DE2248553A1

DE2248553A1 - Beschichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2248553A1
Application number: DE19722248553
Authority: DE
Inventors: Julian Pascoe Grenfell
Original assignee: Badalex Ltd
Current assignee: Badalex Ltd
Priority date: 1971-10-05
Filing date: 1972-10-04
Publication date: 1973-04-12
Also published as: US3827400A; FR2155538A5; BE789666A; JPS4845554A

Description

Badalex Limited, Weybridge» Surrey (England)

Beschichtungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Beschichtungsvorrichtungen von der Art, bei der man zu beschichtende Gegenstände in ein Fluidisierbett (Fließbett) eintaucht, in dem sich das Beschichtungsmaterial im fluidisiertes Zustand befindet»

Bei einem bereits angewendeten Verfahren zum Beschichten von Gegenständen mittels einer bekannten Beschichtungsvorrichtung dieser Art ist als besonderer Verfahrensschritt das Vorheizen des Fluidisierbettes vorgesehen. Dabei verbleibt eine Schicht des pulverfÖrmigen Beschichtungsmaterials aus jedem Gegenstand, und zur
Umwandlung der Pulverschicht in eine haftfähige Beschichtung verwendet man in einigen Fällen die Wärme
des vorgeheizten Gegenstandes, in anderen Fällen eine
nachfolgende Wärmebehandlung, oder beides» Der Beßchichtungsprozess kann wiederholt werden, um eine
Beschichtung mit gewünschter Dicke zu erzielen.

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In manchen Fällen ist es notwendig, den Gegenstand in das Fluidisierbett bis' zu einer bestimmten tiefe ■■ ^: ■ einzutauchen. Beispielsweise beim' Beschichten bestimmter elektrischer Bauteile wie Kondensatoren: kann- ■ " es erforderlich sein, den Bauteilkörper einschließlich der Verbindungsstelle zwischen Bauteil und Anschlußdrähten zu beschichten, während die Anschlußdrähte selbst unbeschichtet bleiben. Diese Beschichtungsart macht es notwendig, den Pegel des fluidisierten Materials im Fluidisierbett mit relativ enger Toleranz einzuhalten, was mitunter Schwierigkeiten bereitet. Beschichtet man große Stückzahlen von Gegenständen, so wird das Material im Fluidisierbett verbraucht und muß von Zeit zu Zeit ergänzt werden. Außerdem hängt der Pegel des fluidisierten Materials in gewissem Maße von der Zufuhr der zum fluidisieren notwendigen Luft ab, Und etwa auftretende Änderungen in der Luftmenge führen zu Veränderungen des Fluidisierbett-Pegels.

Erfindungsgemäß werden die genannten Mängel durch eine Beschichtungsvorrichtung beseitigt, welche einen ersten Behälter mit einer Einrichtung zum überführen des Beschichtungsmaterials in einen fluidisierten Zustand innerhalb dieses Behälters, einen zweiten Behälter mit einer Einrichtung zum überführen des Beschichtungsmaterials in einen fluidisierten Zustand in dem zweiten Behälter, und eine Einrichtung zum Zuführen eines im fluidisierten Zustand befindlichen Material stromes aus dem zweiten Behälter In den ersten Behälter.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine abgebrochene Seitendarstellung einer Vorrichtung mit einem Fluidisierbett;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt in vergrößertem Maßstab durch die Vorrichtung von Fig. 1 bzw. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung mit Fluidisierbett; und

Fig. 5 ein weiteres abgewandeltes Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung.

Die zeichnerisch dargestellte Vorrichtung weist einen länglichen, aus langgestreckten Seitenwänden 10, Stirnwänden 11 und einer Grundplatte 1? zusammengesetzten Grundkörper auf» Im Innern besitzt dieser Grundkörper zwei sich über seine gesamte Länge erstreckende Trennwände 13 und 14, so daß er in einen mittleren Hohlraum 15 und zwei seitliche Hohlräume 16 und I¹? unterteilt ist. Die Oberseite des Grundkörpers ist mittels einer luftdurchlässigen Membran 18 abgeschlossen, so daß sämtliche Hohlräume 15, 16 und 17 ebenfalls auf diese Weise geschlossen sind. Oberhalb der Membran ist mittels Schrauben 20 ein oberer Behälter 19 auf den Grunokörper aufgeschraubt; diese Schrauben halten sämtliche Einzelteile des Grundkörpers zusammen. Auf die Oberseiten der beiden Trennwände 13 und 14 sind innerhalb des Behälters 19 zwei zueinander und zu den Seitenwänden des Behälters parallele Trennleisten 21 und 22 mittels Schrauben aufgeschraubt. Wie die Schnittdarstellung von Fig. 3 erkennen läßt, sind die Oberkanten der beiden Trennleisten 21 und 22 scharfkantig zugespitzt. An ihren Enden sind die Trennleisten 21 und 22 durch je ein Endstück 24 miteinander verbunden.

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Auf diese Weise ist der Innenraum des oberen Behälters 19 in eine sich oberhalb des mittleren Hohlraumes 15 erstreckende Mittelkammer 26 und je eine Kammer 27 und 2Θ unterteilt, welche sich jeweils über einem der seitlichen Hohlräume 16 bzw. 17 befinden. Der Grundkörper stützt sich über seine Grundplatte 12 auf Schwingelementen 29 und 30 ab, welche über Säulen 31 und 32 auf einer feststehenden Unterplatte 33 befestigt sind. Ferner befindet sich zwischen der Unterplatte 33 und der Unterseite des Grundkörpers eine Vibratoranordnung 34, mit dessen Hilfe das gesamte Oberteil der Vorrichtung im Betrieb in Vibrationen versetzt werden kann.

Mittels einer Druckluftquelle 15" werden der mittlere Hohlraum 15, und über eine separat steuerbare Weitere Druckluftquelle 16' die beiden seitlichen Hohlräume 16 und 17 mit Druckluft versorgt.

Im Betrieb der Vorrichtung wird pulverförmiges Beschichtungsmaterial, mit dem ein Gegenstand wie beispielsweise 35 beschichtet werden soll, in die Mittelkammer 26 eingefüllt. Die eingegebene Pulvermenge 1st so bemessen, daß in Verbindung mit einer abgestimmten Luftzufuhr aus dem darunterliegenden mittleren Hohlraum 15 ein Fluidisierbett innerhalb der Mittelkammer 26 gebildet wird. Jetzt kann der gewöhnlich vorgeheizte Gegenstand 35 entweder von oben her in die Kammer 26 eingetaucht, oder, was noch günstiger sein kann,die gesamte Vorrichtung so weit angehoben werden, daß der Gegenstand 35 in das fluidisierte Material der Kammer 26 eintaucht· Nach einer bestimmten Zeit wird der Gegenstand aus dem fluidisierten Bett entnommen und weiterbehandelt.·

Beim Beschichtungsprozess füllt das fluidisierte Material

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die Kammer 26 im wesentlichen aus, jedoch am Ende dieser Tauchoperation oder nach einer Reihe solcher Operationen kann es vorkommen, daß das in der Kammer 26 vorhandene Material nicht mehr ausreicht, den Pegel des fluidisierten Bettes bis zur Oberkante der Kammer aufrechtzuerhalten, welche durch die scharfen Kanten der Trennleisten 21 und 22 bestimmt sind.

Erfindungsgemäß, wird weiteres fluidisiertes Material in die seitlichen Kammern 2 7 und 28 eingegeben, welche als Nachfüllkammern dienen} das eingegebene Material wird durch geeignete Luftzufuhr aus den darunterliegenden seitlichen Hohlräumen 16 und 17 fluidisiert.

Es ist vorgesehen, daß während der Tauchoperation die Materialmenge und der Fluidxsierungsgrad so eingestellt wird, daß der Materialpegel in den seitlichen Kammern unterhalb der Oberkante der Mittelkammer 26 liegt. Am Ende einer oder einer Anzahl von Tauchoperationen wird der Luftdruck in den seitlichen Hohlräumen 16 und 17 angehoben, um den Materialpegel in den Nachfüllkammern 27 und 28 so weit anzuheben, daß das darin befindliche fluidisierte Material über die'Trennleisten 21 und 22 hinweg in die Mittelkammer 26 fließt. Anschließend wird der Druck in den seitlichen Hohlräumen 16 und 17 wieder reduziert, so daß der Materialpegel in den äußeren Kammern 27 und 28 fällt. Wurde auf diese Weise zuviel Material in die Mittelkammer 26 eingefüllt, wo es im fluidisiertes Zustand verbleibt, so fließt überschüssiges Material wieder zurück in die beiden äußeren Kammern 2 7 und 28, und die Mittelkammer 26 behält präzise ihren bestimmten Füllgrad, welcher durch den im mittleren Hohlraum 15 stehenden Luftdruck bestimmt wird. Die Tauchoperation kann dann nach Wunsch weitergeführt werden.

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Nach Verbrauch des fluidisieren Materials ist es erforderlich, das Material in den äußeren Kammern 27 und 28 von Zeit zu Zeit nachzufüllen, diese Notwendigkeit erhebt sich Jedoch relativ selten.

Ein anderes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt gemäß Fig. 4 einen aus Seitenwänden 41, Stirnwänden42 und einer Grundplatte 43 zusammengesetzten Grundkörper 40. Durch eine Trennwand 44 wird der Innenraum des.-Grundkörpers 40 in zwei Hohlräume 45 und 46 unterteilt, welche durch eine luftdurchlässige Membran 47 auf ihrer Oberseite abgeschlossen sind. Oberhalb der Membran ist ein oberer Behälter 50 aufgesetzt und mit Schrauben befestigt, welche gleichzeitig alle Teile des Grundkörpers 40 zusammenhalten. Eine oberhalb der Trennwand 44 aufgeschraubte Trennleiste 51 verläuft parallel zu den Seitenwänden des Behälters 50 und unterteilt dessen Innenraum in eine oberhalb von Hohlraum befindliche Hauptkammer 52 und eine oberhalb des Hohlraumes 46 befindliche NachfUllkammer 53. Die obere Kante der Trennleist 51 ist keilförmig scharfkantig zugespitzt. Der Grundkörper 40 ist über seine Grundplatte 43 mit Schwingelementen verbunden, welche über entsprechende StUtzsäulen auf einer Unterplatte abgestützt sind. Eine an das gesamte Oberteil der Vorrichtung angeschlossene Vibratoreinrichtung versetzt das ganze Oberteil im Betrieb in Schwingungen, wie bereits beschrieben wurde. Der Hohlraum 45 ist an eine Druckluftquelle 45·,und der andere Hohlraum 46 an eine separat steuerbare Druckluftquelle 46* angeschlossen.

Auf einem Lagerzapfen 58 ist neben dem oberen Behälter 50 ein Kniehebel 55 mit Hebelarmen 56 und 57 drehbar gelagert. Durch einen an den Hebelarm 56 mittels einer

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Kolbenstange 59 angeschlossenen Luftzylinder 60 läßt sich der Kniehebel 55 verdrehen. Ein am anderen Hebelarm 5 7 befestigter Flügel 61 taucht in die Nachfüllkammer 5 3 ein. Wird jetzt der Luftzylinder 60 zyklisch betätigt, so führt der Flügel 61. oszillierende Bewegungen im Verlauf eines mit A-A bezeichneten Doppelpfeiles aus.

Im wesentlichen läuft der Beschicbtungsprozess eines Artikels innerhalb der Hauptkammer 52 in gleicher Weise ab, wie zuvor beschrieben.

Macht sich durch Pegelabfall des fluidisieren Bettes innerhalb der Hauptkammer 52 ein Bedarf für weiteres fluidisiertes Material bemerkbar, so wird dieses Material innerhalb der Nachfüllkammer 53 durch vom Hohlraum eintretende Druckluft fluidisiert«. Während der Tauchoperation ist die Materialmenge und der Fluidisiergrad in der Hauptkammer 52 so eingestellt, daß die Pegelgrenze sich unterhalb der Oberkante der Trennleiste befindet. Am Ende einer oder einer Anzahl von Tauch^ operationen wird der Flügel 61 in erwähnter Weise bewegt und erzeugt eine Wellenbewegung im fluidisierten Material der Nachfüllkammer 53, so daß dieses über die Trennleiste 51 überschwappt und in die Hauptkammer 52 fließt. Gelangt auf diese Weise überschüssiges fluidisiertes Material in die Hauptk-ammer., wo es im fluidisierten Zustand verbleibt, so fließt dieses zurück in die Nachfüllkammer 53_t und die Hauptkammer 5 2 bleibt immer Hinter dem Einfluß des Luftdruckes im Hohlraum 45 präzise gefüllt. Die Tauchöperation kann fortgesetzt werden, wenn gewünscht.

Ist das fiuidisierte Material verbraucht, so kann es erforderlich werden, von Zeit zu Zeit in der Nachfüllkammer 53 Material zu ergänzen; dies kommt jedoch

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relativ selten vor.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5, welches dem zuvor beschriebenen ähnlich ist, sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszahlen, jedoch einem angehängten "a" bezeichnet. Diese Vorrichtung besitzt ein· Nachfüllkammer 53a, mit einem zugeordneten Kolben* system, bestehend aus einem Luftzylinder 66, mit einer vertikal in Richtung eines Doppelpfeiles B-B beweglichen Kolbenstange 67, an der ein zylindrischer Körper 68 so befestigt ist, daß seine Längsachse parallel zur Längsauedehnung der Nachfüllkammer 53a verläuft. Die Betriebsweise dieser Vorrichtung unterscheidet sich von der in Verbindung mit Fig. 4 zuvor beschriebenen dadurch, daß am Ende einer Tauchoperation odet einer Anzahl von Tauchoperationen durch Betätigung des Luftzylinders 66 der daran befestigte zylindrische Körper 68 oszillierend in die Nachfteilkammer 51a eintaucht und fluidisiertes Material in Wellen in die Hauptkammer S?a verdrängt. Beim Zurückziehen des zylindrischen Körpers 68 fließt überschüssige« Material aus der Hauptkammer 52a zurück in die Nachfüllkammer 53a, so daß die Hauptkammer stets entsprechend dem im darunterliegenden Hohlraum 45a stehenden Luftdruck korrekt gefüllt bleibt.

Selbstverständlich kann der Körper 66 auch eine beliebige andere nicht-sylindrIsche Form aufweisen.

Ein besonderer Vorteil der zuvor beschriebenen Vorrichtungen besteht darin, HaA die Trennleisten 21, 22 bzw. 51 und 51a an Ihrer Oberkant* eine tcharfe Kante bilden, weiche nach den Selten achrKg abfällt. Dadurch wird der Materialüberlauf de· fluidisieren Materials gefördert, und es können sich keine Ansammlungen von

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nicht-fluidisiertem Material auf den Wänden der Hauptkeamern 26, 52, b*w. 52a bilden. Desgleichen Wird selbst* verständlich tuch der Rückfluß von tiberschußwateriai aus der Hauptkammer in die Nachfüllkammer gefördert, weil Sich hier ebenfalls keine nicht-fltfidisierten Materialrückstände auf den Trennwänden bilden können*

erfindungsgemäß kann stets ein genauer Materialpegel in dem fluidisieren Bett für die Beschichtung aufrechterhalten werden« so daft die Beschichtung»tiefe der zu beschichtenden Gegenstände grundsätzlich mit den mechanischen Abmessungen der Vorrichtung zusartmiftfüllt, dadurch läßt sich öle Besebichtungstiefe exakt steuern, was bei bekannten Vorrichtungen dieser Art nicht möglich ist, weil dort der Materialpegel des fluidieierten Bettes nicht konstant gehalten werden konnte.

Es kann erwünscht sein, die Kanten der Trennleisten durch entsprechend geformte austauschbare Einsätze zu ersetzen·

Die Erfindung betrifft zusammengefaßt eine Beschichtungsvorrichtung, bei der ein zu beschichtender Gegenstand in ein Haupt-Fluidislerbett eingetaucht wird, welches mit dem Beschichtungsmaterial gefüllt is$. Die Vorrichtung besitzt außerdem mindestens ein fluidisiertes Nachfüllbett, welches zusätzliches Besehichttjngsmaterial ent· hält und dessen Materialpegel sich oberhalb des Pegels la Hauptbett anheben läßt, to defl »usilfcsUch·* Be-•chlchtungs»a£erial aus da» KachfUlibett in d«s Hauptbett übertragen wird, um dessen Materialien·! anzuheben. Sobald der ge wünsch fco P*g#l sinfsßtoil.S: iit_? wird Fegel des Nachfülltet te» Äfi?ei«nfet_t unu IUiUrUl kann %m 4·· K&chtUlimtt $urtteHf&i#i«n

Claims

Ansprüche mmmm mm mm mac» mmammm

1. Beschichtung*vorrichtung mit einem Behälter zum ••schichten «in·· Gegenstandes und mit einer Einrichtung sum überführen von Beschichtungematerial innerhalb des Behälters in einen fiuidislerten Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zweiter Behalter (27* 20$ 5Ji SIa)₁ «in· separate einrichtung (16*| 46·) tür überführung von darin befindlich·* Be-Schichtungsmaterial In einen fluidisieren Zustand, und einrichtungen (li'i 61; 60) sur Erzeugung eines Material ströme» im fluidisieren Zustand von dem aweiten BehSlter in den ersten Behälter (26; 52; 52a) vorhanden sind,

2· Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gek«nnselchnet| daß der Pegel des fluidisierten Be· schichtungsmatfrials im ersten Behälter (26...) durch eine Kant· elnfr Wandung (21, 22; Sl; SIa) bestimmt 1st, welch· de· ersten Behälter vom «weiten Behälter (27...) trennt]

3. ••schichtuagsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß su den Materialstrom-Er- «•u^ungaelnrleitungen Mittel (16·; 6t; 68) gehören, welch· den PtMl d·· Beschichtungsmaterials im «weiten ••hälter (27.., ) Ub«r den Materialpegel Im ersten Be-H*lter (26...) anheben.

j I0M1S/02M

ORIGINAL INSPECTlD

4. BeschichtungsVorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel (16*) so ausgebildet sind, daß ein Gasdruck in einem Abschnitt (16, 17) des zweiten Behälters (27, 28) erhöht wird.

5. Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4^ dadurch gekennzeichnet, daß zu den Mitteln sum Anheben des Beschichtungsmaterial-Pegels im zweiten Behälter eine Anordnung (68) gehört, welche in den zweiten Behälter (53a) eintaucht und das darin befindliche Material verdrängt.

6. BeschichtungsVorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß su den Mitteln zum Anheben des Materialpegels im zweiten Behälter eine Anordnung (61) gehört, welche eine Welle des im zweiten Behälter (53 )befindlichen Beschichtungsmaterialβ erzeugt.

7. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 6_f dadurch gekennzeichnet, daß zu der Anordnung ein schwenkbares Element (55) gehört. ,

6. BeschichtungsVorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Behälter (28) mit separaten Einrichtungen zum überführen von darin enthaltenem Beschickungsina terial in einem fluidisieren Zustand vorhanden ist.

9. BeschichtungsVorrichtung nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen (34) zum Vibrieren der Vorrichtung.

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