated, wherein a powder cloud is formed by air guided from below through the powder volume, which is exposed to the component for coating. To monitor whether there is enough powder in the container, a level sensor is provided which is located in a so-called vertical corridor near a powder feed, but slightly away from the actual coating area. As a result, the actual powder level in the coating area may deviate from the powder level in the detection area, especially since the coating area is significantly higher than the level detection area by the sensor device. The sensor device has a float ball attached to a lateral short wire finger protruding horizontally from a body and a bracket-like support. At the bracket-like bracket air control lines are arranged on their remote from the ball side, which probably have to do with the level detection, but the mode of action as well as the operation of the other sensor is not explained in detail. In this design and positioning of the level sensor in the immediate vicinity of the powder material can easily cause interference, if no special precautions, such as enclosures or the like. Met.

Auch eine weitere, als bekannt angenommene, Pulverbeschichtungsvorrichtung dient zum Beschichten von Bauteilen in einem Pulverbad. Hierzu ist in einem Behälter ein entsprechendes Pulver eingebracht, das mittels von unten zugeführter Luft aufgewirbelt und damit fluidisiert wird, wodurch eine Pulverwolke in dem Behälter entsteht, in der ein erwärmtes Bauteil zum Beschichten mit dem Pulver positioniert wird. Um den Pulverpegel und damit die Pulverwolke möglichst konstant zu halten, wird in einer automatischen Anlage automatisch Pulver nachgefüllt, um verbrauchtes Pulver zu ersetzen. Ein konstanter Pulverpegel und damit eine gleich bleibende Pulverwolke sind wichtig, um gleich bleibende Qualität der Bauteilbeschichtung zu erreichen. Zum Konstanthalten des Pulverpegels sind in dem Behälter Füllstandsfühler angeordnet, die z. B. mittels Ultraschall oder Infrarotstrahlung arbeiten. Durch das sich festsetzende Pulver ist es bei solchen Vorrichtungen jedoch schwierig, eine genaue Erfassung des Pulverpegels sicherzustellen. Infolge der Störanfälligkeit sind aufwändige Reinigungsmaßnahmen und Nachjustierungen mit entsprechendem Wartungsaufwand erforderlich. Zudem kann es bei Wellenbildung an der Pegeloberfläche zu Fehlschaltungen kommen. Another powder coating device, which is considered to be known, is also used to coat components in a powder bath. For this purpose, a corresponding powder is introduced into a container, which is fluidized by means of air supplied from below and thus fluidized, whereby a powder cloud is formed in the container, in which a heated component for coating with the powder is positioned. In order to keep the powder level and thus the powder cloud as constant as possible, an automatic system automatically replenishes powder to replace used powder. A constant powder level and thus a constant powder cloud are important in order to achieve consistent quality of the component coating. To keep constant the powder level level sensors are arranged in the container, the z. B. work by means of ultrasound or infrared radiation. However, the jamming powder makes it difficult for such devices to ensure accurate detection of the powder level. Due to the susceptibility to expensive cleaning measures and readjustments are required with appropriate maintenance. In addition, when waves form on the level surface, faulty switching may occur.

Die US 2003/0217596 A zeigt eine Füllstandssensoreinrichtung für in einem Behälter gespeichertes partikelförmiges Material, wobei ein vertikales Seil gegebenenfalls beschwert mit einem Zusatzgewicht in das gespeicherte Material reicht und ein Gewicht aufweist, das eine Last an einer Messzelle bildet. Durch den Auftrieb des Materials in dem Behälter verringert sich die Last des Kabels gegebenenfalls mit dem Zusatzgewicht, wodurch die Lastmesszelle ein entsprechendes Signal abgibt. Eine derartige Vorrichtung mit schwerem Seil und Gewicht ist für eine Füllstandsmessung in einer Pulverbeschichtungsvorrichtung mit Pulverwolke praktisch kaum geeignet. The US 2003/0217596 A shows a level sensor device for stored in a container particulate material, wherein a vertical rope optionally weighted with an additional weight in the stored material and has a weight which forms a load on a measuring cell. Due to the buoyancy of the material in the container, the load of the cable is possibly reduced with the additional weight, whereby the load cell emits a corresponding signal. Such a device with heavy rope and weight is practically hardly suitable for level measurement in a powder coating device with powder cloud.

Bei einer in der EP 1 426 157 A1 offenbarten weiteren Füllstandsmesseinrichtung ist zum Erfassen des Füllstands pulverförmigen Materials in einem Behälter eine Füllstandssensoreinrichtung mit einem sehr leichtgewichtigen Schwimmer in Form einer dünnen rechteckförmigen Platte aus Schaummaterial vorhanden, die über einen hängenden Faden aus weichem flexiblen Kevlar an einem horizontalen Hebel eines oberhalb des Behälters zentral angeordneten Schalters angebunden ist. Zwischen dem Schaltergehäuse und der Oberseite eines Behälterdeckels ist ein Verbindungszylinder angeordnet, durch den der Faden geführt ist. Der horizontale Schalthebel wird dabei mittels einer Feder in eine obere Schwenklage gebracht, wenn das Pulverniveau in dem Behälter steigt, und schwenkt in seine untere Schwenklage durch das Gewicht des Aufhängfadens und des Schwimmers. Auch ein derartiger Aufbau mit relativ großflächiger Platte und an einem Schalterarm befestigten Faden ist bei einer Pulverbeschichtungsvorrichtung mit Pulverwolke in Folge dabei auftretender zufällig wechselnder Laständerungen im Schwimmerbereich wenig geeignet. At one in the EP 1 426 157 A1 disclosed further level measuring device is for detecting the level of powdery material in a container, a level sensor device with a very lightweight float in the form of a thin rectangular plate of foam material, via a hanging thread made of soft flexible Kevlar on a horizontal lever of a centrally located above the container switch is connected. Between the switch housing and the top of a container lid, a connecting cylinder is arranged, through which the thread is guided. The horizontal shift lever is brought by a spring in an upper pivot position when the Powder level rises in the container, and pivots in its lower pivot position by the weight of the hanger and the float. Even such a construction with relatively large-area plate and attached to a switch arm thread is in a powder coating device with powder cloud as a result occurring randomly changing load changes in the float area little suitable.

Eine weitere Sensoreinrichtung zum Erfassen des Füllstandes eines in einem Behälter befindlichen Pulvermaterials ist in der JP H07-62643 A gezeigt. Hierbei ist ein Schwimmer hängend an einem flexiblen Draht angebracht, der auf eine Wickeltrommel aufgewickelt wird, wobei die aufgewickelte Länge des Drahtes zum Feststellen des Füllstandes detektiert wird. Auch eine derartige Sensoreinrichtung ist von ihrer Funktion her und wegen der Gefahr der Verschmutzung für eine Pulverwolken-Beschichtungsvorrichtung nicht gut geeignet. Another sensor device for detecting the level of a powder material in a container is in the JP H07-62643 A shown. Here, a float is suspended from a flexible wire wound on a winding drum, the wound length of the wire being detected to detect the level. Also, such a sensor device is not well suited for its function and because of the risk of contamination for a powder cloud coating device.

Weitere Füllstands-Sensoreinrichtungen sind in der GB 918 953 A , der DE 39 05 236 A1 und der DE 86 00 032 U1 gezeigt. Other level sensor devices are in the GB 918 953 A , of the DE 39 05 236 A1 and the DE 86 00 032 U1 shown.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pulverbeschichtungsvorrichtung bereitzustellen, die eine zuverlässige Erfassung des Pulverpegels bei geringem Wartungsaufwand ermöglicht. The invention has for its object to provide a powder coating apparatus that allows reliable detection of the powder level with low maintenance.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass der Füllstandsfühler eine käfigförmige oben und unten begrenzte Aufnahmekammer aufweist, in welcher der Schwimmer unter Wirkung der Pulverwolke bezüglich der Schwerkraftrichtung vertikal über einen begrenzten Weg nach oben und unten bewegbar ist, wobei an der Aufnahmekammer eine Sensoreinheit angeordnet und eine vertikale Position des Schwimmers während seiner Bewegung mittels der Sensoreinheit erfassbar ist, und dass der Schwimmer eine geringere Dichte als die Pulverwolke aufweist und in einer solchen Höhe mit der Aufnahmekammer in dem Behälter positioniert ist, dass ein vorgegebener Füllstandspegel des Pulvers in dem Behälter feststellbar ist. This object is achieved with the features of claim 1. It is provided that the level sensor has a cage-shaped receiving chamber limited above and below, in which the float under the action of the powder cloud with respect to the direction of gravity vertically over a limited way up and down is movable, wherein arranged on the receiving chamber, a sensor unit and a vertical position the float during its movement by means of the sensor unit is detectable, and that the float has a lower density than the powder cloud and is positioned at a height with the receiving chamber in the container, that a predetermined level of the powder level in the container can be determined.

Durch diesen Aufbau des mindestens einen Füllstandsfühlers erfolgt die Erfassung der Schwimmerauslenkung mittels der Sensoreinheit auch bei längerem Betrieb weitgehend ungestört. Der Schwimmer kann sich in der Aufnahmekammer praktisch frei nach oben und unten bewegen, wobei durch die Bewegung des Schwimmers gleichzeitig eine Reinigung des Schwimmers und der Aufnahmekammer vorgenommen wird. Dabei entsteht insbesondere auch durch die drehende Bewegung des vorzugsweise als Kugel (Ball) ausgebildeten Schwimmers in der Luftströmung ein Selbstreinigungseffekt. Due to this construction of the at least one fill level sensor, the detection of the float deflection by means of the sensor unit is largely undisturbed, even during prolonged operation. The float can move in the receiving chamber practically free up and down, with the movement of the float at the same time a cleaning of the float and the receiving chamber is made. This results in particular by the rotating movement of preferably designed as a ball (ball) float in the air flow, a self-cleaning effect.

Weitere Verbesserungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche. In einer für den Betrieb der Vorrichtung vorteilhaften Ausgestaltung weist die Aufnahmekammer ein Käfigoberteil und/oder ein Käfigunterteil auf. Ist dabei in dem Käfigoberteil eine Öffnung vorgesehen, können elektromagnetische Wellen, wie z. B. Lichtwellen bzw. IR-Strahlen oder Ultraschallwellen geeigneter Wellenlänge, ungehindert durch die Öffnung in den Messbereich des Sensors eindringen. Alternativ oder zusätzlich kann in dem Käfigoberteil und/oder Käfigunterteil z. B. eine mechanische Schaltvorrichtung des Sensors oder ein anderes Sensorelement für die Signalerzeugung eingebaut sein. Durch die Öffnung im Käfigunterteil kann sich die Pulverwolke auch von unten in die Aufnahmekammer hinein ausbreiten. Further improvements result from the features of the subclaims. In an embodiment which is advantageous for the operation of the device, the receiving chamber has a cage upper part and / or a lower cage part. If an opening is provided in the cage upper part, electromagnetic waves, such. B. light waves or IR rays or ultrasonic waves of suitable wavelength, freely penetrate through the opening in the measuring range of the sensor. Alternatively or additionally, in the cage shell and / or cage bottom z. B. a mechanical switching device of the sensor or another sensor element for the signal generation to be installed. Through the opening in the lower part of the cage, the powder cloud can also spread from below into the receiving chamber.

In einer weiteren für den Betrieb und den Aufbau der Vorrichtung vorteilhaften Ausgestaltung weist die Aufnahmekammer zwischen dem Käfigoberteil und Käfigunterteil stabförmige Verbindungselemente auf, wodurch die Pulverwolke ungehindert in den Messbereich des Sensors eindringen kann. In a further embodiment, which is advantageous for the operation and construction of the device, the receiving chamber has rod-shaped connecting elements between the cage upper part and the cage lower part, as a result of which the powder cloud can freely penetrate into the measuring range of the sensor.

In einer für den Betrieb und die Funktion weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Käfigoberteil und/oder das Käfigunterteil mindestens einer Öffnung auf, wodurch für die elektromagnetischen Wellen des Sensors und/oder die Pulverwolke ein ungehinderter Kontakt des Schwimmers ermöglicht wird. In a further advantageous embodiment for the operation and the function, the cage upper part and / or the cage lower part has at least one opening, whereby unhindered contact of the float is made possible for the electromagnetic waves of the sensor and / or the powder cloud.

In einer weiteren für den Betrieb der Vorrichtung vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sensoreinheit in oder oberhalb der Öffnung des Käfigoberteils angeordnet, wodurch elektromagnetische Wellen des Sensors ungehindert in den Messbereich des Sensors eindringen können. In a further advantageous embodiment for the operation of the device, the sensor unit is arranged in or above the opening of the cage upper part, whereby electromagnetic waves of the sensor can freely penetrate into the measuring range of the sensor.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung arbeitet die Sensoreinheit basierend auf elektromagnetischen Wellen, z. B. mit Lichtschranke oder reflektorisch, wodurch der Schwimmer materialunabhängig detektiert werden kann. In a further advantageous embodiment, the sensor unit operates based on electromagnetic waves, z. B. with light barrier or reflector, whereby the float can be detected independently of material.

Bei einer für den Betrieb der Vorrichtung vorteilhaften Ausgestaltung arbeitet die Sensoreinheit mit Ultraschallwellen und/oder im Infrarotbereich, wodurch der Schwimmer ebenfalls sicher detektiert werden kann. In an advantageous embodiment for the operation of the device, the sensor unit operates with ultrasonic waves and / or in the infrared range, whereby the float can also be reliably detected.

In einer für den Betrieb und die Funktion weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besitzt der Schwimmer die Form einer Kugel und weist ein Material auf, welches das Kugelvolumen teilweise oder vollständig ausfüllt, wodurch der Schwimmer problemlos auf die Dichte der Pulverwolke abgestimmt werden kann. In a further advantageous embodiment for operation and function of the float has the shape of a ball and has a material which partially or completely fills the ball volume, whereby the float can be easily adapted to the density of the powder cloud.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Füllstandsfühler mittels eines höhenverstellbaren Halters an einer Behälterwandung oder an einem Behälteroberteil angebracht, wodurch der Füllstandsfühler für eine Messung optimal in der Pulverwolke platziert und eine durchschnittliche Höhe der Pulverwolke sicher ermittelt werden kann. In a further advantageous embodiment of the level sensor is by means of a height-adjustable holder attached to a container wall or to a container top, whereby the level sensor for a measurement optimally placed in the powder cloud and an average height of the powder cloud can be determined safely.

In einer für den Aufbau und den Betrieb weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind mindestens zwei Füllstandsfühler in unterschiedlichen Höhen in der Pulverwolke angeordnet, wodurch die Füllstandsfühler für eine Messung optimal in der Pulverwolke derart platziert sind, dass eine durchschnittliche Höhe der Pulverwolke sicher ermittelt und die Höhe der Pulverwolke bedarfsweise optimal nachgeregelt werden kann. In another embodiment which is advantageous for the construction and operation, at least two fill level sensors are arranged at different heights in the powder cloud, whereby the fill level sensors for a measurement are optimally placed in the powder cloud such that an average height of the powder cloud is reliably determined and the height of the powder cloud if necessary, can be optimally readjusted.

Zu einer zuverlässigen Erfassung des Pulverpegels tragen ferner die Maßnahmen bei, dass zum Feststellen des Füllstandspegels eine Auswerteeinheit und eine Steuereinrichtung vorhanden ist, in der von der Sensoreinheit gelieferte Ausgangssignale verarbeitbar und auswertbar sind. Durch die Kopplung der Auswerteeinheit und der Steuereinrichtung mit einer Pulverzuführvorrichtung kann, mittels der durch die Auswerteeinheit ermittelten Werte, der Pulverpegel mittels der Steuereinrichtung durch die Pulverzuführvorrichtung nachgeregelt werden. For a reliable detection of the powder level also contribute to the measures that for determining the level of liquid level an evaluation unit and a control device is provided, in which the sensor unit supplied output signals are processed and evaluated. By coupling the evaluation unit and the control device with a powder feed device, the powder level can be readjusted by means of the control unit by the powder feed device by means of the values determined by the evaluation unit.

Verschiedene vorteilhafte Vorgehensweisen für die Erfassung des Pulverpegels bestehen darin, dass die Auswerteeinheit und Steuereinrichtung zur Auswertung von Momentanwerten/Amplitudenwerten und/oder zeitlichen Signalmustern und/oder statistischen Signalanalysen ausgebildet ist. Various advantageous procedures for the detection of the powder level consist in that the evaluation unit and control device are designed for the evaluation of instantaneous values / amplitude values and / or temporal signal patterns and / or statistical signal analyzes.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawings.

Es zeigen: Show it:

1 zeigt eine seitliche Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Pulverbeschichtungsvorrichtung, 1 shows a side view of a first embodiment of a powder coating apparatus,

2 zeigt eine Teilansicht einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung, 2 shows a partial view of a second embodiment of the device,

3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Füllstandsfühlers der Vorrichtung, 3 shows a perspective view of a first embodiment of a level sensor of the device,

4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Füllstandsfühlers, 4 shows a perspective view of a second embodiment of the level sensor,

5 zeigt eine perspektivische Ansicht Käfigunterteils des Füllstandsfühlers. 5 shows a perspective view cage lower part of the level sensor.

Die 1 zeigt eine Pulverbeschichtungsvorrichtung mit einem Behälter 1, in den Pulver 2 eingefüllt ist. Im unteren Bereich unterhalb des Pulvers 2 wird durch entsprechende (nicht gezeigte) Strömungsöffnungen unterhalb der Pulverlage 21 mittels einer Luftzuführvorrichtung 3 Luft zugeführt, wodurch das Pulver 2 oberhalb der Pulverlage 21 fluidisiert (Pulverfluidisierung 22) wird und eine Pulverwolke 23 entsteht, in der das zu beschichtende, erwärmte Bauteil positioniert wird. Um den Pulverpegel konstant zu halten und eine gleich bleibende Qualität der Beschichtung des Bauteils sicherzustellen, wird der Pulverpegel mittels Füllstandsfühler 4, 4' erfasst, wobei ein erster Füllstandsfühler 4 für einen oberen Pulver- bzw. Füllstandspegel und ein zweiter Füllstandsfühler 4' gezeigt sind, die beispielsweise zum Erfassen eines oberen und unteren Pulver- bzw. Füllstandspegels genutzt werden. Die Füllstandsfühler 4, 4' geben entsprechende Signale für den oberen bzw. unteren Pulverpegel an eine Auswerteeinheit und Steuereinrichtung 50 über Anschlussdrähte 45 oder alternativ drahtlos ab. Die Auswerteeinheit und insbesondere die Steuereinrichtung 50 steht ausgangsseitig mit einer Pulverzuführvorrichtung 60 in Verbindung, um diese anzusprechen. Ist so viel Pulver verbraucht, dass der untere Füllstandspegel erreicht wird, wird auf ein entsprechendes Signal der Auswerteeinheit und Steuereinrichtung 50 mittels der Pulverzuführvorrichtung 60 so lange bzw. so viel Pulver zugeführt, bis wieder der obere Füllstandspegel erreicht ist, wonach die Pulverzuführvorrichtung mittels der Auswerteeinheit und Steuereinrichtung 50 abgeschaltet wird. Die Auswerteeinheit kann dabei einen in die Steuereinrichtung 50 baulich integrierten Teil bilden oder einen separaten Teil darstellen, der funktionsmäßig mit der Steuereinrichtung 50 in Verbindung gebracht ist. Sie kann z. B. ganz oder teilweise in dem Füllstandsfühler 4, 4' bzw. einer Sensoreinheit 44 angeordnet sein. The 1 shows a powder coating apparatus with a container 1 , in the powder 2 is filled. In the lower area below the powder 2 is through corresponding (not shown) flow openings below the powder layer 21 by means of an air supply device 3 Supplied with air, causing the powder 2 above the powder layer 21 fluidized (Pulverfluidisierung 22 ) and a powder cloud 23 arises, in which the heated component to be coated is positioned. In order to keep the powder level constant and to ensure a constant quality of the coating of the component, the powder level is measured by means of a level sensor 4 . 4 ' detected, with a first level sensor 4 for an upper level of powder or level and a second level sensor 4 ' are shown, for example, are used to detect an upper and lower powder or level level. The level sensors 4 . 4 ' give corresponding signals for the upper or lower powder level to an evaluation unit and control device 50 via connecting wires 45 or alternatively wirelessly. The evaluation unit and in particular the control device 50 is the output side with a powder feeder 60 in contact to address these. If so much powder is consumed that the lower fill level is reached, is sent to a corresponding signal of the evaluation and control device 50 by means of the powder feeder 60 supplied so long or so much powder until the upper level level is reached, after which the powder feeder by means of the evaluation and control device 50 is switched off. The evaluation unit can be one in the control device 50 form structurally integrated part or represent a separate part, the functionally with the control device 50 is associated. You can z. B. completely or partially in the level sensor 4 . 4 ' or a sensor unit 44 be arranged.

2 zeigt eine Teilansicht einer Pulverbeschichtungsvorrichtung, bei der beispielhaft lediglich ein Füllstandsfühler 4, 4' mittig an einem Behälteroberteil 11 angebracht ist, wodurch der Füllstand ebenfalls problemlos ermittelt werden kann. Ist dabei das Behälteroberteil 11 z. B. ein abnehmbarer Deckel, ist der Behälterinnenraum nach Abnahme des Deckels ungehindert zugänglich. Die Anordnung im Deckel bietet auch Vorteile für Aufbau und Wartung. 2 shows a partial view of a powder coating device, in the example only a level sensor 4 . 4 ' in the middle of a container top 11 is attached, whereby the level can also be determined easily. Is the container top 11 z. As a removable lid, the container interior is freely accessible after removal of the lid. The arrangement in the lid also offers advantages for construction and maintenance.

Die wesentliche Besonderheit der Pulverbeschichtungsvorrichtung liegt in der Ausbildung der Füllstandsfühler 4, 4' mit einer Aufnahmekammer 5. Die 3 und 4 zeigen zwei unterschiedliche Ausführungsformen der käfigförmigen Aufnahmekammer 5, bei denen jeweils zwischen einem Käfigoberteil 48 und Käfigunterteil 49 z. B. drei oder vier stabförmige Verbindungselemente 42 angeordnet sind. Die Anzahl der Verbindungselemente kann auch größer als vier sein. Der bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 an einem Oberteil 11 oder nach 1 an der Wandung 12 des Behälters 1 mittels Halter 46 angebrachte und im Inneren des Behälters angeordnete mindestens eine Füllstandsfühler 4, 4' weist einen kugelförmigen Schwimmer 41 mit einem Material geringerer Dichte als die Pulverwolke 2 auf, der im Inneren der durch die Verbindungselemente 42 und das Käfigoberteil 48 und Käfigunterteil 49 gebildeten Aufnahmekammer bzw. des Käfigs unterhalb der darüber angeordneten Sensoreinheit 44 aufgenommen ist, so dass er bei entsprechendem Pulverpegel auf der Pulverwolke 2 zum Erfassen des Pulverpegels quasi aufschwimmt. Die Sensoreinheit arbeitet dabei basierend z. B. auf Ultraschallwellen und/oder Infrarotstrahlung, so dass die Lage des sich im Käfig auf- und abwärtsbewegenden Schwimmers 41 sicher erfasst werden kann. Die Lage bzw. Vertikalbewegung des Schwimmers 41 wird in der Sensoreinheit 44 erfasst und z. B. in der Weise mittels der Auswerteeinheit und Steuereinrichtung 50 umgesetzt, dass beim Erreichen einer vorgegebenen oder vorgebbaren oberen Schwelle eines Pulverpegels ein Abschalten der Pulverzuführung über die Pulverzuführvorrichtung 60 und beim Erreichen einer vorgegebenen oder vorgebbaren unteren Schwelle eines Pulverpegels ein Einschalten der Pulverzuführung erfolgt. The essential feature of the powder coating device lies in the formation of the level sensor 4 . 4 ' with a receiving chamber 5 , The 3 and 4 show two different embodiments of the cage-shaped receiving chamber 5 in which each case between a cage shell 48 and cage base 49 z. B. three or four rod-shaped connecting elements 42 are arranged. The number of connecting elements can also be greater than four. The in the embodiment according to 2 on a shell 11 or after 1 on the wall 12 of the container 1 by means of holder 46 mounted and arranged inside the container at least one level sensor 4 . 4 ' has a spherical float 41 with a material of lower density than the powder cloud 2 on inside by the fasteners 42 and the cage shell 48 and cage base 49 formed receiving chamber or the cage below the sensor unit arranged above 44 is added so that it at the appropriate powder level on the powder cloud 2 floating up to detect the powder level. The sensor unit works based z. B. on ultrasonic waves and / or infrared radiation, so that the position of the up and down in the cage float 41 can be safely detected. The position or vertical movement of the float 41 is in the sensor unit 44 recorded and z. B. in the manner by means of the evaluation and control device 50 implemented that when reaching a predetermined or predeterminable upper threshold of a powder level, a shutdown of the powder supply via the powder feeder 60 and upon reaching a predetermined or predeterminable lower threshold of a powder level, the powder feed is switched on.

Zur Erfassung des Pulverpegels werden die durch den Schwimmer 41 in der Sensoreinheit 44 ausgelösten Signale in Ausgangssignale der Sensoreinheit 44 gewandelt und der Auswerteeinheit und Steuereinrichtung 50 zur Verarbeitung bzw. Auswertung zugeführt, um daraus den jeweiligen Pulverpegel zu bestimmen. Die Auswertung kann dabei basierend auf Momentanwerten/Amplitudenwerten und/oder zeitlichen Signalverläufen und/oder auf der Basis statistischer Methoden erfolgen. Durch die Auswerte- und Steuereinrichtung 50 können beispielsweise ein zeitlicher Mittelwert, eine Standardabweichung oder Varianz, Korrelationen, eine Amplitude, eine Signaländerung, eine Geschwindigkeit der Signaländerung und/oder weitere relevante Daten überwacht, berechnet bzw. ausgewertet werden. Insbesondere können durch die Auswerteeinheit und Steuereinrichtung 50 Vorgabewerte und/oder durch Vorversuche ermittelte Werte mit den oben genannten Werten verglichen werden. To detect the level of powder are those by the float 41 in the sensor unit 44 triggered signals in the output signals of the sensor unit 44 converted and the evaluation and control device 50 supplied for processing or evaluation, in order to determine the respective powder level. The evaluation can be carried out based on instantaneous values / amplitude values and / or temporal signal profiles and / or on the basis of statistical methods. Through the evaluation and control device 50 For example, a time average, a standard deviation or variance, correlations, an amplitude, a signal change, a speed of the signal change and / or further relevant data can be monitored, calculated or evaluated. In particular, by the evaluation unit and control device 50 Default values and / or values determined by preliminary tests can be compared with the above values.

Durch die Bewegung des Schwimmers 41 im Käfig wird gleichzeitig eine Reinigung des Schwimmers 41 und der Käfigelemente 42, 48, 49 von eventuell darauf abgesetzten Pulver bewirkt. Insbesondere durch die Kugelform des Schwimmers 41 wird durch die Luftströmung in der Pulverwolke eine ständige Rotation bewirkt, die vorteilhaft eine Selbstreinigung ergibt. Im nicht durch die Pulverwolke 23 angehobenen Ruhezustand ist z. B. bei einer Ausführung mit zwei Füllstandsfühlern 4, 4', der obere Schwimmer 41 des ersten Füllstandsfühlers 4 um einen bestimmten Abstand höher positioniert als der untere Schwimmer des zweiten Füllstandsfühlers 4', so dass eine sichere Funktion und Qualität der Pulverbeschichtung sichergestellt sind. Die Höhe des unteren und/oder oberen Schwimmers 41 kann über an dem Halter 46 angebrachte Justiermittel 47 eingestellt werden. Als Justiermittel 47 kommt z. B. eine verstellbare Schraubverbindung oder eine verstellbare Klemmverbindung in Frage. Der Halter 46 ist so ausgebildet, dass er mit einem, beispielsweise hakenartigen, oberen Abschnitt an einem Oberteil 11 oder am oberen Rand 12 des Behälters 1 befestig- oder einhängbar ist. By the movement of the float 41 in the cage is simultaneously cleaning the float 41 and the cage elements 42 . 48 . 49 caused by possibly settled on powder. In particular, by the spherical shape of the float 41 is caused by the air flow in the powder cloud a constant rotation, which advantageously results in a self-cleaning. Im not by the powder cloud 23 raised resting state is z. B. in a version with two level sensors 4 . 4 ' , the upper float 41 of the first level sensor 4 positioned higher by a certain distance than the lower float of the second level sensor 4 ' so that a safe function and quality of the powder coating are ensured. The height of the lower and / or upper float 41 can over on the holder 46 attached adjustment means 47 be set. As an adjustment 47 comes z. B. an adjustable screw or an adjustable clamp connection in question. The holder 46 is formed so that it with a, for example, hook-like, upper portion of an upper part 11 or at the top 12 of the container 1 fastened or can be hung.

Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 zu sehen, weist das Käfigoberteil 48 eine Öffnung 40 auf, durch die die elektromagnetischen Wellen der Sensoreinheit 44 ungehindert in den Messbereich im Inneren des Käfigs eindringen können. Weiterhin weist auch das Käfigunterteil 49 eine Öffnung 43 auf, durch die, ebenso wie durch die Räume zwischen den Verbindungselementen 42, die Pulverwolke ungehindert eindringen kann. As in the embodiment according to 5 to see, has the cage top 48 an opening 40 on, through which the electromagnetic waves of the sensor unit 44 can penetrate unhindered into the measuring range inside the cage. Furthermore, also has the cage base 49 an opening 43 on, through, as well as through the spaces between the connecting elements 42 Powder cloud can penetrate unhindered.

Um eine genauere Regelung des Pulverpegels zu erreichen, können auch noch mehr Füllstandsfühler des genannten Aufbaus in gleicher oder unterschiedlicher Höhe wie der genannte erste oder zweite Füllstandsfühler 4, 4' vorgesehen sein, deren Ausgangssignale der Auswerteeinheit zur Verarbeitung und Auswertung zugeführt werden. Auch ist alternativ ein Aufbau möglich, bei dem der untere und der obere Füllstandspegel mittels eines einzigen Füllstandsfühlers 4 erfasst werden, wobei die Sensoreinheit 44 z. B. zwei Erfassungsstufen, eine für den unteren und eine für den oberen Pulverpegel aufweist, und eine dafür ausgelegte Auswertung in der Auswerteeinheit erfolgt. In order to achieve a more accurate control of the powder level, even more level sensors of said structure in the same or different height as said first or second level sensor can 4 . 4 ' be provided, the output signals of the evaluation are fed to the processing and evaluation. Also, alternatively, a structure is possible in which the lower and upper level levels by means of a single level sensor 4 be detected, wherein the sensor unit 44 z. B. two detection stages, one for the lower and one for the upper powder level, and an evaluation designed for this purpose in the evaluation unit.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims

Powder coating device with in a container ( 1 ) received powder ( 2 ) and with an air supply device ( 3 ) for generating a powder cloud ( 23 ), in which the component to be coated is positioned, as well as with at least one level sensor ( 4 . 4 ' ), one in a coating process of the powder cloud ( 23 ) moving floats ( 41 ), characterized in that the level sensor ( 4 . 4 ' ) a cage-shaped up and down limited receiving chamber ( 5 ), in which the float ( 41 ) under the action of the powder cloud ( 23 ) with respect to the direction of gravity vertically over a limited way up and down is movable, wherein at the receiving chamber ( 5 ) a sensor unit ( 44 ) and a vertical position of the float ( 41 ) during its movement by means of the sensor unit ( 44 ) is detectable, and that the float ( 41 ) a lower density than the powder cloud ( 23 ) and at such a height with the receiving chamber ( 5 ) in the container ( 1 ) is positioned such that a predetermined fill level of the powder ( 2 ) in the container ( 1 ) is detectable.

Powder coating device according to claim 1, characterized in that the receiving chamber ( 5 ) a cage shell ( 48 ) and / or a cage base ( 49 ) having.

Powder coating device according to claim 2, characterized in that the receiving chamber ( 5 ) between the cage top ( 48 ) and cage base ( 49 ) rod-shaped connecting elements ( 42 ) having.

Powder coating device according to claim 2 or 3, characterized in that the cage top ( 48 ) and / or the lower cage part ( 49 ) at least one opening ( 40 . 43 ) having.

Powder coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit ( 44 ) on the cage top ( 48 ), in particular in or above the opening ( 40 ) of the cage shell ( 48 ) is arranged and that a detection range of the sensor unit ( 44 ) below the opening ( 40 ) of the cage shell ( 48 ).

Powder coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit ( 44 ) works based on electromagnetic waves.

Powder coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit ( 44 ) works with waves in the ultrasonic range and / or in the infrared range.

Powder coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the float ( 41 ) has the shape of a sphere and that the float ( 41 ) has a material which partially or completely fills the sphere volume.

Powder coating device according to one of the preceding claims, characterized in that the filling level sensor ( 4 . 4 ' ) by means of a height-adjustable holder ( 46 ) on a container top ( 11 ) or a container wall ( 12 ) is attached.

Powder coating device according to one of the preceding claims, characterized in that at least two filling level sensors ( 4 . 4 ' ) are present for at least two powder levels whose floats ( 41 ) are arranged according to the powder levels to be detected at different heights, wherein the level sensor ( 4 . 4 ' ) for a measurement in the powder cloud ( 23 ) are placed such that an average height of the powder cloud ( 23 ) and the height of the powder cloud ( 23 ) can be readjusted as needed.

Powder coating device according to one of the preceding claims, characterized in that for determining the fill level of the fill level sensor ( 4 . 4 ' ) an evaluation unit and a control device ( 50 ) in which the sensor unit ( 44 ) are processable and evaluable, and that the control device ( 50 ) to a powder feeder ( 60 ) connected.

Powder coating device according to claim 11, characterized in that the evaluation unit is designed for the evaluation of instantaneous values / amplitude values and / or temporal signal patterns and / or statistical signal analyzes.