-
Die Erfindung betrifft eine Pulverbeschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Bauteilen sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Pulverbeschichtungsvorrichtung.
-
Pulverbeschichtungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Diese dienen insbesondere in Form von Sinteranlagen oder Wirbelsinteranlagen dazu, Bauteile oder Abschnitte von Bauteilen mit einem Pulver zu beschichten. Hierbei sind die Bauteile beim Eintauchen in die Pulverbeschichtungsvorrichtung erwärmt, wodurch das Pulver an der Oberfläche des jeweiligen Bauteils schmilzt und an der Oberfläche anhaftet.
-
Beim Eintauchen der Bauteile in die Pulverbeschichtungsvorrichtung wird zum einen ein gewisses Pulvervolumen verdrängt sowie zum anderen mit jedem Eintauchvorgang ein gewisses Pulvervolumen durch das Beschichten des Bauteils aus der Pulverbeschichtungsvorrichtung entfernt. Hierdurch verändert sich der Füllstand des Pulvers in der Tauchwanne der Pulverbeschichtungsvorrichtung und es ist erschwert, die Bauteile mit einer exakten Tauchtiefe in das Pulver einzutauchen, um beispielsweise einen bestimmten Abschnitt mit bestimmter Länge des Bauteils durch das Pulver zu beschichten.
-
Dieses Problem wurde versucht zu lösen durch
DE 10 2016 114 335 A1 , bei der mehrere Schwimmer an der Oberfläche der Pulverwolke angeordnet sind, um einen Füllstand eines Behälters der Pulverbeschichtungsvorrichtung ermitteln zu können.
-
Aufgabe eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist, eine Pulverbeschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Bauteilen sowie ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Pulverbeschichtungsvorrichtung vorzuschlagen, durch die eine bestimmte Eintauchtiefe einfach einstellbar ist.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Pulverbeschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Bauteilen mit mindestens einer Tauchwanne, die einen Tauchwannenboden sowie eine quer oder schräg zum Tauchwannenboden verlaufende Wandung umfasst, wobei in der Tauchwanne ein Pulver zum Beschichten eines Bauteils anordenbar ist und in die das zu beschichtende Bauteil entlang einer Tauchrichtung zumindest abschnittsweise mit einer bestimmten oder bestimmbaren Tauchtiefe eintauchbar ist, mit mindestens einer in die Tauchwanne mündende Gebläseeinheit, durch die das Pulver von einer Ruhestellung, in der das Pulver im Wesentlich relativ zur Tauchwanne unbewegt ist, in mindestens eine Arbeitsstellung überführbar ist, in der das Pulver relativ zur Tauchwanne bewegt, insbesondere fluidisiert, eine im Wesentlichen homogene Pulverwolke bildet und vom Tauchwannenboden zumindest bis zu einer Arbeitshöhe erstreckt ist, mit mindestens einem Überlauf, der auf Arbeitshöhe angeordnet ist und eine Überlauföffnung in der Wandung der Tauchwanne umfasst, durch die über die Arbeitshöhe hinausbewegtes Pulver aus der Tauchwanne abführbar und einem Pulverspeicher zuführbar ist, und mit mindestens einer Fördereinheit, durch die Pulver aus dem Pulverspeicher in die Tauchwanne förderbar ist.
-
Dadurch, dass die Pulverbeschichtungsvorrichtung eine Fördereinheit umfasst, durch die Pulver aus dem Pulverspeicher in die Tauchwanne förderbar ist und dadurch, dass die Pulverbeschichtungsvorrichtung einen Überlauf umfasst, durch den über die Arbeitshöhe hinaus bewegtes Pulver aus der Tauchwanne abführbar ist, ist auf einfache Weise gewährleistet, dass stets dieselbe Arbeitshöhe gewährleistet wird. Dieses ermöglicht ein genaues Bestimmen der Eintauchtiefe.
-
In die Tauchwanne gefördertes Pulver und aus der Tauchwanne abfließendes Pulver bilden vorzugsweise einen Kreislauf. Beim Eintauchen des Bauteils in die Tauchwanne wird verdrängtes Pulver ebenfalls über den Überlauf abgeführt. Die Arbeitshöhe bleibt stets dieselbe. Dadurch, dass die Arbeitshöhe stets dieselbe bleibt, ist die Eintauchtiefe des Bauteils auf einfache Weise der Weg, den das Bauteil bei einer Bewegung von der Arbeitshöhe in Richtung auf den Tauchwannenboden zurücklegt. Hierdurch ist ein Bauteil mit einer bestimmte Länge beschichtbar.
-
Die Überlauföffnung ist unterhalb eines dem Tauchwannenboden abgewandten offenen Endes der Tauchwanne angeordnet und zu diesem beabstandet.
-
Bei der Pulverbeschichtungsvorrichtung kann es sich um eine Sinteranlage, insbesondere eine Wirbelsinteranlage, handeln.
-
Bei dem Pulver kann es sich um ein beliebiges Pulver handeln, durch das ein Bauteil beschichtbar ist.
-
Unter „fluidisiert“ wird nachfolgend verstanden, dass das Pulver durch die Gebläseeinheit derart bewegt wird, dass es in seinen physikalischen Eigenschaften im Wesentlichen einem Fluid entspricht.
-
Es ist denkbar, dass das Pulver, das über die Überlauföffnung aus der Tauchwanne austritt, der Schwerkraft folgend nach unten rieselt. Solchenfalls ist es vorteilhaft, wenn der Pulverspeicher im Wesentlichen unterhalb der Überlauföffnung, insbesondere unterhalb des Tauchwannenbodens, angeordnet ist.
-
Bei einer Ausführungsform der Pulverbeschichtungsvorrichtung erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Überlauf ein zwischen der Überlauföffnung und dem Pulverspeicher angeordnetes rutschenartiges Leitelement aufweist, das bezüglich des Tauchwannenbodens eine Neigung aufweist und durch das das aus der Überlauföffnung austretende Pulver in Richtung auf den Pulverspeicher führbar bewegbar ist.
-
Solchenfalls kann der Pulverspeicher unterhalb der Überlauföffnung angeordnet sein, jedoch auf gleicher Höhe oder oberhalb des Tauchwannenbodens. Durch das rutschenartige Leitelement kann zudem der durch Fördereinheit und Überlauf gebildete Kreislauf geführt werden. Das Leitelement kann beispielsweise eine Rutsche umfassen.
-
Um die Gefahr eines Anheftens des Pulvers an dem Leitelement zu reduzieren, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Pulverbeschichtungsvorrichtung mindestens eine Einstelleinheit umfasst, durch die die Neigung des rutschenartigen Leitelements einstellbar ist.
-
Um das Pulver auf einfache Weise vom Pulverspeicher zurück in die Tauchwanne zu fördern, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Fördereinheit mindestens eine Förderschnecke umfasst, durch die Pulver aus dem Pulverspeicher förderbar und über mindestens eine Zuführöffnung in der Wandung Tauchwanne der Tauchwanne zuführbar ist, wobei die Zuführöffnung insbesondere zwischen Tauchwannenboden und Arbeitshöhe anordenbar oder angeordnet ist.
-
Wenn die Zuführöffnung, insbesondere zwischen Tauchwannenboden und Arbeitshöhe angeordnet ist, kann das Pulver auf einfache Weise durch die Gebläseeinheit aus Richtung des Tauchwannenbodens nachgefördert werden. Die Gefahr eines Verschmutzens der Arbeitsumgebung, beispielsweise durch ein Zuführen von oberhalb der Arbeitshöhe, ist hierdurch verhindert oder zumindest reduziert.
-
Bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Fördereinheit ein in die Zuführöffnung mündendes Trichtermittel umfasst, das einen oberhalb der Zuführöffnung angeordneten Einlauf umfasst, durch den das durch die Förderschnecke geförderte Pulver dem Trichtermittel zuführbar ist.
-
Durch das Vorsehen des Trichtermittels können Höhenunterschiede zwischen Förderschnecke und Zuführöffnung in der Wandung der Tauchwanne auf einfache Weise ausgeglichen werden.
-
Um die Gefahr eines Anhaftens von Pulver an dem Leitelement und/oder am Trichtermittel zu reduzieren, ist bei einer Ausführungsform der Pulverbeschichtungsvorrichtung mindestens ein am rutschenartigen Leitelement und/oder am Trichtermittel anordenbares oder angeordnetes Vibrationsmittel und/oder mindestens eine am rutschenartigen Leitelement und/oder am Trichtermittel anordenbare oder angeordnete, mindestens eine Rauigkeit reduzierende, Oberflächenbeschichtung vorgesehen.
-
Durch das Vorsehen eines Vibrationsmittels kann anhaftendes Pulver durch Vibrieren gelöst werden. Durch das Vorsehen einer Oberflächenbeschichtung kann die Gefahr eines Anhaftens reduziert werden. Die Rauigkeit der Oberflächenbeschichtung liegt vorzugsweise unter 0,1 µ.
-
Um über der Arbeitshöhe angeordnetes Pulver von einem weiteren Wegbewegen von der Arbeitshöhe abzuhalten und hierdurch einem Verlassen der Pulverbeschichtungsvorrichtung vorzubeugen, ist bei einer Ausführungsform der Pulverbeschichtungsvorrichtung mindestens eine Absaugeinrichtung vorgesehen, die mindestens ein Unterdruck erzeugendes Absaugmittel und mindestens eine mit der Absaugeinrichtung verbundene Absaugöffnung in der Wandung der Tauchwanne umfasst, die bezüglich des Tauchwannenbodens oberhalb der Arbeitshöhe angeordnet ist.
-
Die Absaugeinrichtung und die Gebläseeinheit können voneinander separate oder separierbare Baugruppen umfassen. Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Absaugeinrichtung und die Gebläseeinheit funktional zusammenwirken und sowohl das Pulver über die Gebläseeinheit in die Tauchwanne einbringen als auch über die Absaugöffnung oberhalb der Arbeitshöhe angeordnetes Pulver absaugen.
-
Grundsätzlich ist es denkbar, dass mehrere Absaugöffnungen vorgesehen sind, die entlang der Wandung der Tauchwanne angeordnet sind. Um ein Austritt von Pulver aus der Pulverbeschichtungsvorrichtung weiter zu verbessern, ist bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform vorgesehen, dass die Absaugöffnung teilweise oder zumindest nahezu in Gänze quer zur Tauchrichtung umlaufend in der Wandung der Tauchwanne erstreckt ist.
-
Um ein Beschädigen der Absaugeinrichtung durch das abgesaugte Pulver zu verhindern, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Absaugeinrichtung mindestens ein Filtermittel umfasst, durch das das Pulver aus der abgesaugten Luft filterbar ist.
-
Darüber hinaus ist bei einer Ausführungsform der Pulverbeschichtungsvorrichtung vorgesehen, dass die Gebläseeinheit mindestens ein einen Überdruck erzeugendes Gebläseelement, wie Ventilator, umfasst, durch das Umgebungsluft ansaugbar und mittels einer zwischen Tauchwannenboden und Überlauföffnungen angeordnete Gebläseöffnung in der Wandung der Tauchwanne einblasbar ist.
-
Um das Fluidisieren des Pulvers durch die Gebläseeinheit zu verbessern, insbesondere, um die Gefahr von so genannten Vulkanen zu reduzieren, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Pulverbeschichtungsvorrichtung mindestens ein Gitterelement umfasst, das in der Tauchwanne anordenbar oder angeordnet ist. Hierdurch ist die Pulverwolke einfach homogenisierbar.
-
Um den Kreislauf aus zugeführtem Pulver durch die Förderschnecke und die Gebläseeinheit in Kombination mit dem Überlauf und dem Pulverspeicher zu optimieren, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Pulverbeschichtungsvorrichtung mindestens eine Steuereinheit umfasst, durch die die Gebläseeinheit, das Absaugmittel und/oder die Förderschnecke ansteuerbar sind. Hierdurch kann das kontinuierliche Zuführen von Pulver aus dem Pulverspeicher auf einfache Weise automatisiert werden.
-
Das Automatisieren lässt sich weiter verbessern, wenn bei einer Weiterbildung letztgenannter Ausführungsform die Pulverbeschichtungsvorrichtung mindestens ein mit der Steuereinheit funktional zusammenwirkendes Sensormittel umfasst, das am rutschenartigen Leitelement und/oder im Pulverspeicher anordenbar ist und durch das ein am Leitelement abgeführtes Pulver erfassbar ist.
-
Durch das Erfassen, dass Pulver über das Leitelement abgeführt wird, ist der Steuereinheit auf einfache Weise rückmeldbar, dass das der Tauchwanne zugeführte Pulver ausreichend ist, um mit der Gebläseeinheit die Arbeitshöhe zu erreichen und eine ausreichende Pulverwolke zu bilden.
-
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Pulverbeschichtungsvorrichtung mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmalen mit den Schritten:
- a. Erzeugen einer fluidisierten Pulverwolke durch Betreiben der Gebläseeinheit;
- b. Abführen des über die Arbeitshöhe befindlichen Pulvers über die die Überlauföffnung des Überlaufs zu dem Pulverspeicher;
- c. Fördern von im Pulverspeicher angeordneten Pulvers in die Tauchwanne durch die Fördereinheit;
- d. Überführen eines zu beschichtenden Bauteils entlang einer Tauchrichtung in die Tauchwanne bis eine bestimmte Tauchtiefe unterhalb der Arbeitshöhe erreicht ist; und
- e. Entfernen des zu beschichtenden Bauteils aus der Tauchwanne.
-
Die Schritte d. und e. können wiederholt durchgeführt werden, abhängig davon, wie hoch die Schichtdicke des Bauteils ausgeführt werden soll. Darüber hinaus können den Schritten a. bis d. weitere Verfahrensschritte vorausgehen, bei denen beispielsweise das Bauteil auf eine bestimmte Temperatur erwärmt wird. Das Erwärmen des Bauteils kann beispielsweise in einem Ofen, durch Infrarot oder durch Stromheizen erfolgen.
-
Beim Einführen des erwärmten Bauteils in die Pulverwolke wird durch die Wärme des Bauteils an dem Bauteil angeordnetes Pulver erwärmt, welches hierdurch schmilzt und an der Oberfläche des Bauteils haften bleibt.
-
In Weiterbildung letztgenannten Verfahrens kann zudem folgender Schritt vorgesehen sein:
- a. Absaugen von über der Arbeitshöhe befindlichem Pulver durch die Absaugeinrichtung.
-
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, aus der zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Pulverbeschichtungsvorrichtung und des Verfahrens.
-
In der Zeichnung zeigt:
- 1 Eine perspektivische Vorderansicht auf ein Ausführungsbeispiel der Pulverbeschichtungsvorrichtung;
- 2 Ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 zeigt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 2 versehene Pulverbeschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Bauteilen. Die Pulverbeschichtungsvorrichtung 2 umfasst eine Tauchwanne 4, die einen Tauchwannenboden 6 sowie eine quer oder schräg zum Tauchwannenboden 4 verlaufende Wandung 8 umfasst. In der Tauchwanne 4 ist ein Pulver zum Beschichten von Bauteilen anordenbar. Die zu beschichtenden Bauteile sind entlang einer Tauchrichtung 10 zumindest abschnittsweise mit einer bestimmten oder bestimmbaren Tauchtiefe eintauchbar.
-
Darüber hinaus umfasst die Pulverbeschichtungsvorrichtung 2 eine in die Tauchwanne 4 mündende Gebläseeinheit 12, durch die das Pulver von einer Ruhestellung, in der das Pulver im Wesentlichen relativ zur Tauchwanne 4 unbewegt ist, in mindestens eine Arbeitsstellung überführbar ist, in der das Pulver relativ zur Tauchwanne 4 bewegt, insbesondere fluidisiert, eine im Wesentlichen homogene Pulverwolke bildet. Die Pulverwolke ist vom Tauchwannenboden 6 zumindest bis zu einer Arbeitshöhe 14 erstreckt. Auf Arbeitshöhe 14 umfasst die Pulverbeschichtungsvorrichtung 2 auf einer Seite der Wandung 8 eine Überlauföffnung 16 eines Überlaufs 18. Durch die Überlauföffnung 16 des Überlaufs 18 ist über die Arbeitshöhe 14 hinaus bewegtes Pulver aus der Tauchwanne 4 abführbar und einem Pulverspeicher 20 zuführbar.
-
Um das Pulver aus dem Pulverspeicher 20 zurück in die Tauchwanne 4 zu überführen, umfasst die Pulverbeschichtungsvorrichtung 2 eine Fördereinheit 22.
-
Bei dem in 1 ersichtlichen Ausführungsbeispiel umfasst der Überlauf 18 einen zwischen der Überlauföffnung 16 und dem Pulverspeicher 20 angeordnetes rutschenartiges Leitelement 24. Dieses umfasst in Bezug auf den Tauchwannenboden 6 eine Neigung, wodurch aus der Überlauföffnung 16 austretendes Pulver entlang des Leitelements 24 in Richtung auf den Pulverspeicher 20 rutscht.
-
Um das Pulver auf einfache Weise durch die Fördereinheit 22 zurück in die Tauchwanne 4 zu fördern, umfasst die Fördereinheit 22 eine Förderschnecke 25, durch die das Pulver zu einem Trichtermittel 26 gefördert wird, durch das das Pulver über eine Zuführöffnung 28 in der Wandung 8 zurück in die Tauchwanne 4 gefördert wird. Die Zuführöffnung 28 ist zwischen dem Tauchwannenboden 6 und der Arbeitshöhe 14 angeordnet.
-
Um über die Arbeitshöhe 14 aufsteigendes Pulver von einem Verlassen der Pulverbeschichtungsvorrichtung 2 zu hindern, umfasst die Pulverbeschichtungsvorrichtung 2 eine Absaugeinrichtung 30, die mindestens ein Unterdruck erzeugendes Absaugmittel (in den Figuren nicht explizit dargestellt) und mindestens eine Absaugöffnung 32 in der Wandung 8 der Tauchwanne 4 umfasst.
-
Die Absaugöffnung 32 ist bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel umlaufend quer zur Tauchrichtung 10 umlaufend in der Wandung 8 der Tauchwanne 4 ausgebildet. Die Gebläseeinheit 12 ist mittels einer Gebläseöffnung 34, die in der Wandung 8 der Tauchwanne 4 angeordnet ist, mit der Tauchwanne 4 verbunden. Auch die Gebläseöffnung 34 ist zwischen Tauchwannenboden 6 und Arbeitshöhe 14 angeordnet.
-
2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Unter Zuhilfenahme der Darstellung gemäß 1 wird nachfolgend das Verfahren beschrieben:
-
In einem ersten Schritt 100 wird durch die Gebläseeinheit 12 das in der Tauchwanne 4 befindliche Pulver fluidisiert. Hierbei dehnt sich das Pulver zu einer Pulverwolke aus und steigt bis zur Arbeitshöhe 14 an.
-
In einem weiteren Schritt 101 wird das über die Arbeitshöhe 14 befindliche Pulver über die Überlauföffnung 16 des Überlaufs 18 zum Pulverspeicher 20 abgeführt.
-
In einem weiteren Schritt 102 wird Pulver vom Pulverspeicher 20 durch die Fördereinheit 22 zurück in die Tauchwanne 4 befördert.
-
Die Schritte a., b. und c. laufen vorzugsweise parallel zueinander ab und bilden einen Kreislauf.
-
In einem weiteren Verfahrensschritt 103 wird ein zu beschichtendes Bauteil entlang der Tauchrichtung 10 in die Tauchwanne überführt, bis dieses eine bestimmte Tauchtiefe unterhalb der Arbeitshöhe 14 erreicht hat. Dem Schritt 103 kann ein Erwärmen des Bauteils vorausgegangen sein. Solchenfalls wird das in der Tauchwanne angeordnete Bauteil durch Pulver umströmt, welches sich erwärmt, schmilzt und an der Oberfläche des Bauteils haften bleibt.
-
In einem anschließenden Schritt 104 wird das zu beschichtende Bauteil aus der Tauchwanne 4 wieder entfernt.
-
Die Schritte 103 und 104 können mehrmals hintereinander durchgeführt werden, bis eine durch das anhaftende Pulver erreichte Schichtdicke am Bauteil ausreichend ist.
-
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung, können sowohl einzeln, als auch in jeder beliebigen Kombination in der Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
-
Bezugszeichenliste
-
- 2
- Pulverbeschichtungsvorrichtung
- 4
- Tauchwanne
- 6
- Tauchwannenboden
- 8
- Wandung
- 10
- Tauchrichtung
- 12
- Gebläseeinheit
- 14
- Arbeitshöhe
- 16
- Überlauföffnung
- 18
- Überlauf
- 20
- Pulverspeicher
- 22
- Fördereinheit
- 24
- Leitelement
- 25
- Förderschnecke
- 26
- Trichtermittel
- 28
- Zuführöffnung
- 30
- Absaugeinrichtung
- 32
- Absaugöffnung
- 34
- Gebläseöffnung
- 100-104
- Verfahrensschritte
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102016114335 A1 [0004]
