DE2337698B2 - Vorrichtung zum Beschichten von Kleinteilen mit Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung der gattungsgemäßen Art (DE-PS 10 42 442) wird das Kunststoffpulver- bad dadurch vermittels Schwingungen fluidisiert, daß der Schwingungserzeuger, dort ein Schallerzeuger, unmittelbar mit dem Kunststoffpulver in Kontakt steht, wodurch das Pulver eine unorientierte, willkürliche Schwingungsbewegung erhält, so daß auch die erreichte

« Fluidisierung im wesentlichen unorientiert ist. Hierdurch lassen sich aber Berührungen der zu behandelnden Teile mit der Behälterwandung und insbesondere mit dem Schwingungserzeuger selbst nicht ausschließen, was einer gleichmäßigen, markierungsfreien Beschich tung entgegensteht. Ferner besteht bei dieser Art der Fluidisierung die Gefahr, daß sich gerade bei komplizierteren Formteilen an schlecht zugänglichen Stellen Luftblasen und Lufttaschen bilden können, die eine Beschichtung mit dem Pulver verhindern. Auch die Trennung der Teile vom Pulver am Ende der Behandlung ist bei einer derart unorientierten Fluidisierung schwierig.

Es ist ferner bekannt, Kleinteile in einem unorientiert fluidisierten Kunststoffpulverbad durch Schwerkraft nach unten in einen Behälter wandern zu lassen. Auch hier sind alle vorstehend genannten Nachteile vorhanden.

Es ist des weiteren aus der US-PS 30 97 958 bekannt, einerseits die zu behandelnden Teile durch Schwing förderung weiterzubewegen und andererseits die Fluidisierung des Kunststoffpulvers ausschließlich durch einen Luftstrom in unorientierter Form durchzuführen. Es kommt dabei nicht zu einer gerichteten gleichzeiti-

gen Förderung des Beschichtungsmaterials und der zu beschichtenden Teile. Auch hier kommen die zu behandelnden Teile mit Wandungen der Vorrichtung und auch miteinander in erheblichem Maße in Berührung. Dies steht einer gleichmäßigen, markierungsfreien Beschichtung wiederum entgegen. Die Trennung des Beschichtungspulvers und der Teile geschieht dort auf komplizierte Weise durch Abbremsung und/oder Umlenkung der Teile mit mechanischen Mitteln, was wiederum Oberflächenmarkierungen hervorruft

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, mit der KJeinteile auch komplizierter Form zuverlässig und markierungsfrei mit Kunststoff beschichtet werden können.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1.

Mittels einer derartigen Vorrichtung werden die Kleinteile in vollständiger Einbettung praktisch in Art einer schwimmenden Lagerung im Behandlungspulver geführt, wobei es sich bezüglich des Behandlungspulvers und der Kleinteile um Schwingungen mit relativer Amplitude handelt, da die Kleinteile in Richtung auf die Wegbahnmitte des Behälters stärker geschleudert werden als die Pulverkörner. Es kommt somit abgesehen von der rollenden Vorwärtsbewegung und damit schon vorhandenen Relativbewegung cer Kleinteile und des Kunststoffpulvers in ansonsten gemeinsamer Vorbewegungsrichtung zu einer weiteren Relativbewegung zwischen den Kleinteilen und dem Kunststoffpulver. Die orientierte Schwingungsbewegung verhindert dadurch, daß die Teile eine hieraus resultierende vorbestimmte Wegbahn durchlaufen, und daß sie hierdurch praktisch im Pulver schwimmend gehalten werden, daß die Kleinteile mit den Vorrichtungswandungen oder miteinander in Berührung kommen, und sie gewährleistet ferner durch die verschiedenen zusätzlichen Relativbewegungen zwischen den Pulverkörnern und den Kleinteilen, daß auch Kleinteile komplizierter Raumform an jeder, auch schwer zugänglicher Stelle, beschichtet werden, was insbesondere auch durch eine Art Drehung der zu behandelnden Kleinteile um sich selbst sehr begünstigt wird.

Diese orientierten Schwingungen bieten darüber hinaus eine sehr einfache und bequeme Ti ennmöglichkeit von Behandlungspulver und Kleinteilen nach der Behandlung. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Förderung von unten nach oben und durch die gerichtete Bewegung erfolgt am Ende der Behandlung das Trennen des Pulvers und der Kleinteile praktisch automatisch, wobei das Pulver auf einfache Weise wieder an den Ausgangspunkt der Behandlung zurückgeführt werden kann.

Bevorzugte wintere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Hervorzuheben ist dabei besondere die in den Ansprüchen 3 und 4 gekennzeichnete Ausgestaltung, durch die sich eine besonders einfache Trennung des Pulvers von den Kleinteilen ergibt. Die im Anspruch 5 gekennzeichnete Ausgestaltung gewährleistet auf baulich besonders einfache, raumsparende Weise eine Einbringung der Kleinteile in die Vorrichtung ohne die Gefahr des Aufschiagens der Kleinteile auf den Boden der Schale der Vorrichtung. Die in Anspruch 8 gekennzeichnete weitere Ausgestaltung hat den besonderen Vorteil, daß auch bei dichter Aufeinanderfolge der aus dem Ofen kommenden Kleinteile diese sich bei der Überführung in das Kunststoffpulverbad nicht berühren. Dadurch, daß die Raumlage der dort genannten Gänge des Schachtes veränderbar ist und damit der Neigungswinke! der Überführung der KJeinteile in das fluidisierte Pulverbad einstellbar ist, kann hierüber die Eindringtiefe der KJeinteile in das Pulverbad variiert werden und immer auf einen optimalen Wert eingestellt werden.

Hervorzuheben ist ferner, daß der etwa U-förmige Querschnitt der Schale die Bewegungsmöglichkeiten der KJeinteile und des Pulvers dadurch verbessert, daß die Wirbelbewegung in einer Vertikalebene, die der Halbwindungsquerschnitt bildet, verhindert wird, wodurch sich die Verlagerungsgeschwindigkeit des Pulverbades und der KJeinteile erhöhen läßt Der im Anspruch 11 gekennzeichnete Kühlwasserkreislauf ermöglicht es, die Erwärmung der Wandungen der Schale und der Wandungen der Gänge des Schachtes, die in Kontakt mit dem Pulver treten, herabzusetzen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 e^;ne Schnittdarstellung gemäß Schnitt H-II der Fig.l,

F i g. 3 in vergrößertem Maßstab eine perspektivische Teilansicht, teilweise in Schnittdarstellung, einer weiteren Ausführuiigsform des Erfindungsgegenstandes.

Die in den F i g. 1 bis 2 dargestellte Vorrichtung weist im wesentlichen einen Ofen 2 zum Vorerwärmen der zu behandelnden Teilchen 3 auf, sowie einen Schwingbehälter 4. Der Ofen 2 ist als Tunnelofen ausgebildet und es ist ihm ein Endlosförderer 5 zugeordnet, der mit konstanter, jedoch einstellbarer Geschwindigkeit im Sinne des Pfeiles 6 durch einen Motor 7 angetrieben ist Der Endlosförderer 5 transportiert die zu behandelnden Teilchen 3 von der Eintrittsöffnung 8 des Ofens 2 bis zu einer Auslaßöffnung, die von einem vertikalen Schacht 9 gebildet wird, der unter dem hinteren Ende des Endlosförderers 5 liegt. Um ein Anordnen der zu behandelnden Teile 3 auf dem Förderer 5 zu ermöglichen, ist dessen vorderes Ende aus dem Ofen 2 herausgeführt.

Die Temperatur des Ofens 2 ist einstellbar.

Der Behälter 4, der das Kunststoffpulver enthält, besteht aus einer Schale mit halbkreisförmigem Querschnitt und hat im wesentlichen die Form einer Windung einer Schraubenlinie bei vertikaler Achse.

Die Schale 4 ist auf einem Schwingsupport 10 bekannter Bauart angeordnet, der ihr Schwingungen erteilt derart, daß das in dem Behälter befindliche Pulver sich mit konstanter Geschwindigkeit verlagert die von der Amplitude der Schwingungen abhängt und zwar in Richtung der Pfeile 11. Das untere Ende 4a der Schale 4 bildet damit das Eintrittsende und das obere Ende Ab bildet das Austrittsende.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist das obere Ende Ab der Schale 4 durch ein Sieb 12 verlängert dessen Maschenweite größer ist als der Durchmesser der Körner des Pulvers, das sich in der Schale befindet, aber kleiner ist als die kleinste Abmessung der zu behandelnden Teilchen.

Das Sieb 12 befindet sich teilweise über dem Ende 4a der Schale und teilweise liegt es außerhalb dieses Endes. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, einerseits das Pulver vom oberen Ende Ab zum unteren Ende 4a der Schale

zurückzuführen, und andererseits wird die Trennung der behandelten Teilchen 3 und des rückzuführenden Pulvers ermöglicht, wobei die behandelten Teile zum freien Ende des Siebes 12 gelangen und von dort in einen Behälter 13 fallen.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, liegt das untere Ende 4a der Schale 4 unter dem Schacht 9, der die Auslaßöffnung des Ofens 2 bildet. Diese Ausgestaltung ist vorgesehen, damit die Teilchen in der Zone stärkster Turbulenz des Kunststoffpulvers in die Schale 4 eingeführt werden, d. h. in der Zone, in der dieses Pulver vom oberen Ende Ab zum unteren Ende 4a der Schale 4 fällt. Das Sieb 12 weist dabei um den Durchlaß der zu behandelnden Teilchen zu ermöglichen, eine öffnung 12a auf, deren Abmessungen dem Querschnitt des Schachtes 9 entsprechen. Um jedoch zu vermeiden, daß die bereits behandelten Teilchen 3, die am oberen Ende Ab der Schale 4 ankommen, auch wieder zurückgeführt werden, ist dieser Öffnung 12a an ihrem Umfang eine Ableitung 14 zugeordnet, die eine Art Verlängerung des Schachtes 9 darstellt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung sei nachstehend im Zusammenhang beschrieben:

Die zu behandelnden Teilchen werden auf dem Endlosförderer 5 des Ofens 2 angeordnet und in diesem vorerwärmt. Am Ausgang des Ofens 2 fallen sie direkt durch den Schacht 9 und die Ableitung 14 sowie die öffnung 12a des Siebes 12 in die Schale 4, und zwar an deren unterem Ende 4a. Die der Schale 4 von ihrem Support 10 vermittelten Schwingungen treiben das Kunststoffpulver, das sich in der Schale befindet und das die Beschichtung der zu behandelnden Teilchen 3 bilden soll, vom unteren Ende 4a zum oberen Ende Ab, wo das Pulver zum unteren Ende 4a durch die Maschen des Siebes 12 zurückfällt Bei seiner Bewegung führt das Kunststoffpulver die vorerwärmten Teilchen, die aus dem Ofen 2 in die Schale 4 gefallen sind, mit sich. Beim Kontakt mit diesen Teilchen bildet das Kunststoffpulver einen Film, dessen Dicke einerseits von der Temperatur der Teilchen und ihrer Wärmespeicherfähigkeit und andererseits von der Länge des Weges der Teilchen 3 in der Schale 4 und der Art des Kunststoffes abhängt. In dem Maße, wie der Film entsteht, bildet er eine Wärmeisolierung, deren Außenfläche von nicht geschmolzenen Oberflächenkörnern bedeckt ist, die nachher leicht entfernt werden können.

Während des Durchlaufens der Schale 4 werden die Teilchen in dem Kunststoffpulver gerollt, und dieser Rolleffekt bringt rutomatisch die Teilchen mitten in das vibrierende Bad. Der Kontakt zwischen den Teilchen und dem Pulver ist sehr innig, und diese Art Durchrühren setzt sich fort, welche Form die Teilchen auch haben mögen. Es ist hervorzuheben, daß ferner die Konsistenz des Pulvers ausreicht, um das Gewicht der Teilchen soweit zu tragen, daß sie gehindert werden, in Kontakt mit den Wandungen der Schale 4 zu gelangen.

Wenn die Teilchen am oberen Ende Ab der Schale 4 ankommen, werden die Teilchen von dem Sieb 12 zurückgehalten und zu seinem freien Ende geführt, von wo sie in den Sammelbehälter 13 gelangen, während das Pulver durch die Maschen des Siebes 12 zum unteren Ende 4a der Schale 4 zurückfällt.

*> In F i g. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Erfindungsgegenstand dargestellt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung eine Mehrzahl von Gängen 16 auf, die getrennt voneinander sind und die die Ableitung 14 der

ίο Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2 ersetzen. Im Beispiel sind vier Gänge dargestellt.

Die Mehrzahl von Gängen 16 hat den Vorteil, ein transversales Versetzen der zu behandelnden Teilchen auf dem Endlosförderer des Ofens derart vorzunehmen, daß aufeinander folgende Teilchen auf dem Förderer niemals in den gleichen Gang gelangen. Man kann somit durch eine gute Querverteilung der Teilchen auf dem Endlosförderer des Ofens die Gefahr vermeiden, daß ein dem vorhergehenden zu nahe folgendes Teilchen mit diesem bei dem Fall in das Pulverbad in Kontakt gerät. Jeder der Gänge 16 weist einen Zuführungsstutzen 17 für einen Luftstrom auf, der von oben nach unten gerichtet ist und dazu bestimmt ist, das Hochsteigen des Behandlungspulvers in dem jeweiligen Gang zu verhindern, ein Hochsteigen, das von dem Fall der Teilchen hervorgerufen werden könnte.

Die Gesamtheit der Gänge 16 ist von einem Gehäuse 18 umgeben, das der Zirkulation von Kühlwasser dient und zu diesem Zweck einen Zuführungsstutzen 19 für Kühlwasser hat sowie auch einen Austrittsstutzen 21 für das Wasser. Dieses Kühlwasser verhindert das Anschmelzen des Pulvers, das mit den Gängen in Berührung tritt.
Weiterhin sind die Gänge 16 in ihrer Gesamtheit um eine horizontale Achse 22 schwenkbar, die eine Neigungsvariierung der Gänge ermöglicht Hierdurch ist eine Modifizierung des Fallwinkels der Stücke in das Pulverbad möglich und demzufolge eine Modifizierung ihrer Eindringung in das Bad. Man kann somit eine konstante Eindringtiefe auch bei Behandlung von Teilchen verschiedener Gewichte erreichen.

Wie aus Fig.3 ersichtlich, hat der schwingende Behälter 23, der das Pulver enthält, einen Querschnitt etwa in Form eines U, mit einem ebenen Boden 23a und zwei vertikalen Seitenwänden 236 und 23c Das rechtwinklige Profil des Querschnittes des Behälters hat den Vorteil, daß die Bildung von Wirbeln verhindert wird, die die Tendenz haben könnten, die Zirkulationsgeschwindigkeit des Pulverbades und der behandelten Teilchen abzubremsen und damit auch die Gefahren eines Kontaktes zwischen den Teilchen senkrecht unter den Gängen zu erhöhen.

Um des weiteren eine Erwärmung der Wandungen des schwingenden Behälters 23 zu verhindern, ist sein Boden 23a doppelwandig ausgebildet, so daß eine Kammer 24 für die Zirkulation von Kühlwasser gebildet ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Beschichten von Klein teilen mit Kunststoff, mit einer Einrichtung zum Erwärmen der Kleinteile und einem Badbehälter mit einem durch Schwingungen fluidisierten Kunststoffpulverbad, dadurch gekennzeichnet, daß dem Badbehälter (4, 23) eine aus der Kombination mehrerer periodischer Schwingungsbewegungen entsprechend dreier zueinander senkrechter Achsen aufgebaute, orientierte Schwingungsbewegung für die Pulverfluidisierung gegeben ist und er eine von einem tiefer liegenden Punkt zu einem höher liegenden Punkt führende Wegbahn für die Vorwärtsbewegung des Kunststoffpulvers und der von diesem mitgenommenen Kleinteile aufweist und an dem höher liegenden Endpunkt eine Trenneinrichtung (12) zum Aussondern der Kleinteile aus dem Kunststoff pulver vorgesehen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trenneinrichtung (12) eine Rückführung für das Kunststoffpulver zugeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Badbehälter (4,23) eine auf einem Schwingsupport (10) angeordnete Schale mehrfach größerer Länge als Breite ist, die ein tiefer liegendes Einlaßende und ein höher liegendes Auslaßende hat, wobei die Trenneinrichtung an dem Auslaßende ein Sieb (12) ist, dessen Maschenweite zwischen dem Durchmesser der Körner des Kunststoffpulvers und der kleinsten Abmessung der zu behandelnden Kleinteile (3) liegt

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (4) schraubenlinienförmig in Länge entsprechend einer Schraubenwindung ausgestaltet ist und das obere Schalenende durch das Sieb (12) verlängert ist, das teilweise über dem unteren Einlaßende der Schale (4) mit freiem Rückfall des Kunststoffpulvers angeordnet ist und teilweise zur Kleinteilabfuhr über die Schale (4) vorsteht

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (12) mindestens eine Öffnung (\2a) mit einer Abmessung größer als die zu behandelnden Kleinteile (3) versehen ist und die Öffnung (\2a) durch einen den Rückfall der behandelten Kleinteile verhindernden Reflektor (12) geschützt ist, wobei sich die öffnung (12a) direkt unter einem vertikalen Schacht (9) befindet, der die Auslaßöffnung des für die Erwärmung der Kleinteile vorgesehenen Ofens (2) bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ofen (2) als Tunnelofen einstellbarer Temperatur ausgebildet ist und in ihm ein mit konstanter und einstellbarer Geschwindigkeit abtreibbarer Endlosförderer (5) zum Transport der Kleinteile (3) von der Eingangsöffnung (8) des Ofens bis zu seiner Auslaßöffnung angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Endlosförderers (S) über dem die Auslaßöffnung des Tunnelofens (2) bildenden vertikalen Schacht (9) angeordnet ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Rückfall der Kleinteile verhindernde Reflektor in mehrere voneinander durch Trennwände getrennte Gänge (16) geteilt ist,

die eine Transversalverteilung der Teile auf dem Endlosförderer (5) des Ofens (2) derart ermöglichen, daß zwei aufeinanderfolgende Kleinteile (3) auf dem Endlosförderer (5) in das Kunststoffpulverbad durch zwei verschiedene Gänge (16) einbringbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (23) einen U-förmigen Querschnitt mit einem ebenen Boden (23a) und zwei vertikalen Seitenwänden (23b, 23cjhat

10. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gang (16) der Förderstrekke zwischen dem Ofen (2) und dem Kunststoffpulverbad eine Einrichtung (17) zur Zuführung eines im Sinne des Falles der Kleinteile absteigenden Luftstromes hat

11. Vorrichtung nach Ansprüche und 9, dadurch gekennzeichnet, ds3 die Gänge (16) der Förderstrekke zwischen dem Ofen und dem Kunststoffpulverbad einerseits von einem Kahlwasserkreislauf (18) umgeben sind und andererseits der Boden (23 a) des Badbehälters doppelwandig zur Bildung einer Kammer (24) für einen Kühlwasserkreislauf ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gänge (16) der Förderstrecke zwischen dem Ofen (2) und dem Kunststoffpulverbad auf mindestens einer horizontalen Drehachse angeordnet sind und auf dieser derart winkelig verstellbar sind, daß der Neigungswinkel des Falles der Kleinteile bezüglich der Vorbewegungsrichtung des fluidisierten Kunststoffpulvers veränderbar ist.