DE1905251A1 - Vorrichtung zum Beschichten von Werkstuecken mit Kunststoffpulver - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit Kunststoffpulver Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschichten von einfach geformten Werkstücken mit Kunststoffpulver bei Anwesenheit eines elektrostatischen Feldes zwischen den zu beschichtenden Werkstücken und einem rotierenden Sprühorgan.
• Die Beschichtung von Werkstücken mit lösungsmittelfreiem Kunststoffpulver ist ein relativ neue Verfahren. Die bekannten Vorrichtungen zum Aufbringen von gelösten Kunststoffen (Lackierung) lassen sich bei der Verarbeitung von Kunststoffpulvern nicht verwenden.
• Als erstes Verfahren gelangte das Wirbelsinterverfahren zu technischer Reife. Die zu beschichtenden Werkstücke werden über den Erweichungspunkt des Kunststoffpulvers erhitzt und durch das Kunststoffpulver gezogen, das sich in einem Wirbelbet-t in fluidisiertem Zustand befindet. Ungleichmäßige Erwärmung der Werkstücke führt dabei zu unterschiedlichen Schichtdicken, Überhitzung zu sogenannten Ziehern. Das Verfahren ist deshalb auf die Beschichtung von Draht und kleineren Gegenstanden beschränkt.
• Eine vorläufige Haftung des Kunststoffpulvers läßt sich auch durch elektrostatisches Absetzen des Kunststoffpulvers auf den Werkstücken erzielen. Die Werkstücke werden anschließend gesintert und erhalten so den gewünschten geschlossenen und gut haftenden Kunststoffüberzug.
• Mehrere Vorrichtungen zur Ausführung dieses Verfahrens sind bekannt geworden. So ist eine Vorrichtung vorgeschlagen worden, bei der das Kunststoffpulver aus einer Wirbelschicht von einem Transportband aufgenommen und von diesem auf die zu beschichtenden Werkstücke geblasen wird, wobei das elektrostatisch aufgeladene Pulver sich an den als Gegenpol wirkenden Werkstücken abschlägt.
• Ähnliche Verfahren, bei denen das aufzutragende Pulver durch mechanische Mittel aufgelockert und auf die zu beschichtenden Werkstücke - in Anwesenheit eines elektrostatischen Feldes zur Haftvermittlung - geschleudert wird, sind z.B. in den DDR-Patentschriften 46 793, 47 696, 58 704 und den britischen Patentschriften 1094 619, 1094 620 beschrieben. Nachteilig bei diesen Vorrichtungen ist, daß sich damit nur Werkstücke einer ganz bestimmten, meist ebenen Form, zufriedenstellend gleichmäßig beschichten lassen. Mit besonders ausgebildeten Spritzpistolen, wie z.B. in der britischen Patentschrift 1085 241 beschrieben, lassen sich zwar die Konturen der Werkstücke nachfahren, der Pulverdurchsatz ist jedoch so klein, daß bei der Beschichtung einer größeren Fläche der Zeitaufwand beträchtlich ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einfach geformte großflächige Werkstücke schnell, gleichmäßig und automatisch zu beschichten. Dazu eignet sich eine Vorrichtung, deren Sprühorgan erfindungsgemäß ein Radialflügelad mit im Verhältnis zum Raddurchmesser extrem kurzen, vornehmlich rückwärts gestellten Flügeln ist, deren zur Radachse geneigt oder parallel verlaufende Außenkanten über die Radnaben- und -deckscheibe vorstehen und messerscharf ausgebildet sind, und daß bei einer der Luftansaugöffnung gleichachsig gegenüberliegender iulvereintrittsöffnung diese gegen jene durch einen im Flügelrad mittig angeordneten Leit- oder Prallkörper von Einfach- oder Doppelkegelform abgeschirmt ist.
• Die Einstellung des Verhältnisses Luftmenge zu Pulvermenge ist über die Dosierung der Pulvermenge möglich. Oft ist aber auch die Einstellung der Luftmenge für sich zur optimalen Verfahrensführung wünschenswert. Wenn man die Drehzahl des Flügelrades ändert, erreicht man zwar diese Einstellung, es ergeben sich aber gleichzeitig Rückwirkungen auf die GleichmaGib;eif der Pulversprühunzr, Bei dem neuen Sprühorgan ist diese Einstellung in weiterer Ausgestaltung dadurch möglich, daß der Querschnitt der Luftansaugöffnung veränderbar ist.
• Unter besonderen Umständen, d.h., wesn die Menge der das Kunststoffpulver dem Sprühorgan zufördernden Luft groß genug ist, kann auf eine besondere Luftansaugöffnung und demgemäß auch auf einen Prallkörper im Sprühorgan verzichtet werden.
• Eine weitere Version ist, das Kunststoffpulver durch die gegebenenfalls im Querschnitt veränderbare Luftansaugöffnung zuzuführen bzw. durch diese Öffnung das Pulver unmittelbar aus einem Behälter, in den es sich in aufgelockertem, fluidisiertem Zustand befindet, anzusaugen.
• Das Versprühen und der Transport der Pulverteilchen zu den Werkstücken wird, trotz Anwesenheit des elektrostatischen Feldes, in der Hauptsache durch die Fliehkraft und die in derselben Richtung gehende Luftströmung bewirkt. Erst kurz vor dem Ziel, d.h.
• in nächster Nähe der Werkstücke, werden auch die elektrostatischen Feldkräfte wirksam, und zwar im Sinne des sogenannten Umgriffs und einer vorläufigen Haftung der rulverteilchen auf dem Werkstück.
• Durch dieses Vorherrschen mechanischer Kräfte beim Transport der zerstäubten Pulverteilchen unterscheidet sich die Wirkungsweise de erfindungsgemäßen Sprühorgans ganz wesentlich von den bekannten rotierenden Sprühorganen mit glatter, kreisförmiger Sprühkante bei elektrostatischen Lackiervorrichtungen.
• Das neue Sprühorgan eignet sich für die Pulverbeschichtung sowohl der Außenflächen von mehreren Werkstücken gleichzeitig als auch der Innenfläche von zylindrischen oder allgemein prismatischen Hohlkörpern. Im ersten Fall kann man das Sprühorgan so anordnen, daß seine Rotationsachse im wesentlichen senkrecht zu der gerade verlauf enden Werkstückförderbahn gerichtet ist, oder auch so, -daß seine Rotationsachse zugleich die ideelle Achse einer Kreisbewegung der zu beschichtenden Werkstückfläche(n) ist. Letzteres gilt sinngemäß auch für den zweiten Fall, das heißt, für die Innenbeschichtung von Hohlgefäßen, wobei das Sprühorgan eine axial hin und her gehende bewegung ausführen kann. Beide Anordnungen sind bei einer wie erwähnt auf einem anderen Zerstäubungs- und Transportprinzip beruhenden elektrostatischen Lackiervorrichtung bekannt (französische patentschrift 982 327) und daher nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
• Für die erstgenannte Anordnung ist es von Vorteil, wenn das Sprühorgan erfindungsgemäß als Halbradialflügelrad mit axial gerichteter Pulver-Luftstrom-Komponente ausgebildet ist, so daß der Sprühnebel eine ausgeprägte Kegel- oder Glockenform erhält.
• Ein Ausführungsbeispiel des Sprühorgans nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Figur 1 zeigt dieses Sprühorgan in einem Achsschnitt, Figur 2 in Draufsicht.
• Das Kunststoffpulver wird durch die Hohlwelle 4 in das 1kadialflügelrad, dessen Deck- und Nabenscheibe mit 1 bezeicjrnet sind, aufgegeben. Durch den Ansaug 5 wird Luft angesaugt und mit dem Pulver radial nach außen beschleunigt, wo das Pulver durch die von den scharfen Kanten der Schaufeln 2 ausgehende Luftionisation aufgeladen wird. Dabei ist vorausgesetzt, daß zwischen dem Sprühorgan 1 bzw. dessen Schaufeln 2 und deii nicht dargestellten Werkstücken ein elektrostatisches Feld vorhandeii ist.
• Um zu vermeiden, daß die durch den Ansaug 5 strömende Luft die l-ulverzufuhr durch die Hohlwelle 4 störend beeinflußt, ist die Einlaßöffnung 4a für das Kunststoffpulver, d.h. die Ausmündung der Hohlwelle 4, gegen den Ansaug 5 durch einen mittig im Sprühorgan angeordneten Prall- oder Leitkörper 3 abgeschirmt.
• Die Schaufeln 2 sind im Verhältnis zum Sprühorgandurchmesser extrem kurz und, wie Figur 2 zeigt, vornenmlich rückwärts gestellt.
• Zwecks genauer Abstimmung von Luft- und Pulvermenge kann der Querschnitt der Luftansaugöffnung 5 veränderbar sein, beispielsweise durch einen axial verstellbaren Kegel (nicht dargestellt).
• Ist dieser Kegel als hohler oder mit einem axialen Kanal versehener Kegelstumpf ausgebildet, läßt sich durch ihn auch das rulver zuführen bzw. ansaugen. In diesem Pall fällt der Prall-oder Leitkörper 3 weg und an die Stelle der Hohlwelle 4 kann eine Vollwelle treten.
• Ist das Sprühen als Halbradialflügelrad ausgebildet, kann es zweckmäßig sein, vor allem bei einem Sprühorgan von verhältnismäßig kleinem Durchmesser die Luftansaugöffnung 5 auf die Xückseite zu verlegen, da andernfalls eine Störung des Sprühvorganges durch die in das Sprühorgan einströmende Luft nicht mit Sicherheit auszuschließen ist.
• - eatentansprüche -

Claims (5)

1. Patentansprüche 11. Vorrichtung zum Beschichten von einfach geformten Werkstükken mit Kunststoffpulver bei Anwesenheit eines elektrostatischen Feldes zwischen den zu beschichtenden Werkstücken und einem rotierenden Sprühorgan, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Sprühorgan ein Radialflügelrad (1,2) mit im Verhältnis zum Raddurchmesser extrem Kurzen, vornehmlich rückwärts gestellten Flügeln (2) ist, deren zur Radachse geneigt oder parallel verlaufenden Außenkanten über die Radnaben- und -deckscheibe (1) vorstehen und messerscharf ausgebildet sind, und daß bei einer der Luftansaugöffnung (5) gleichachsig gegenüberliegender Pulvereintrittsöffnung (4a) diese genen jene durch einen im Flügelrad (1,2) mittig angeordneten Leit- oder Prallkörper (3) von Einfach- oder Doppelkegelform abgeschirmt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d aß der Querschnitt der LuiI,offu (5) einstellbar ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das pulver durch die hohle Sprühorganwelle (4) zuführbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das lulver durch die Luftansaugöffnung (5) zuführbar, insbesondere direkt ansaugbar ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Sprühorgan als Halbradialflügelrad mit axial gerichteter Pulver-Luftstrom-Komponente ausgebildet ist.