DE2416081C3

DE2416081C3 - Sprühvorrichtung für elektrostatische Pulverbeschichtungsanlagen

Info

Publication number: DE2416081C3
Application number: DE2416081A
Authority: DE
Inventors: Lothar 7928 Giengen Mueller; Hermann 8883 Gundelfingen Wirth
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-04-03
Filing date: 1974-04-03
Publication date: 1979-04-05
Also published as: US3942721A; SE7503768L; IT1034685B; DE2416081A1; GB1459168A; FR2266552B1; JPS50140541A; FR2266552A1; DE2416081B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühvorrichtung für elektrostatische Pulverbeschichtungsanlagen, in denen zwischen der Sprühvorrichtung und den an dieser vorbeigeführten Werkstücken ein elektrostatisches Feld aufrechterhalten wird, mit einer um eine senkrechte Achse rotierenden Sprühscheibe, auf deren Oberseite ausgehend von deren Mitte, senkrecht stehende radiale Flügel angeordnet sind, und mit einer Einrichtung, die das Auftragsmittel dem achsennahen Bereich der Oberseite der Spriihscheibe zuführt.

In diesen Anlagen werden heutzutage Pulver aus der Stoffklasse der Duroplaste verarbeitet, die nach dem Auftragen auf das Werkstück samt diesem erhitzt und dadurch ausgehärtet werden. Die Aushärtung ist das Ergebnis einer internen chemischen Umwandlung des Auftragsmittels, was voraussetzt, daß dieses schon in einer besonders reaktionsfähigen Form angeliefert wird. Es zeigt sich nun, daß die erwähnte chemische Umwandlung, die regulär erst nach erfolgtem Auftrag ablaufen soll, zuvor schon, wenn auch nur partiell, durch Nebeneinflüsse, wie StoD, Reibung oder durch geringe, zufällige Temperaturerhöhungen ausgelöst werden kann. Das ist in mehrfacher Hinsicht schädlich. Nicht nur kann das Vorhandensein schon ausreagierter Partikel des Auftragsmittels in der aufgetragenen Schicht eine die Schutzwirkung des fertigen Überzugs gefährdende Inhomogenität bewirken, sondern es pflegen sich auch innerhalb der Verarbeitungseinrichtung Agglomerate des Auftragsmittels zu bilden, entweder in Gestalt von Verkrustungen innerhalb der Zuführeinrichtung für das Auftragsmittel oder von graben Partikeln. Die erste Erscheinung führt zu ungenügenden Leistungen oder gar zu Betriebsstörungen bei den Anlagen, die zweite zu einer weiteren Verschlechterung der Qualität der

fertigen Überzüge (sogenannte Linsenbildung), die, wenn überhaupt, nur durch kostspielige Nacharbeit ausgebessert werden kann.

Die Handhabung des Auftragsmittels innerhalb der Beschichtungsanlage erfordert also besondere Sorgfalt,

is und es sind in dieser Hinsicht auch schon viele konstruktiven Vorschläge gemacht worden, bis jef-t jedoch nicht mit voll befriedigendem Erfolg. Auch die vorliegende Erfindung richtet sich auf dieses Ziel, d. h. auf eine Sprühvorrichtung der eingangs genannter. Art, die die erwähnten schädlichen Einflüsse au', das Auftragsmittel soweit wie möglich hintanhält.

Zu diesem Zweck soll nach der Erfindung die Sprühvorrichtung so eingerichtet sein, daß die Zuführungseinrichtung eine das Auftragsmittel aufnehmende Rinne enthält, die sich nicht mit der Sprühscheibe dreht, koaxial zu dieser und mit Abstand oberhalb von ihr angeordnet sowie mit Überläufen an ihrem Rand und mit Mitteln versert.-n ist. die das zugeführte Auftragsmittel in lluidisiertem Zustand erhalten.

Dabei kann die Rinne mindestens teilweise oben offen sein.

Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind Mittel, mittels derer das Auftragsmittel der Zuführungseinrichtung in fluidisiertem Zustand zugeführt wird, und insbesondere eine Einrichtung zur Versorgung der Zuführungseinrichtung mit Auftragsmittel, die Vorratsbehälter, Dosiereinrichtung, Transporteinrichtung und dergleichen enthält, derart, daß das Auftragsmittel auf seinem Weg durch diese Einrichtung durchweg in fluidisiertem

■»ο Zustand erhalten wird.

Im übrigen wird bei der erfindungsgemäßen Sprühvorrichtung entsprechend der üblichen Wirkungsweise der Sprühscheiben nur vorausgesetzt, daß das zugeführte Auftragsmittel mit einer merklichen radialen Geschwindigkeitskomponente die Sprühkante bzw. den Bereich der Sprühkante erreicht bzw. passiert und spätestens dort von dem elektrostatischen feld erfaßt und von diesem fortgetragen wird. Dabei können in ebenfalls bekannter Weise mechanische und/oder pneumatische Schleuderkräfte unterstützend wirksam sein.

Ein Ausführungsbeispiel de« Gegenstandes der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

F i g. 1 teilweise im Schnitt eine Zuführungseinrichtung für das Auftragsmittel im einer Sprühvorrichtung nach der Erfindung zusammen mit der zugehörigen Sprühscheibe,

F i g. 2 in verkleinertem Maßstab, zum Teil im Schnitt,

die gesamte Anordnung einer Sprühvorrichtung nach der Erfindung.

Mit 1 ist eine senkrecht stehende Welle bezeichnet, an deren unterem Ende über eine Nabe 2 eine ebene, kreisrunde Sprühscheibe 3 mit einer angeschärften äußeren Kante, der Sprühkante 4, befestigt ist. Auf der Oberseite der Sprühscheibe 3 sind, von der Welle 1 ausgehend, senkrecht stehende radiale Flügel 5 angebracht, die sich jeweils über einen beträchtlichen

Teil d» . betreffenden Scheibenradius erstrecken.

Die Welle I setzt sich nach oben über eine Kupplung 6 in ein mit 7 angedeutetes Gehäuse fort, in dem, in der Zeichnung nicht wiedergegebene, Mittel zur Lagerung und zum Antrieb der Welle 1 untergebracht sind.

Mit dem Gehäuse 7 über eine Halterung 8 verbunden ist eine Zuführungseinrichtung 9 für das Auftragsmittel, die im wesentlichen gebildet wird durch eine oberhalb der Sprühscheibe 3 und koaxial zu ihr angeordnete, oben offene ringförmige Rinne 10. Die Zuführungseinrichtung 9 setzt sich zusammen aus einem zylindrischen Außenmantel 11, einem zylindrischen Innenmantel 12 und einem zwischen diese beiden Teile eingefügten Bodenteil 13, ferner einem etwas oberhalb dieses Bodenteils eingefügten Siebboden 14. Der Siebboden 14 begrenzt zusammen mit den oberhalb liegenden Abschnittender Mantel 11,12 die erwähnte oben offene ringförmige Rinne 10 für die Zuführung des Auftragsmittels und zusammen mit dem Bodenteil 13 eine Druckkammer 15.

Der Zufuhr des Auftragsmittels zur Rinne 10 dient eine Schrägrinne 16, die an den oberen Rand 17 des Außenmantels 11 anstößt und wiederum .nit einem Siebboden 18 und einer darunterliegenden Druckkammer 19 ausgestattet ist.

Die Siebboden 14 und 18 bestehen aus einem Werkstoff mit durchlässigen Poren derart, daß den entsprechenden Druckkammern 15, 19 über Anschlüsse 20 bzw. 21 zugeleitete Druckluft durch sie hindurchtreten und das darüber befindliche Auftragsmittel in einem sogenannten fluidisierten Zustand erhalten kann, wobei das fluidisierte Auftragsmittel in der Schrägrinne 16 entsprechend deren Gefälle abwärts fließt.

Der obere Rand 22 des Innenmantels 12 liegt ein wenig unterhalb des oberen Randes 17 des Außenman IeIs 11. Er ist mit einer Reihe als Überläufe dienender schlitzförmiger Durchlässe 23 und an dem der Mündung 24 der Zufuhrrinne 16 gegenüberliegenden Abschnitt mit einer schildartigen Erhöhung 25 versehen.

In der in F i g. 2 gegebenen Übersicht über die Sprühvorri.htung nach der Erfindung sind zu sehen die Welle 1, die Sprühscheibe 3, die Zuführungseinrichtung 9 mit der ringförmigen Rinne 10 und der Zufuhrrinne 16 sowie das Gehäuse 7 mit den (nicht dargestellten) Mitteln für die Lagerung und den Antrieb der Welle 1.

Das Gehäuse 7 samt den eben erwähnten mit ihm fest verbundenen bzw. ihm zugeordneten Teilen, insbesondere der Sprühscheibe 3, kann mittels eines Hydraulikzylinders 26 aufwärts und abwärts verschoben und in jeder Stellung festgehalten werden. Der Hydraulikzylinder 26 ist an seinem obe.en Ende 27 sowie mittels einer Traverse 28 am Gebäude befestigt.

Ebenso am Gebäude befestigt ist ein Vorratsbehälter 29 für das Auftragsmittel, dessen Ausgang 30 über eine Schrägrinne 31 an das obere Ende eines Fallrohrs 32 angeschlossen ist. Das untere Ende des Fallrohrs 32 ist lose in ein Fallrohr 33 eingeführt, ai. das sich die Schrägrinnc i6 unmittelbar anschließt. Das Fallrohr 33 ist damit mit dem Gehäuse 7 starr verbunden und mit diesem beweglich, während das Fallrohr 32 ebenso wie der Vorratsbehälter 29 ortsfest ist. Durch gegenseitige teleskopische Verschiebbarkeit der Fallrohre 32, 33 wird bewirkt, daß bei einer vertikalen Verschiebung des Gehäuses 7 mit den angeschlossenen Teilen der Weg des Auftragsmittels durch die Fallrohre 32, 33 nicht störend beeinflußt wird.

Wie bei 34 und 35 angedeutet, sind auch in dem Vorratsbehälter 29 und in der Schrägrinne 31 Siebboden b/w. Druckkammern usw. vorgesehen, so daß auch in diesen Teilen der Sprühvorrichtung nach der Erfindung

ι« das Auftragsmittel in fluidisiertem Zustand erhalten werden kann.

Die Dosierung des Auftragsmittels erfolgt in grober Einstellung mittels eines Schiebers 36 am Ausgang 30 des Vorratsbehälters 29 und in Feineinstellung mittels einer Düse 37 innerhalb des Vorratsbehälters 29, die über eine Zuleitung 38 mit Druckluft versorgt wird und ihren einstellbaren Luftstrahl gegen den Ausgang 30 richtet und damit den Ausfluß des Auftragsmittels beeinflußt. Einzelheiten wie die Zuführung der Druckluft zu dieser Düse und den verschiedenen Siebboden usw. sind in der Zeichnung nicht wie' gegeben.

Die Sprühvorrichtung nach der Ci-f;-.durig arbeitet nun folgendermaßen: Das im Behälter 29 in fluidisiertem Zustand vorhandene Auftragsmittel fließt über den Ausgang 30, die Schrägrinne 31. das Fallrohr 32, ;>3 und die Sc^rägrinne 16 zur ringförmigen Rinne 10 in der Zufuhrungseinrichtung 9. Von dort fließt es über die Überläufe 23 auf der Innenseite des Mantels 12 abwährts gegen die Sprühscheibe 3.

Dabei verhindert die schildartige F.rhohung 25 auf dem Innenmantel IZ daß bei evtl. auftretenden Unstetigkeiten in der Zufuhr des Auftragsmittels durch die Schrägrinne 16 solches unmittelbar über den oberen Rand 22 des Innenmantels 12 hinweg auf die

J5 Sprühscheibe 3 gelangt.

Auf seinem ganzen Weg von dem Behälter 29 bis zur Sprühscheibe 3 befindet sich das Auftragsmittel durchwegs in fluidisiertem Zustand. Das bedeutet, daß die obenerwähnten schädlichen Einfluss? wn Stoß.

Reibung und unkontrollierte Temperaturerhöhungen in fast idealer Weise ausgeschaltet sind, weil das die Pi- tikel des Auftragsmittels tragende Medium, die durch die Siebboden andauernd zuströmende Luft, einen zu intensiven Kontakt der Partikel untereinander und mit den vorhandenen Wandungen verhindert und zudem auch temperierend wirkt. Voraussetzung ist selbstverständlich, daß durch die gewählten Betriebsdaten und durch die Abmessungen der Anlage eine hinreichend niedrige Geschwindigkeit des Material transports gewährleistet ist. Bei der erfindungsgemäßen Anlage läßt sich eine Geschwindigkeit des Materialtransports von I bis ? m/sec unschwer erreichen.

Das auf die Sprühscheibe 3 herabfließende Auftragsmittf' ist im Bereich von deren Oberseite den durch die

" Rotation der Sprühscheibe hervorgerufenen Luftströmungen ausgese'?t. Es erfährt dabei eine radiale Beschleunigung und strömt daher der Sprühkante 4 zu Dabei können die Flügel 5 auf der Sprühscheibe 4 je nach den baulichen Verhältnissen noch eine der VergleichmäßigU'.g des Partikelstroms dienende Wirbelbewegung zusätzlich hervorbringen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Sprühvorrichtung für elektrostatische Pulverbeschichtungsanlagen, in denen zwischen der Sprühvorrichtung und den an dieser vorbeigeführten Werkstücken ein elektrostatisches Feld aufrechterhalten wird, mit einer um eine senkrechte Achse rotierenden Sprühscheibe, auf deren Oberseite ausgehend von deren Mitte, senkrecht stehende Flügel angeordnet sind, und mit einer Einrichtung, die das Auftragsmittel dem achsennahen Bereich der Oberseite der Sprühscheibe zuführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungseinrichtung (9) eine das Auftragsmittel aufnehmende Rinne (10) enthält, die sich nicht mit der Sprühscheibe (3) dreht, koaxial zu dieser und mit Abstand oberhalb von ihr angeordnet sowie mit Überläufen (23) an ihrem Rand (17) und mit Mitteln (14,15) versehen ist, die das zugeführte Auftragsmittel in fluidisiertem Zustand erhalten.

2. Sprühvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (10) im wesentlichen aus einem zylindrischen Außenmantel (11), einem zylindrischen Innenmantel (12) und einem zwischen diese beiden Teile eingefügten Bodenteil (13) besteht, sowie einem etwas oberhalb des Bodenteils (13) eingefügten und mit diesem eine Druckkammer (IS) begrenzenden Siebboden (14), wobei an den oberen Rand (!7) des äußeren Marstelteüs (11) eine Zuführrinne (16) für das Auftragsmittel und an die Druckkammer (15) eine Zuleitung (20) für die Versorgung mit Druckluft angeschlossen ist und wobei der ein wenig unterhalb des oberen Randes (17) des Au3enmanteli> (11) liegende obere Rand (22) des Innenmantels (12) eine Reihe als Überläufe dienender schlitzförmiger Dui.hlässe (23) und an seinem der Mündung (24) der Zufuhrrinne (16) gegenüberliegenden Abschnitt eine schildartige Erhöhung (25) aufweist.