DE2054242C3

DE2054242C3 - Vorrichtung zur elektrostatischen Oberflächenbehandlung von Werkstücken

Info

Publication number: DE2054242C3
Application number: DE2054242A
Authority: DE
Inventors: Gerald Pierre Les Isles Pierson
Original assignee: Carrier SCS
Current assignee: Carrier SCS
Priority date: 1969-11-04
Filing date: 1970-11-04
Publication date: 1981-08-27
Also published as: DE2054242A1; GB1316286A; FR2012801A1; SE372430B; US3716024A; DE2054242B2; BE758045A; ES385606A1; CA945758A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrostatischen Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere zum Aufbringen elektrisch geladener Teilchen eines fluidisierten pulverförmigen Stoffes als Überzug in einem Gehäuse mit Öffnungen für das Hindurchführen der zu behandelnden Werkstücke mittels einer Fördereinrichtung und einer im Inneren to des Gehäuses vorgesehenen Verteilvorrichtung für ein Luft-Pulver-Gemisch, dessen Teilchen gegenüber den Werkstücken elektrisch geladen sind, und mit Ausbildungen zum Auftragen überschüssiger Teilchen.

Vorrichtungen dieser Gattung sind z. B. bekannt aus ⁴^ der FR-PS 13 37 469.

Außer dem bekannten Herstellen von Überzügen durch Auftragen von flüssigen, nach dem Auftragen trocknenden Produkten, z. B. mittels Pinsel oder Rolle oder durch Aufspritzen oder Tauchen war es also auch bereits bekannt, Pulver elektrostatisch trocken aufzustäuben, neben dem ebenfalls bekannten elektrostatischen Aufsprühen von Flüssigkeiten, z. B. flüssigen Lacken. Anlagen für ein solches Aufsprühen flüssiger Lacke sind z. B. aus der DE-AS 10 99 915 bekannt. Sie arbeiten mit einem Rohrgefäß, das einen daran senkrecht oder nahezu senkrecht verlaufenden Sprühschlitz aufweist, aus dem der Lack elektrostatisch abgesprüht wird. Der Schlitz ist von unter dem Flüssigkeitsdruck elastisch nachgiebigen Lippen gebil- f>o det, deren Elastizität einstellbar und über ihre Länge von unten nach oben zunehmend bemessen ist. Eine Zeichnung, der die nähere Ausbildung einer so beschriebenen Anlage entnehrnbar wäre, weist die genannte AS nicht auf. ^h'

Weiter ist es aus der US-PS 27 94 417 bekannt, bei einem Gerät zum elektrostatischen Überziehen von Gegenständen mit einem flüssigen Überzugsm;iterial, wie Farbe, Lack, Tinte, Wachs od. dgL einen Auftragekopf vorzusehen, der entweder zwei Reihen einzelner Austrittsöffnungen oder einen Doppelschlitz aufweist

Durch das DE-GM 17 74 092 ist ferner ein elektrostatisch arbeitender Zerstäuberkopi bekannt, bei welchem aus einer Leitung ausfließender Lack auf Windungen einer an Hochspannung liegenden Spirale tropft, wobei der Abstand dieser Windungen zwecks Anpassung an verschiedene Flüssigkeiten einstellbar ist und die Spirale selbst auf- und abbewegt oder gedreht wird.

Aus der US-PS 27 06 964 ist schließlich ein nur für Flüssigkeiten geeigneter Zerstäuberkopf bekannt, in welchen die elektrostatisch zu zerstäubende Flüssigkeit durch ein drehbares Organ eingeführt wird, das von Öffnungen durchquert ist, die in dem zylindrischen Organ übereinander, aber radial gegeneinander versetzt angeordnet sind. Bei jeder Umdrehung fluchtet jede der Öffnungen ein Mal mit einer von Sprühdüsen, die in dem Zerstäuberkörper übereinander angeordnet sind.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, bei Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung, also zum elektrostatischen Aufstäuben trockener Pulver, mit einfachen und billigen Mitteln zu erreichen, daß gleichmäßig dicke Überzüge auch auf große Werkstücke aufgebracht werden können, und zwar bei möglichst kleinem Verbrauch des die Überzugsschichten bildenden Materials und auch dann, wenn die behandelten Teile aus der Aufbringungsanlage in einen Abkühl- oder Einbrenn- oder dem sonstigen Fixieren dienenden Raum befördert werden müssen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß bei einer Vorrichtung der genannten Gattung die Verteilvorrichtung aus wenigstens einem Rohr besteht, das über einen bestimmten Abschnitt einen Längsschlitz aufweist, und daß über die ganze Länge des Schlitzes ein eine Vielzahl einzelner Ströme des Luft-Pulver-Gemisches erzeugender Strömungsteiler in den Schlitz auswechselbar eingesetzt ist.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Strömungsteiler eine der Schlitzbreite entsprechende Platte, die beidseitig abwechselnd Nuten aufweist, welche nach der dem Inneren des Gehäuses zugewendeten Plattenkante hin tiefer werdend ausgebildet sind und in der Strömungsrichtung größer werdende Quer-. Schnittflächen aufweisen.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung.

F i g. 1 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung, zum Teil im Schnitt.

F i g. 2 ist eine perspektivische Teilansicht, die teilweise im Schnitt — in größerem Maßstab eines der wesentlichen Elemente dieser Einrichtung zeigt.

Fig.3 zeigt im Schnitt in kleinerem Maßstab ein zweites Ausführungsbeispiel.

Gemäß F i g. 1 hat die Kabine 1 zwei einander gegenüberliegende Öffnungen 2, die schleusenartig ausgebildet sind. Die Öffnungen 2 ermöglichen das Hindurchgehen einer Umlaufbahn 3, die aus einem Transportmittel besteht und von einer Ladestation nach Durchquerung der Kabine 1 zu einer Anlage zum Fixieren des aufgestäubten Überzuges führt.

Auf der Grundfläche der Kabine 1 ist ein Behälter 4 mit einem Vorrat 5 an pulverförmigem Material geringer Korngröße angeordnet, dessen größte oder beste Füllhöhe schematisch mit einer strichpunktierten Linie angedeutet ist. Der Behälter 4 besteht aus einem

ebenen Boden 6 und zwei geneigt angeordneten Platten 7, die sich vom Boden 6 aus seitlich voneinander entfernen und so Auffangorgane bilden. Am Behälter 4 ist mittels starrer Querträger 8 ein Dosier-Mischer 9 angebracht, der einen rohrförmigen, einem Venturirohr ähnlichen Teil 10 aufweist, dessen kleine Grundfläche 11 einen Abstand vom Boden 6 hat Vor der großen Grundfläche 12 des rohrförmigen Teils 10 ist. ein Verschlußschieber 13 derart drehbar gelagert, daß der Durchgangsquerschnitt des rohrförmigen Teils 10 eingeregelt werden kann. Der Verschlußschieber 13 ist mit einem Antriebsgestänge 14 verbunden, das mit einem Bedienungselement 15 versehen ist

Der rohrförmige Teil 10 steht ungefähr in seiner Mitte mit einem Röhrensystem 16 zur Drucklufteinführung in Verbindung. Er ist auch mit einem Rohr 17 verbunden, das dem Röhrensystem 16 diametral gegenüberliegt und zu einer Verteilvorrichtung 18 führt, die im Inneren der Kabine 1 senkrecht angeordnet ist. Je nach Art der zu behandelnden Stücke kann die Verteilvorrichtung 18 geradlinig oder gekrümmt ausgebildet oder von sonstiger geeigneter Form sein. Die Verteilvorrichtung 18 wird durch Abstandshalter 19 parallel zu den verschiedenen Wänden gehalten, längs derer sie sich erstreckt. Über die Außenwand der Verteilvorrichtung 18 erstreckt sich in ihrer ganzen nutzbaren Länge ein axialer Schlitz 20, den eine dünne, vorzugsweise aus Isoliermaterial bestehende Platte 21 durchquert, die im wesentlichen über den ganzen inneren Querschnitt der Verteilvorrichtung 18 verläuft und als Strömungsteiler und Strahlerzeuger wirkt. Di»se dünne Platte 21 hat auf ihren beiden Seitenflächen in gleichen Abständen zueinander versetzte Nuten 22 und 23. Diese können über die ganze Breite der dünnen Platte 21 gleichförmig oder so ausgebildet sein, daß ihre größten Querschnittsöffnungen auf der dem Inneren der Kabine 1 zugewendeten Plattenkante 24, ihre Anfänge dagegen auf den beiden Seitenflächen liegen. Die dünne Platte 21, die vorzugsweise auswechselbar ist, damit die Verteilcharakteristik der Verteilvorrichtung 18 in Abhängigkeit von der Art des pulverförmigen Stoffes und der auszuführenden Arbeit geändert werden kann, liegt zwischen zwei an der Verteilvorrichtung 18 angebrachten feststehenden oder einstellbaren Haltern 25, die einen Metalldraht 26 vor der Plattenkante 24 gespannt halten. Der Metalldraht 26 ist mit zwei Leitern 27 und 28 verbunden, die von einem elektrischen Hochfrequenzgenerator 29 ausgehen.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt.

Nachdem der Behälter 4 mit einem pulverförmigen Stoff gefüllt worden ist, durchläuft die durch das Rohrsystem 16 zugeführte Druckluft den Dosier-Mischer 9, bevor sie in das Rohr 17 gelangt. Der im Inneren des rohrförmigen Teils 10 entstehende Unterdrück, dessen Wert durch Einstellen des Verschlußschiebers 13 geregelt werden kann, bewirkt ein Ansaugen von Zusatzluft und ein Ansaugen des pulverförmigen Stoffes, der in gleichbleibender Menge in die Rohrleitung 17 mitgerissen wird, die zugleich eine Kammer zur Dosierung und Homogenisierung des Luft-Pulver-Gemisches ist, das in die Verteilvorrichtung 18 geleitet wird, deren Volumen die Ausdehnung des Gemisches gewährleistet. Im Inneren der Verteilvorrichtung 18 beaufschlagt das Luft-Pulver-Gemisch die verschiedenen Nuten 22 und 23, so daß es in ebensoviele Strahlen b5 geteilt und fortlaufend die gleichmäßige Verteilung des Gemisches erreicht wird, das zwangsläufig ein von dem untere Spannung stehenden gespannten Metalldraht 26 erzeugtes ionisierendes Feld durchquert Jenseits des ionisierenden Feldes werden die elektrisch aufgeladenen Teilchen des pulverförmigen Stoffes mit der ihnen durch das Feld zusätzlich erteilten Geschwindigkeit auf die durch die Kabine 1 geführten Werkstücke aufge^chleudert, auf denen sie unter der Wirkung ihrer Ladung haften.

In den Fällen, in denen die Höhe der Verteilvorrichtung 18 wichtig ist, muß das Gemisch unter einem Da>ck zugeführt werden, der ausreicht um die richtige Beschickung des oberen Teils der Verteilvorrichtung zu gewährleisten. Um zu vermeiden, daß durch diesen Druck zu starke Strahlen entstehen, die die auf den Werkstücken haftenden Teilchen wieder lösen würden, ist am oberen äußeren Ende der Verteilvorrichtung eine Auslaßklappe I81 vorgesehen, durch die ein überschüssiger Anteil des zugeführten Luft-Pulver-Gemisches wieder in die Kabine zurückgeleitet wird.

Um zu vermeiden, daß ein überschüssiger Anteil des pulverförmigen Stoffes trotz der Schleusen in den öffnungen 2 nach außen entweicht, ist die Kabine 1 durch Rohre 30 mit einer Ansaugvorrichtung verbunden, die die Aufgabe hat, im Inneren dieser Kabine einen niedrigeren Druck als in der Umgebung aufrechtzuerhalten. Dies bewirkt ein gleichzeitiges Absaugen der überschüssigen Stoffmenge, die mittels eines nicht dargestellten Zyklons aufgefangen und wieder in den Behälter 4 zurückgeleitet wird. Die Rohre 30 sind zwecks Begrenzung des Absaugens des überschüssigen pulverförmigen Stoffes am Oberteil der Kabine 1 angeschlossen. Der Hauptteil des Oberschusses fällt unter der Wirkung der Schwerkraft in den unteren Kabinenteil zurück, wo er durch die Auffangorgane gesammelt und nach dem Vorratsbehälter geleitet wird.

Die durch die Kabine 1 geführten Werkstücke haben eine andere elektrische Ladung als die Teilchen des aufgebrachten pulverförmigen Stoffes, so daß sie selbsttätig mit einer anhaftenden Schicht überzogen werden, die dann außerhalb des Aufbringbereiches oder unter Umständen außerhalb der Kabine 1 einer Fixierbehandlung unterworfen wird, wodurch man einen gleichmäßigen, dichten und widerstandsfähigen Überzug erhält.

Die Benutzung der Kabine schließt das Risiko des Ausströmens, der Verdampfung oder des Herausschleuderns von Behandlungs- oder Überzugsstoff aus und beschränkt gleichzeitig den Verbrauch an diesem Stoff auf die Menge, die nötig ist, um die Werkstücke vollständig und gleichförmig zu überziehen, die dann ohne jeden Verlust und ohne jedes Ablösen des Überzuges in einen anderen Bearbeitungsraum gebracht und dort der Fixierbehandlung unterworfen werden können.

Das Beispiel nach F i g. 3 zeigt, daß die Kabine mehr als eine Verteilvorrichtung enthalten kann, wenn einander gegenüberliegende Flächen von Werkstücken überzogen oder behandelt werden sollen. Bei dieser Bauart sind zwei Dosier-Mischer 9a, 9b wechselseitig versetzt am Behälter 4 angebracht. Die Dosier-Mischer 9a, 9b sind mit eigenen Röhrensystemen 16a, 16/> zur Druckluftzuführung verbunden und stehen außerdem mit zwei Rohren 17a, i7b in Verbindung, die zu zwei Verteilvorrichtungen 18a, 186 führen. Die Drähte 26a, 26£> der letzteren können von zwei unabhängigen Generatoren oder von einem Generator 31 mit zwei Ausgängen gespeist werden. Die Verschlußschieber 13a, 136 sind mit Antriebsgestängen 14a, Hb verbunden, die vorzugsweise beide von einer der Wände der Kabine 1

aus zugänglich sind. Die Verteilvorrichtungen 18a, 186 können gleichartige, identische oder unterschiedliche Gestaltungen aufweisen, je nach den Merkmalen der ihnen zugewendeten Flächen der zu behandelnden Werkstücke.

I lierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche: 10

1. Vorrichtung zur elektrostatischen Oberflächenbehandlung von Werkstücken, insbesondere zum Aufbringen elektrisch geladener Teilchen eines fluidisierten pulverförmigen Stoffes als Überzug in einem Gehäuse mit Öffnungen für das Hindurchführen der zu behandelnden Werkstücke mittels einer Fördereinrichtung und einer im Inneren des Gehäuses vorgesehenen Verteilvorrichtung für ein Luft-Pulver-Gemisch, dessen Teilchen gegenüber den Werkstücken elektrisch geladen sind, und mit Ausbildungen zum Auffangen überschüssiger Teilchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilvorrichtung aus wenigstens einem Rohr (18) besteht, das über einen bestimmten Abschnitt einen Längsschlitz (20) aufweist, und daß über die ganze Länge des Schlitzes ein eine Vielzahl einzelner Ströme des Luft-Pulver-Gemisches erzeugender Strömungsteiler (21) in den Schlitz auswechselbar eingesetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsteiler eine der Schlitzbreite entsprechende Platte (21) ist, die beidseitig abwechselnd Nuten (22, 23) aufweist, die nach der dem Inneren des Gehäuses zugewandten Plattenkante (24) hin tiefer werdend ausgebildet sind und in der Strömungsrichtung größer werdende Querschnittflächen aufweisen.

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