DE2337698C3 - Vorrichtung zum Beschichten von Kleinteilen mit Kunststoff - Google Patents
Vorrichtung zum Beschichten von Kleinteilen mit KunststoffInfo
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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 Kunststoffpulverbad
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 Beschichtung
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, Kleintetle 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 Schwingförderung
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 Oberfläcb.enmarkierungen hervorruft
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art
zu schaffen, mit der Kleinteile auch komplizierter Form zuverlässig und niarkierungsfrei mit Kunststoff be- is
schichtet 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 der Kleinteile
und des Kunststoffpulvers in ansonsten gemeinsamer Vorbewegungsrichtung zu einer weiteren Relativ-■bewegung
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, w^s 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 Trennmöglichkeit
von Behandlungspulver und Kleinteilen nach der Behandlung. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
erfolgt die Förderung von unten ,lach oben und durch die gerichtete Bewegung erfolgt am Ende der
Behandlung das Trennen des Pulvers und der Kleinieile
praktisch automatisch, wobei das Pulver auf einfache Weise wieder an den Ausgangspunkt der Behandlung
zurückgeführt werden kann.
Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Hervorzuheben ist dabei besonders die in den Ansprüchen 3 und 4 gekennzeichnete Ausgestaltung,
durch die sich eine besonders einfache Trennung des Pulvers von den Kleinteilen erg'! t 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 Neigungswinkel der Oberführung der
Kleinieile in das fluidisierte Pulverbad einstellbar ist, kann hierüber die Eindringtiefe der Kleinteile 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 Kleinteile und des Pulvers dadurch verbessert, daß die Wirbelbewegung in einer Vertikalebene, die der
Halbwindungsquerschnitt bildet, verhindert wird, wodurch sich die Verlagerungsgeschwindigkeit des Pulverbad'js
und der Kleinteile 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 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt 11-11 der
Fig. 1.
F i g. 3 in vergrößertem Maßstab eine perspektivische Teilansicht, teilweise in Schnittdarstellung, einer weiteren
Ausführungsform 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
4ό zum unteren Ende 4a der Schale 4 fällt. Das Sieb 12 weist dabei um den DurchlaP der zu behandelnden
Teilchen zu ermöglichen, c.it Öffnung 12a auf, deren
Abmessungen dem Querschnitt des Schaehies 9 entsprechen. Um jedoch zu vermeiden, daß die bereits
behandelten Teilchen 3, die am oberen Ende 4b 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 4b, 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 automatisch die Teilchen mitten in das vibrierende Bad. Der Kontakt zwischen den Teilchen
iinH dem Pulver ist sehr inni" und ^«*»e-Q a *-*
Durchrühren setzt sich fort, weiche 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 4b 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 to Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2 ersetzen. Im Beispiel
sind vier Gänge dargestellt
Die Mehrzahl von Gängen 16 hat den Verteil, ein transversales Versetzen der zu behandelnden Teilchen
auf dem Endlosförderer des Ofens derart vorzunehmen,
t5 däu aUicinanucF lOigcfiuc TciiCiicfi äüf dcHl 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.
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 F i g. 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 23b und 23a 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
so 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)
1. Vorrichtung zum Beschichten von Kleinteilen 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
Kunststoffpulver vorgesehen ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trenneinrichtung (12) eine
Rückführung für das Kunststoff pulver zugeordnet 1st.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, daaurch 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
(12a^ mit einer Abmessung größer als die zu
behandelnden Kleinteile (3) versehen ist und die Öffnung (i2a) 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 AusLßöffnung angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des
Endlosförderers (5) 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 (236,23c^hat
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, 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 Anspruch 8 und 9, dadurch
gekennzeichnet, daß.die Gänge (16) der Förderstrekke
zwischen dem Ofen und dem Kunststoffpulverbad einerseits von einem Kühlwasserkreislauf (18)
umgeben sind und andererseits der Boden {23a) des Badbehälters doppelwandig zur Bildung einer
Kammer (24) für einen Kühlwasserkreislauf ausgebildet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 8, 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
verst2llbar sind, daß der Neigungswinkel des Falles der Kleinteile bezüglich der Vorbewegungsrichtung
des fluidisierten Kunststoffpulvers veränderbar ist.
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