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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft ein Sieb für
eine Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit Beschichtungspulver.
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Um
Werkstücke
mit Beschichtungspulver zu beschichten, wird das Beschichtungspulver
oder kurz Pulver aus einem Pulvervorratsbehälter mit Hilfe einer Pulverfördervorrichtung
zu einer Pulversprühpistole
transportiert und dort mit der Pulversprühpistole auf das Werkstück aufgebracht.
Beim Besprühen
des Werkstücks
bleibt jedoch nicht das gesamte Pulver am Werkstück haften. Ein gewisser Teil
des Pulvers, welcher als Overspray bezeichnet wird, trifft nicht
auf das Werkstück
oder haftet nicht am Werkstück
und dient somit nicht der Beschichtung. Dieses Overspray wird aus
der Pulverbeschichtungskabine abgesaugt und kann erneut für die Beschichtung
eines weiteren Werkstücks
verwendet werden. Das so zurückgewonnene
Pulver muss jedoch vor dem erneuten Gebrauch von Fasern und Schmutz
gereinigt werden. Dazu kann ein mechanisches Sieb verwendet werden.
Mit Hilfe des Siebs werden zudem Pulverklumpen im zurückgewonnenen
Pulver aufgelöst oder,
falls sie sich nicht auflösen,
herausgesiebt und die Verschmutzungen ausgetragen.
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Stand der
Technik
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Aus
der europäischen
Patentschrift
EP 1
080 789 B1 ist eine Pulverrückgewinnungseinheit bekannt.
Bei der dort beschriebenen Pulverrückgewinnungseinheit wird das
von einem Zyklonabscheider zurückgewonnene
Pulver über
ein erstes, so genanntes Blendensieb in einen Zwischentrichter geleitet.
Zudem wird in den Zwischentrichter Frischpulver, das von einem Pulvervorratsbehälter stammt,
eingeblasen. Das Gemisch aus Frischpulver und Überschusspulver gelangt nun
durch den Zwischentrichter auf ein Ultraschallsieb. Das mit Hilfe
des Ultraschallsiebs gesiebte Pulver wird als aufbereitetes Pulver
in einem Fluidbehälter
gesammelt und mittels Injektoren in die Zuleitungen zu den Pulversprühpistolen
gefördert.
Die beschriebene Pulverrückgewinnungseinheit
ist allerdings relativ groß und
schwer. Zudem wird von der Siebfläche des Ultraschallsiebs im
Wesentlichen nur der äußere Bereich
zum Sieben genutzt. Der Pulverdurchsatz ist dadurch nur suboptimal.
Ein weiterer Nachteil der Pulverrückgewinnungseinheit besteht
darin, dass durch das Zyklon teilweise Pulver abgesaugt wird, das
dann nicht mehr zur Beschichtung zur Verfügung steht.
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Darstellung
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Sieb für eine Pulverbeschichtungsvorrichtung
anzugeben, bei dem der Pulverdurchsatz möglichst groß ist.
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Zudem
soll der Verschleiß und
der Platzbedarf des Siebs so gering wie möglich sein.
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Die
Aufgabe wird durch ein Sieb für
eine Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit Beschichtungspulver
mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Sieb
für eine
Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit Beschichtungspulver
umfasst einen Siebeinsatz und zwei runde Kammern, die jeweils einen
Einlass für Beschichtungspulver
aufweisen und über
dem Siebeinsatz angeordnet sind.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den in den abhängigen Ansprüchen angegebenen
Merkmalen.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung ist der Siebeinsatz rechteckig ausgebildet und die
Kammern erstrecken sich über
die Breite des Siebeinsatzes. Dadurch lässt sich die zur Verfügung stehende Siebfläche besser
ausnutzen.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung weist der Siebeinsatz einen Ultraschallwandler auf.
Mit dem Ultraschallwandler wird der Rahmen des Siebeinsatzes in
Schwingungen versetzt und dadurch auch bei kleinen Maschenweiten
eine schnelle Siebung erreicht. Mit dem Ultraschallsiebeinsatz lässt sich
der Pulverdurchsatz nochmals weiter erhöhen.
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Vorteilhafterweise
sind die Kammern zylinderförmig
ausgebildet. Sie sind einfach und kostengünstig herstellbar.
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Darüber hinaus
kann bei dem erfindungsgemäßen Sieb
der Einlass tangential zur Wand der Kammer verlaufen. Dies hat den
Vorteil, dass das eingeblasene Pulver nicht mit hoher Geschwindigkeit auf
eine Wand trifft und dort haften bleibt.
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Bei
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Siebs ist der Einlass der
einen Kammer mit einer Leitung für
Frischpulver verbunden.
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Bei
einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Siebs ist der Einlass der
anderen Kammer mit einer Leitung für Kreislaufpulver verbunden.
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Zudem
ist es von Vorteil, wenn die Einlässe so angeordnet sind, dass
das Beschichtungspulver in die eine Kammer im Uhrzeigersinn und
in die andere Kammer entgegen dem Uhrzeigersinn eingeblasen wird.
Dadurch wird das Pulver gleichmäßiger auf
der Siebfläche
verteilt und die zur Verfügung
stehende Siebfläche
optimaler ausgenutzt. Diese Anordnung der Einlässe bietet zudem den Vorteil,
dass die Zuführung
des Pulvers zu den beiden Kammern einfacher und platzsparender wird.
Dies betrifft insbesondere die Kupplungen zum Verbinden der Versorgungsschläuche mit
den Einlässen
und die Versorgungsschläuche, über die
dem Sieb Pulver zugeführt wird.
Der Raum oberhalb des Siebs wird effizienter genutzt.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung können die Kammern jeweils einen
abnehmbaren Deckel aufweisen. Dadurch sind die Kammern bei einem
Farbenwechsel schnell und einfach reinigbar.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird ferner vorgeschlagen, dass wenigstens eine der
Kammern einen Auslass für überschüssige Luft
aufweist. Ist der Luftanteil im Pulver-Luftstrom des rückgewonnenen Pulvers oder der
Luftanteil im Pulver-Luftstrom des Frischpulvers zu hoch, kann über den
Auslass die überschüssige Luft
abgesaugt werden.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Siebs
sind eine oder mehrere weitere runde Kammern vorgesehen, die jeweils
einen Einlass für
Beschichtungspulver aufweisen und über dem Siebeinsatz angeordnet
sind. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Siebfläche sehr
groß wird.
So können
die Kammern verhältnismäßig klein und
die Siebfläche
dennoch groß gewählt werden.
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Bei
einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Siebs ist ein Trichter
vorgesehen, der unterhalb des Siebeinsatzes angeordnet ist. Mit
Hilfe des Trichters lässt
sich das aufbereitete Pulver sammeln und konzentrieren.
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Zudem
kann beim erfindungsgemäßen Sieb der
Siebeinsatz zwischen einem Siebdeckel und einem unteren Rahmen elastisch
gelagert sein. Dadurch werden die in den Siebrahmen eingekoppelten Schwingungen
kaum gedämpft
und der Wirkungsgrad des Siebs steigt.
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Darüber hinaus
kann ein Pulverzentrum vorgesehen sein, das einen Pulverauffangbehälter aufweist,
der unter dem erfindungsgemäßen Sieb
angeordnet ist.
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Schließlich kann
ein Pulverzentrum vorgesehen sein, das eine Halterung aufweist,
an der das erfindungsgemäße Sieb
hängend
gelagert ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Im
Folgenden wir die Erfindung mit mehreren Ausführungsbeispielen anhand von
vier Figuren weiter erläutert.
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1 zeigt
eine mögliche
Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Siebs
in einer Explosionsdarstellung.
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2 zeigt
eine erste mögliche
Ausführungsform
einer Vorrichtung zur Pulveraufbereitung mit dem erfindungsgemäßen Sieb.
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3 zeigt
das erfindungsgemäße Sieb
im zusammengebauten Zustand mit einem Sammeltrichter für einen
hängenden
Einbau.
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4 zeigt
eine mögliche
Ausführungsform eines
Pulverzentrums mit dem erfindungsgemäßen Sieb, das im Pulverzentrum
hängend
eingebaut ist.
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Wege zur Ausführung der
Erfindung
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In 1 ist
eine Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Siebs
für eine
Vorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit Beschichtungspulver in
einer Explosionsansicht dargestellt. Das Sieb umfasst einen Siebeinsatz 1,
einen Siebdeckel 6, der im Folgenden auch als Gehäusedeckel
bezeichnet wird, und einen unteren Rahmen 17. Der Siebeinsatz 1 wiederum
weist einen rechteckigen Siebrahmen 2, einen Ultraschallwandler 3 und
eine innerhalb des Siebrahmens 2 angeordnete Siebfläche 5 auf.
Die Siebfläche 5 ist
aus einem Siebgewebe hergestellt dessen Maschenweite typischerweise
125 μm beträgt. An einer
Außenseite
des Siebrahmens 2 ist der Ultraschallwandler 3 montiert, über den
sich Ultraschallschwingungen in den Siebrahmen 2 und in
die Siebfläche 5 einkoppeln
lassen. Die Intensität
der Vibration ist mit Hilfe eines in 1 nicht
gezeigten Steuergeräts
einstellbar. Die elektrische Versorgung des Ultraschallwandlers 3 erfolgt über den
Anschluss 3.1. An einer weiteren Außenseite des Siebrahmens 2 kann
ein Griff 4 befestigt sein, um die Handhabung des Siebeinsatzes 1 zu
erleichtern.
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Oberhalb
des Siebeinsatzes 1 befindet sich der Siebdeckel 6 mit
einer ersten zylinderförmigen Kammer 7 und
einer zweiten zylinderförmigen
Kammer 8. Die erste zylinderförmige Kammer 7 weist
einen Pulvereinlass 9 auf, über den beispielsweise Frischpulver
FP beziehungsweise ein Frischpulver-Luftgemisch in die Kammer 7 eingeleitet
werden kann. Der Pulvereinlass 9 ist tangential zur Kammerwand
der Kammer 7 angeordnet, um zu verhindern, dass das in
die Kammer 7 eingeleitete Pulver unter einem ungünstigen
Winkel auf die Kammerwand trifft und deshalb dort haften bleibt
und anbackt. Indem das Pulver tangential in die Kammer 7 eingeleitet wird,
wird in Verbindung mit einem Luftauslassstutzen 13 zudem
eine Luftabscheidung ermöglicht.
Die zweite Kammer 8 weist ebenfalls einen Pulvereinlass 10 auf,
der tangential zur Kammerwand der Kammer 8 angeordnet ist. Über den
Pulvereinlass 10 kann beispielsweise Kreislaufpulver KP,
welches auch als zurückgewonnenes
Pulver bezeichnet wird, in die Kammer 8 eingeleitet werden.
Alternativ dazu können
die beiden Kammern 7 und 8 auch ausschließlich mit
Frischpulver FP versorgt werden. Bei dem in 1 gezeigten
Beispiel wird das Kreislaufpulver KP im Uhrzeigersinn in die Kammer 8 eingeleitet,
während
das Frischpulver FP gegen den Uhrzeigersinn in die Kammer 7 eingeblasen
wird Dadurch werden das Kreislaufpulver KP und das Frischpulver
FP gleichmäßiger über die
gesamte Siebfläche 5 verteilt
und die zur Verfügung
stehende Siebfläche 5 optimaler ausgenutzt.
Diese Anordnung der Einlässe 9 und 10 bietet
zudem den Vorteil, dass die Zuführung
des Kreislaufpulvers KP und des Frischpulvers FP zu den beiden Kammern 7 und 8 einfacher
und platzsparender wird. Der Raum oberhalb des Siebdeckels 6 wird effizienter
genutzt. Die Kammer 7 ist mit einem abnehmbaren Deckel 11 und
die Kammer 8 mit einem abnehmbaren Deckel 12 versehen,
um die beiden Kammern 7 und 8 einfach reinigen
zu können.
Beide Deckel 11 und 12 weisen jeweils einen Luftauslassstutzen 13 beziehungsweise 14 auf, über den überschüssige Luft
aus den Kammern 7 und 8 abgesaugt werden kann.
Zur Vereinfachung der Handhabung kann der Gehäusedeckel 6 mit zwei
Griffen 15 und 16 bestückt sein.
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Unterhalb
des Siebeinsatzes 1 befindet sich der untere Rahmen 17 mit
einer Dichtung 19, die beispielsweise als Dichtlippe ausgebildet
sein kann. In 1 sind lediglich vier Teilstücke der
Dichtung 19 dargestellt. Bei der konkreten Ausführungsform
verläuft
die Dichtung 19 jedoch entlang des gesamten Umfangs des
unteren Rahmens 17. Der Siebrahmen 2 liegt auf
der Dichtlippe 19 auf, berührt aber den unteren Rahmen 17 selbst
nicht. Der untere Rahmen 17 ist so konstruiert, dass die
vom Ultraschallwandler 3 erzeugten Schwingungen nicht auf
den unteren Rahmen 17 übertragen
werden. Mit Hilfe von vier Schnappverschlüssen 18.1 bis 18.4 kann
der Siebeinsatz 1 zwischen dem unteren Rahmen 17 und dem
Gehäusedeckel 6 eingespannt
werden. Der untere Rahmen 17 dient als Stellfläche, um
das Sieb auf einen Behälter 20 (siehe 2)
zu stellen. Am unteren Rahmen 17 kann statt dessen auch
eine Halterung 23, 24 (siehe 3)
befestigt sein, um das Sieb hängend
einzubauen.
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Wenn
das Sieb zusammengebaut ist, liegt der Rahmen des Gehäusedeckels 6 auf
der Oberseite 17.1 des unteren Rahmens 17 auf.
Der untere Rahmen bildet 17 damit für den Rahmen des Gehäusedeckels 6 einen
harten Anschlag. Über
die vier Schnappverschlüsse 18.1 bis 18.4 werden
der Gehäusedeckel 6 und
der untere Rahmen fest aufeinander gedrückt. Der untere Rahmen 17 weist
auf der Innenseite eine Vertiefung auf, in der die erste Dichtlippe 19 angeordnet
ist. Der Gehäusedeckel 6 weist ebenfalls
eine Vertiefung auf in der sich eine zweite Dichtlippe befindet.
Der Siebrahmen 2 wird lediglich durch diese beiden Dichtlippen
gehalten. Der Siebeinsatz 1 wird somit zwischen dem Siebdeckel 6 und
dem unteren Rahmen 17 durch die beiden Dichtlippen 19 elastisch
gelagert. Die Kraft, die durch die beiden Dichtlippen 19 auf
den Siebrahmen 2 ausgeübt
wird, ist gerade groß genug,
um zu verhindern, dass Pulver aus dem Sieb ausritt und wiederum
so klein, dass die Schwingung des Siebrahmens 2 möglichst
wenig gedämpft
wird. Im Rahmen des Gehäusedeckels 6 befindet
sich eine Ausnehmung 6.1 und im unteren Rahmen 17 eine
Ausnehmung 17.4. Die beiden Ausnehmungen 6.1 und 17.4 sind
so bemessen, dass der Ultraschallwandler 3 keinen Kontakt mit
dem Gehäusedeckel 6 und
dem unteren Rahmen 17 hat. Dadurch wird vermieden, dass über den
Ultraschallwandler 3 Energie auf den Gehäusedeckel 6 und
den unteren Rahmen 17 ü bertragen
wird. Um zu verhindern, dass Energie vom Siebrahmen 17 über den
Griff 4 in den Siebdeckel 6 und den unteren Rahmen 17 übertragen
wird, wird der Griff 4 ebenfalls berührungslos aus dem Inneren des
Siebs durch Ausnehmungen im Siebdeckel 6 und Ausnehmungen 17.1 und 17.2 im
unteren Rahmen 17 herausgeführt.
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Der
Vorteil beim Ultraschallsieb liegt in der hohen Siebqualität. Bei einer
Maschenweite des Siebeinsatzes zwischen 50 und 200 μm können auch sehr
kleine Schmutzpartikel wirksam herausgefiltert werden. Zudem lässt sich
eine homogene Vermischung zwischen rückgewonnenem Pulver und Frischpulver
sowie eine verbesserte Fluidisierung des Pulvers erreichen. Die
Wärmeentwicklung
beim Ultraschallsieb ist gering, so dass sich das Pulver kaum erwärmt. Eine
automatische Schmutzaustragung ist möglich. Schließlich lassen
sich mit einem Ultraschallsieb auch Pulveragglomerate auflösen, was
einer feineren und einheitlichen Oberflächenbeschichtung zu Gute kommt.
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Statt
eines Ultraschallsiebs kann unterhalb des Gehäusedeckels 6 auch
ein Rüttelsieb
vorgesehen sein. Beim Rüttelsieb
wird mit Hilfe einer rotierenden Unwucht eine Kombination aus Horizontal- und
Vertikalbewegungen erzeugt und dadurch das Pulver gesiebt. Dabei
werden Schmutzpartikel und Pulverklumpen, die sich nicht auflösen, zurückgehalten.
Das Rüttelsieb
ist vorteilhafter Weise dann einsetzbar, wenn eine preiswerte, einfache
Siebung erfolgen soll. Die Maschenweite liegt beim Rüttelsieb zwischen
300 und 600 μm.
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In 2 ist
eine mögliche
Ausführungsform einer
Vorrichtung zur Pulveraufbereitung gezeigt, welche das er findungsgemäße Sieb
aufweist. Das Sieb ist auf einen Behälter 20 aufgesetzt.
Mit Hilfe der beiden Griffe 15 und 16 kann das
Sieb ohne weiteres vom Behälter 20 abgenommen
werden. Der Behälter 20 dient
zur Aufnahme des vom Sieb gesiebten aufbereiteten Pulvers und zur
Fluidisierung des Pulvers mittels Luftdüsen. Über in 2 symbolisch
dargestellte Pulverförderer 25.1 und 25.2 wird
das aufbereitete Pulver zu einer oder mehreren nicht dargestellten
Pulversprühpistolen
transportiert. Die in 2 gezeigte Ausführungsform
der Vorrichtung zur Pulveraufbereitung ist insbesondere zum Beschichten
von vielen Werkstücken
mit der gleichen Farbe geeignet.
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In 3 ist
das erfindungsgemäße Sieb
in einer dreidimensionalen Ansicht im zusammengebauten Zustand gezeigt.
Unterhalb des Siebs befindet sich ein Trichter 21 mit einem
Auslass 22, um das aufbereitete Pulver in einen nicht gezeigten
Aufnahmebehälter
zu leiten. Mit Hilfe der Halterung 23, 24 kann
das Sieb im hängenden
Zustand in ein Pulverzentrum, wie es in 4 gezeigt
ist, eingebaut werden. Die in 4 gezeigte
Ausführungsform
des Pulverzentrums ist insbesondere für den Betrieb mit vielen Farben
geeignet. Das Pulver wird aus einem nicht dargestellten Pulverkarton
gefördert.
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Das
erfindungsgemäße Sieb
hat den Vorteil, dass es einfach und schnell zu reinigen ist und
dass der Siebrahmen 2 beziehungsweise der gesamte Siebeinsatz 1 einfach
und leicht ausgewechselt werden kann. Das erfindungsgemäße Sieb
ist kompakt und leicht und damit vom Bedienpersonal ohne weiteres
zu handhaben. Es weist eine hohe Siebleistung auf und ist damit
auch für
Beschichtungsanlagen mit vielen Pulversprühpistolen geeignet. Zudem können ver schiedene
Siebeinsätze
mit unterschiedlichen Maschenweiten für unterschiedliche Pulversorten verwendet
werden. Mit dem erfindungsgemäßen Sieb
wird das gesamte dem Sieb zugeführte
Pulver gesiebt. Wird also dem Sieb neben dem Kreislaufpulver KP
auch Frischpulver FP zugeführt,
wird sowohl das Kreislaufpulver KP als auch das Frischpulver FP gesiebt.
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Der
Abstand zwischen der Innenseite des Siebdeckels 6 und der
Siebfläche 5 beträgt vorzugsweise
10 bis 100 mm. Ein Abstand von 28 mm hat sich als vorteilhaft erwiesen.
Dies hat den Vorteil, dass sich der Pulverdurchsatz dadurch weiter
erhöhen
lässt.
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Bei
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Siebs
beträgt
die Länge
der Siebfläche
500 mm und die Breite 200 mm. Ein Sieb mit diesen Abmessungen ist
leicht und klein genug, um von einer Person ohne Weiteres getragen
werden zu können.
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Die
vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden
Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke
der Beschränkung
der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen
und Modifikationen möglich,
ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.
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- 1
- Siebeinsatz
- 2
- Siebrahmen
- 3
- Ultraschallwandler
- 3.1
- elektrischer
Anschluss
- 4
- Griff
- 5
- Siebfläche
- 6
- Gehäusedeckel
- 6.1
- Ausnehmung
im Gehäusedeckel
- 7
- erste
Kammer
- 8
- zweite
Kammer
- 9
- Einlass
für Pulver-Luftgemisch
- 10
- Einlass
für Pulver-Luftgemisch
- 11
- Deckel
- 12
- Deckel
- 13
- Auslassstutzen
- 14
- Auslassstutzen
- 15
- Griff
- 16
- Griff
- 17
- unterer
Rahmen
- 17.1
- Oberseite
des unteren Rahmens
- 17.2–17.4
- Ausnehmungen
im unteren Rahmen
- 18.1–18.4
- Bügelverschlüsse
- 19
- Dichtlippe
- 20
- Behälter
- 21
- Trichter
- 22
- Auslass
- 23
- Halterung
- 24
- Halterung
- 25.1,
25.2
- Pulverförderer
- P
- Pulver
- FP
- Frischpulver
- KP
- Kreislaufpulver