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Vorrichtung zum Pulverbeschichten von
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Werkstücken Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pulverbeschichten
von Werkstücken mit einer das Werkstück zeitweise aufnehmenden Sprühkabine, die
in wenigstens einer Seitenwand eine Sprühöffnung für eine Pulver-Sprühpistole aufweist,
mit einem Filteraggreg.nt, das auswechselbare rilterelerrente aufweist und an ein
Sauggebläse angeschlossen ist, wobei das im Filteraggregat ausgeschiedene Pulver
in einen Pulvertehälter gelangt, dem eine Aufbereitungsvorrichtung und eine Einleitvorrichtung
für das Pulver in eine zur Sprühpistole führende Leitung zugeordnet sind.
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Bei Vorrichtungen dieser Art sind zwar die einzelnen Aggregate einander
funktionsmäßig, in der Regel auch lelstungsmäßig und zum Teil räumlich zugeordnet.
Meist ist auch eines der verschiedenen Aggregate einem anderen so angepaßt, daß
es mit diesem eine Einheit bildet. Die übrigen Aggregate müssen sich iedoch in irgendeiner
Weise funktionsmäßig zusamnengefügt werden, was Verbindungen verschiedener Art,
Leistungsverluste u.dgl. zur Folge hat, vor allem aber einer Mengenfertigung und
damit Preisminderung entgegensteht. So kommt es, daß Vorrichtungen zur Pulverbeschichtung
praktisch nur in größeren Betrieben zum Einsatz kor.jnen, wo die Vorrichtung erst
an Ort und Stelle zusammengefügt wird.
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Die Erfindung verfolgt die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Pulverbeschichten
von Werkstücken der eingangs genannten Gattung in solcher Weise zu gestalten, daß
Montagekosten am Einsatzort praktisch in Fortfall kommen und die Gesamtkosten so
niedrig bleiben, daß auch Kleinbetriebe wirtschaftlich mit Pulver beschichten können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß alle den Pulverkreislauf
beeinflussende Aggregate der Vorrichtung zu einer geschlossenen, in sich funktionsfähigen
und als Ganzes transportablen Baueinheit zummengefügt. Auf diese Weise wird einmal
die für eine Bauserie erforderliche Zahl der Aggregate und Einzelteile gleichbleibend
gehalten, so daß sich schon auf diese Weise die Kosten für die einzelnen Beschichtungsvorrichtungen
senken lassen. Es sind aber auch die Montage- und Anschluß-vorgänge verringert und
- da sie stets in gleicher Form wiederkehren - bequemer und von weniger geübten
Personen auszuführen.
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Es ist nur eine Frage des eingesetzten Transportsystems, ob das fertig
montierte Aggregat als Ganzes vom Herstellungswerk zum Einsatzort versandt wird
oder ob zwischenzeitig eine Teildemontage vorzunehmen ist. Die Vorrichtung muß auch
nicht unbedingt die Größe bisher üblicher Anlagen haben, da es für den Kleinbetrieb
nicht unbedingt notwendig ist, daß er von Anfang an jede Größe und Form von '»erkstücken
beschichten kann. Im übrigen ist dies nur eine Frage der Kabinengröße, im wesentlichen
also einer Kastenkonstruktion aus Wandelementen, was schließlich für die Gesamtkosten
nicht maßgeblich ist. Zu der Grundeinheit können daher auch verschiedene Eabinengroßen
oder Wandelemente verfügbar gehalten werden.
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Nach einem weiteren Erfindungsvorschlag werden das Filteraggregat
und der Pulverbehälter mit Aufbereichtungsanlage und Anschluß für die Sprühpistole
unterhalb der Sprühkabine untereinander angeordnet und in einem geschlossenen Untergehäuse
angebracht. Diese lotrechte Zuordnung der einzelnen Aggregate verkürzt nicht nur
die Förderwege, sondern spart
etliche Förderverbindungen unmittelbar
ein und verringert somit auch den Raumbedarf. Die mit dieser Bauweise bedingte Bauhöhe
kann sich bei Kleinanlagen normalerweise nicht nachteilig auswirken. Bei Großanlagen
wird die Arbeitsebene mit Werkstück und Sprühpistole geringfügig angehoben, ohne
daß dies wesentliche Nachteile mit sich bringt.
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Das Untergehäuse bildet dagegen das eigentliche Kernstlck der ganzen
Vorrichtung, da es mehrere Aggregate aufnehmen und andere außen tragen kann, beispiessweise
die Sprahkabine.
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Zweckmäßigerweise ist das Filteraggregat zwischen Kabinenboden und
Pulverbehälter durch Schnellschlußkupplungen auswechselbar gehalten und durch eine
verschließbare Öffnung im Untergehä1se zugängig. Das beim Farbwechsel erforderliche
Auswechseln les Filteraggregates kann daher bequem mit wenigen Handgriffen erfolgen.
Der PulverShclter kann dann in bekannter Weise geleert werden, läßt sich im Prinzip
aber ebenfalls wieder auswechs-lbar vorsehen.
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Der Pulverbehälter wird zweckmäßigerweise mit der Sprühkabine durch
von innen nach außen beaufschlagte Filterrohre verbunden, die frei in dem durch
das Untergehäuse begrenzten Reingasraum liegen können. Der vom Untergehäuse begrenzte
Raum kommt daher unmittelbar mit Pulver nicht in Berührung, und die Luftführung
ist wesentlich vereinfacht, da man das Geblse nur irgendwie an diesen Gehäuseraum
anzuschließen braucht.
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So kann das Filteraggregat zwei mit einer gleichen Anzahl Durchbrechungen
versehene Endplatten aufweisen, die durch zwischen den Durchbrechungen geführte
Schlauchfilter verbunden sind, wobei die obere Endplatte am Kabinenboden angebracht
ist und die untere Endplatte den Pulverbehälter abdeckt und das den Reingasraum
bildende Untergehäuse mit einem Sauggebläse in Verbindung ist. Die Schlauchfilter
sind in der Regel zylindrisch, können aber im Prinzip beliebige Form haben und müssen
nur in begrenzter Weise verformbar sein und hinreichend zugfest, um den Aufweitkräften
wiederstehen zu können.
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Durch leichtes Zusammendrücken der Schlauchfilter läßt sich dann das
ganze Filteraggregat durch die Öffnung des Untergehäuses bequem herausnehmen und
auswechseln. Hierzu sind lediglich Schnellschlußkupplungen, Exzenterhebel o.dgl.
zu bedienen. Vorzugsweise haben die Schlauchfilter ein elastisch dehr.-bares Gewebe
und können mittels ringförmiger Spannelemente auswechselbar an Rohrstutzen der Endplatten
befestigt sein.
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Das Sauggebläse läßt sich zweckmäßigerweise im oder am Untergehäuse
zwischen diesem und einem Ab luftschacht anbringen, der zusätzlich mit dem Reingasraum
durch eine Explosionsklappe verbunden ist. Damit diese im Bedarfsfall anspricht
und weitere Beeinflussungen ausgeschlossen werden, empfiehlt es sich, am Einlaß
des Filteraggregates eine Rlttcks chlagvorrichtung anzubringen, die bei Überdruck
im Pulverbehälter die Verbindung zur Sprühkabine unterbricht.
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In der Decke der ein Obergehäuse bildenden Sprühkabine sollte in an
sich bekannter Weise ein Schlitz und an den Seitenwänden zwei - auch als Sprühöffnungen
verwendbare - Durchtrittsöffnungen für selbsttätig dort hindurchzuführende Werkstücke
angebracht sein. Die Vorrichtung kann dann nach Bedarf im Durchlaufbetrieb oder
als Einzelaggregat eingesetzt werden.
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Zweckmäßigerweise wird jeder Sprüh- bzw. Durchtrittsöffnung ein abnehmbarer
Deckel zugeordnet, von welchen wenigstens zwei ausgebuchtet sind und eine Halterung
für je eine Sprühpistole aufweisen. Es kann dann gleichzeitig mit zwei Sprühpistolen
gearbeitet werden, die ggf. auch z.B. auf lotrechter Bahn verstellbar geführt werden
können.
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Der Pulverbehälter mit Aufbereitungsvorrichtung sollte federnd nachgiebig
am Untergehäuse gehalten und an eine Rattelvorrichtung angeschlossen sein. Auf diese
Weise lassen sich alle fest am Pulverbehälter angeschlossenen Teile in Kurzschwingungen
versetzen, wodurch die llaftkräfte zwischen Pulver und Behälterwänden überwunden
werden, also ein Reinigungseffekt eintritt. Diese Schwingungen werden aber auch
auf ganzer Länge
in die Rohr- bzw. Schlauchfilter eingeleitet, deren
Verformungsgrad sich dabei kurzzeitig ändert. Es versteht sich, daß zur Abreinigung
wenigstens zwischenzeitig das Sauggebläse abgeschaltet, das Pulver also von den
Saug-Haftkräften entlastet wird. Durch die Beschaffenheit der Rohr filter ist dabei
vorgegeben, inwieweit sich die Schwingungskräfte durch diese Filterelemente hindurch
auf den Kabinenboden übertragen. Bei schwingungsgünstiger Gestaltung des meist trichterförmigen
Kabinenbodens sind schon geringe Auslösekräfte hinreichend, die auch dort wesentliche
Abreinigung zu erzielten. Im Prinzip genügt es dann, wenn man vor einem Farbwechsel
unter zwischenzeitlicher Ausschaltung des Gebläses die Rüttelvorrichtung in Gang
setzt und anschließend Filteraggregat und Pulverbehältr austauscht.
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Um das Austaschen des Pulverbehälters zu erleichtern, kann dieser
mit der Aufbereitungsvcrrichtung leicht lösbar an cer Unterseite eines Auffangtrichters
aufgehängt sein, an dem oberseitig d:;e zweite Endplatte des Filteraggregates angebracht
ist und der @edernd abgeslitzt gehalten und mittelbar oder unmittelbar an die Rüttelvorrichtung
angeschlossen ist. Zu seiner Halterung ist dann lediglich noch die Verbidung zur
Spr-.ihpistole und ggf. zu einem Injektor zu lösen, falls dieser gehïusefest angebracht
ist.
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Das Untergehäuse kann schmaler als die Sprühkabine ausgebildet sein
und an seinen Seitenwände mit Versorgungsanschlüssen und einem Steuerkasten versehen
sein. Diese Teile und Anschlüsse bleiben dann unabhängig von der Aufstellung der
Vorrichtung stets leicht zugängig. In diesem Bereich können auch Kupplungsmittel
zum Verbinden mehrerer seitlich aneinanderzufügender Sprühkabinen vorgesehen sein.
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Die Zeichnung gibt die Erfindung beispielsweise wieder. Es zeigen
Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Beschichtungseinheit, Fig. 2 eine
Ansicht dieser Einheit von rechts in Fig. 1 gesehen,
Fig. 3 eine
Ansicht der gleichen Einheit von oben in Fig. 1 gesehen, Fig. 4 eine teilweise nach
der Linie IV-IV in Fig. 2 geschnittene Ansicht dieser Einheit, Fig. 5 in einer der
Fig. 3 entsprechenden Darstellung eine Ansicht von oben auf zwei in Förderrichtung
aneinandergefügte Beschichtungsein heiten, Fig. 6 einen der Darstellung in Fig.
5 entsprechenden verkleinerten Schnitt durch das Filteraggregate mit einer zugehörigen
Rückschlagver,tilanordnung, Fig. 7 eine Ansicht der Ventilanordnung von oben in
Fig.
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6 gesehen, Fig. 8 einen vergrößerten Teilschnitt durch die Rückschlagventilanordnung,
Fig. 9 einen der Fig. 6 entsprechenden Schnitt durch ein Filteraggregat mit im Querschnitt
langgestreckten Filterrohren und Fig.10 alne Ansicht auf dieses Filteraggregat von
oben in Fig. 9 gesehen.
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Die erfindungsgemäße VDrrichtung zum Pulverbeschichten von Werkstücken
besteht nanh den Fig. 1 bis 4 im wesentlichen aus einem Untergehäuse 1, der Sprühkabine
2, die als Obergehälse auf dem Untergehäuse angebracht ist, und einem rückseitig
an beide Gehäuse anschließenden Abluftschacht 4. Ein Gebläsekasten 3 nimmt ein Gebläse
32 mit außen angeflanschten Motor 34 auf und steht saugseitig mit der Innenraum
des Untergehäuses und druckseitig mit dem Abluftschacht 4 in Verbindung.
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Die Sprühkabine 2 hat in Vorder- und Rückwand je eine rechteckige
Sprühöffnung 5 und in beiden Seitenwänden Durchlauföffnungen 5a, die wiederum durch
einen durch die Kabinendecke hindurchgeführten Schlitz 6 verbunden sind. Dieser
Schlitz 6 kann durch einzelne Deckelplatten 7 ebenso verschlossen werden wie die
Durchlauföffnungen 5a, wenn nicht im Durchlauf gearbeitet wird. Dabei läßt sich
ai Deckelplatte 7 noch als Träger
für ein Werkstück heranziehen.
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Durch jede der Sprühöffnungen 5 kann mittels einer Hand- oder Maschinen-Sprühpistole
9 das Werkstück 8 in bekannter Weise besprüht werden. Dabei kann die Sprühöffnung
durch einen mittels Schnellverschlüssen anzubringenden pyramidenförmigen Deckel
10 verschlossen sein, der eine Halteöffnung 12 für eine Sprühpistole 9 aufweist.
Die Sprühpistole läßt sich an einen durch die Halteöffnung hindurchgeführten Ausleger
11 anbringen und von Hand oder automatisch bewegen, vorzugsweise in lotrechter Ebene
auf- und abgehend, Bei einem nicht benutzten Deckel sollte auch die Halteöffnung
12 verschlossen sein.
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Die Sprühkabine 2 sitzt etwa zentrisch auf dem Untergehäuse 1, ragt
jedoch allseitig um das Maß a über diese hinaus. Der Kabinenboden 13 hat einen Rahmenteil
in Form eines Trichters 131, zwischen dessen zentrischer Öffnung und einen ähnlich
geformten Einlaßtrichter 14 eines Pulverbehälters 15 ein Filteraggregat 16 angebracht
ist. Das Filteraggregat weist eine obere Endplatte 17 und eine untere Endplatte
18 auf, in welchen jeweils eine Mehrzahl Durchbrechungen 19 mit Rohrstutzen 191
angebracht sind. Von jedem Rohrstutzen der einen Endplatte zum entsprechenden Rohrstutzen
der anderen erstreckt sich ein Schlauchfilter 20, das durch ein wenigstens begrenzet
elastisches Gewebe gebildet ist. An den Rohrstutzen 1N sind die Enden der Schlauchfilter
in der aus Fig. 8 ersichtlichen Weise mittels Ringspannelementen 35 o.dgl., die
hinter einer Sicke 192 angreifen, auswechselbar gehalten.
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Wie Fig. 4 erkennen läßt, liegen die beiden Seitenränder der Endplatte
17 auf Hebeln 45 auf, die weis durch einen Exzenter 146 verspannt werden können.
Diese Teile bilden daher ein mal eine Schnellschlußkupplung 47 zum gasdichten Verspannen
am Kabinenboden und zum anderen eine Führung zum Herausziehen der Endplatte 17 und
der an dieser hängenden restlichen Teile
des Filteraggregates bei
gelösten Schnellschlußkupplungen.
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Mit anders gestalteten Schnellschlußkupplungen 21 ist der Rand der
Endplatte 18 mit dem Rand des Einlaßtrichters 14 verbunden.
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Dieser hat vom Kabinenboden einen solchen Abstand, daß die Schlauchfilter
20 im Betrieb stets etwas unter Zugspannung gehalten werden.
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Der Einlaßtrichter 14 ist durch Federn 22 am Untergehäuse abgestützt
und besitzt einen Dosieranschluß 36 zum Ausgleich der verbrauchten Pulvermenge in
Abhängigkeit von der Betriebszeit.
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Der Boden des Einlauftrichters trägt ein herausnehmbares Rüttelsieb
37 und hält mittels weiterer Schnellschlußkupplungen 21 den Pulverbehälter 15, an
welchem eine Rüttelvorrichtung 23 angreift. Er ist in bekannter Weise mit einem
Luftboden 38 versehen und steht mit wenigstens einem Injektor 24 in Verbindung.
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Nach Fig. 4 sind zwei solcher injektoren unmittelbar am Pulverbehälter
angebracht, sie könner aber auch von den schwingenden Massen getrennt am Untergehäuse
1 befestigt werden.
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Von jedem Injektor kann mittelt eines Schlauches 27 einer Sprühpistole
9 ein Pulver-Gasgemisch zugeführt werden. 26 ist eine Hochspannungsleitung, die
von der Sprühpistole zu einer Verschraubung 26 an einem im oder am Untergehäuse
angebrachten Steuerkasten 28 führt. Für Handpistolen ist zusätzlich noch eine Steuerleitung
erforderlich.
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Von diesem Steuerkasten sind weitere Leitungen, etwa zum Luftboden
und zum Injektor 243ihm Untergehäuse verlegt. Dort lassen sich ferner Kupplungsmittel
zum Verbinden mit benachbarten Beschichtungseinheiten anbringen.
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Auf der Vorderseite ist im Untergehäuse eine durch eine Tilr 30 gasdicht
verschließbare Zugangsöffnung angebracht, durch die hindurch nach Bedarf das Filteraggregat
16 und der Pulverbehälter 15 angewechselt werden können.
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Das Sauggebläse 32 saugt im Betrieb Luft aus dem durch das Untergehäuse
begrenzten Reingasraum und fördert sie in den Ab luftschacht 4, der parallel zum
Gebläse mit dem Innenraum des Untergehäuses
durch eine Kurzschlußöffnung
31 verbindbar ist Diese Kurzschlußöffnung ist normalerweise durch eine Explossionsklappe
33 verschlossen, die jedoch selbsttätig aufgeschwenkt wird, wenn sich im Untergehäuse
ein Überdruck aufbaut.
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Damit sich ein solcher Überdruck nicht in die Kabine fortpflanzen
kann, sind zwischen dem Kabinenboden 13 und dem Filteraggregat 16 Rückschlagsicherungen
1414 angebracht. In jedem Rohrstutzen 191 ist dort mittels Stegen 39 zentrisch eine
Führungsbuchse 40 für einen Ventilstempel 41 angebracht, der oben ein« leicht kegelförmigen
Ventilteller 42 trägt. Jeder Ventilteller liegt zentrisch zu einer kreisförmigen
Öffnung 43 im Mittelteil 132 des Kabinenbodens 13.
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Normalerweise sitzt der Ventilteller auf der Oberseite der Führungsbuchse
40 auf und bildet dadurch enden verhältnism.Big breiten Ringspalt mit der Öffnung
43. Baut sich jedoch von unten her ein Überdruck auf, so wird der Ventilteller augenblicklich
gegen die Öffnung 43 gedrückt, wobei die Druckdifferenz auf die große Fläche des
Ventiltellers wirkt und nur das relativ kleine Gewicht des Ventilelementes 41, 42
zu überwinden ist.
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Als einziger Überdruck-Entlastungsweg bleibt somit der Luftschacht
4.
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Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, sind 5 x 5 Schlauchfilter 20 und Rücksehlagsicherungen
44 vorgesehen.
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Bei der Ausführung Fig. 9 und 10 sind Rückschlagsicherungen nicht
eingezeichnet, sie dürften dort vorzugsweise durch schwenkbare Klappen gebildet
sein. Diese Figuren lassen erkennen, daß die Rohrfilter, die hier mit 201 bezeichnet
sind, auch verschiedene andere Querschnittsformen haben können, dort also langrunden
Querschnitt.
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Im Betrieb fällt das von der Sprühpistole 9 versprühte Pulver soweit
es nicht am Werkstück 8 oder auch an den lotrechten Wänden der Sprühkabine 2 haften
bleibt, auf den Kabinenboden 13 und wird vom Gebläse 32 in die Schlauchfilter 20
eingesaugt.
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Während die Luft durch die Wandung der Schlauchfilter hindurch nach
außen tritt, fällt das Pulver auf das Rüttelsieb 37 und von dort in den Pulverbehälter
15. Durch dessen Luftboden wird es aufbereitet bzw. gelockert und dem Injektor 24
zugeführt, von wo e-s durch eine Steckdose 25 und Schlauch 26 wieder zur Sprühpistole
9 gelangt und erneut versprüht wird.
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Die durch den Beschichtungsvorgang verbrauchte Pulvermenge wird von
Zeit zu Zeit durch den Dosieranschluß 3 ergänzt. Ebenso ist zwischenzeitig die Rüttelvorrichtung
23 in Betrieb zu nehmen, die den Einlauftrichter 14 und den daran hängenden Pulverbehälter
15 unmittelbar in Schwingungen versetzt und diese Schwingungen auf die Schlauchfilter
20 ubertrågt, wodurch das auf deren Innenseite haftende Pulver abgelöst wird. Der
Ablöseeffekt wird verbessert, wenn in einer Sprühpause das Sauggebläse 32 kurzzeitig
abeschaltet wird, so daß die durch die Saugkraft bedingte Haftwirkung wegfällt.
Die Schwingungen werden wenigstens in begrenztem Maße über die obere Endplatte 17
auch auf den Kab-inenbden 13 übertragen.
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Zu einem Farbwechsel schaltet man zunächst die Pulverzufuhr für den
Injektor 24 ab, versprüht also alles noch in Umlauf befindliche Pulver und kann
daraufhin zunächst das Filteraggregat 16 und auch den Pulverbehälter 15 auswechseln.
Da die Schlauchfilter 20 flexibel sind, läßt sich das ganze Filteraggregat zwischen
den beiden Endplatten 17, 18 auf kleinstem Raum zusammenfalten.
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Beim Abreinigen der Kabine kann an der Stelle des Filteraggregates
ein geeigneter Auffangbehälter zum Auffangen des von der Kabine herabfallenden Pulvers
angebracht sein.
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Die einzelnen Einheiten lassen sich, wie in Fig. 5 gezeigt, nebeneinander
aufstellen, so daß die Werkstücke 8 mittels einer Transportvorrichtung durch mehrere
hintereinander angeordnete Kabinen hindurchgefördert werden können. Dies ist unter
anderem von Bedeutung, wenn mit wenigen Farben zat reiche Farbwechsel schnell durchgeführt
werden müssen. Man
läßt dann die Werkstücke durch alle Kabinen
hindurchwandern und nimmt die mit dem jeweiligen Farbpullrer beschickte Pistole
in Betrieb.
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Von der Größe der gesamten Vorrichtung, insbesondere der Kabine, den
verfügbaren Transportmitteln u.dgl. kann es abhängen, ob man die Vorrichtung vollständig
als geschlossene Einheit im Lieferbetrieb herstellt oder Teileinheiten transportiert.
Dabei wird man den sperrigsten Teil, insbesondere also die Sprühkabine in aller
Regel in einzelne Wandelemente zerlegen, die sich stapeln lassen oder in anderer
Weise auf geringem Platz aneinanderfügen lassen.
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Ob man die hier zunächst eingesetzten zyiindrischen Schlauchfilter,
Filter in Form.eines Rechteckschachtes o.dgl. verwendet, bedeutsam ist stets daß
diese Filterelemente dem außen aufgebrachten Saugdruck standhalten. Bin besonderer
Vorteil der erfindlmgsremäßen Vorrichtung liegt nämlich dsring, daß bei außen liegendem
Reingasraum die Ausbildung des Untergehäuses und die Führung der Saugluft vereinfacht
werden.