DE2849295C2

DE2849295C2 - Sprühbeschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Gegenständen

Info

Publication number: DE2849295C2
Application number: DE2849295A
Authority: DE
Inventors: Karl St. Gallen Buschor; Kurt Wil Moos
Original assignee: Ransburg Gema Ag StGallen; Gema Switzerland GmbH
Current assignee: Gema Switzerland GmbH
Priority date: 1978-11-14
Filing date: 1978-11-14
Publication date: 1985-04-04
Also published as: FR2441565A1; CH644079A5; FR2441565B1; US4284032A; GB2038266A; BR7907357A; GB2038266B; JPS55111320A; DE2849295A1; ES485899A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühbeschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Gegenständen mit pneumatisch gefördertem, pulverformigem bis körnigem Beschichtungsmaterial, mit einer Förderleitung for das Beschichtungsmaterial, mit mindestens einer in die Förderleitung mündenden Gasleitung, und mit einem in der Gasleitung angeordneten Druckregler, der eine Druckeinstellvorrichtung sowie ein Hauptventil zwischen einem Eingang und einem Ausgang für das Gas aufweist __

. Eine Sprühbeschichtungsvorrichtung dieser Art ist aus der DE-PS 12 66 685 bekannt Ähnliche Vorrichtungen zeigen die CH-PS 4 29 517 und US-PS 33 65 242, welch leztere allerdings nicht zum Sprühbeschichten, son- · dem zur Pulverzufiihr zu einem Konverter dient Ferner ist in der DE-OS 26 02 844 ein elektrisch gesteuertes Druckregelvewül beschrieben, da mit einem Sieuerdruckraum versehen ist, dessen Druck auf einen Hauptventilkörper wirkt und der einerseits über eine Drossel mit dem Eingang and andererseits über ein Steuerventil mir. einem Entlüftungsraum verbunden ist Das Steuerventil wird von eitlem Elektromagneten betätigt

Beim Sprühbeschichten ergeben sich folgende Schwierigkeiten:

1. Die im Sprühverfahren zu beschichtenden Gegenstände benötigen häufig in einem Bereich eine dickere Beschichtung ab in einem anderen Bereich. Da eine automatische Einstellung bei den bekannten Einrich- ι s tungen nicht in dem erforderlichen Umfang möglich ist hat man mit einer mittleren Schichtdicke beschichtet, d. h. teilweise zu dick und teilweise zu dünn. Unterschiedlich lange Verweilzefcen der Gegenstände vor der Sprüheinrichtung sind nicht möglich, weil die Gegenstände von der Transporteinrichtung kontinuierlich durch den Trockner hindurchgeführt werden. Läßt man die Transporteinrichtung diskontinuierlich laufen, dann ergeben sich dadurch unerwünschte andere Nachteile.

2. Wenn verschiedene Gegenstände nacheinander beschichtet werden, wird jeweils viei Zeit für r«e Einsteilung der neuen Druck- und Förderweite erforderlich.

3. Unerwünschte Veränderung im BeschichJungsmaterialstrom werden jeweils erst bemerkt wenn die betreffenden Gegenstände bereits damit beschichtet wurden, so daß Ausschuß entsteht.

4. Die bekannten Vorrichtungen geben das Beschichtungsmaterial kontinuierlich ab. Das zwischen den zu beschichtenden Gegenständen abgegebene Material muß durch teuere Einrichtungen hoher Saugleistung abgesaugt, gereinigt und dosiert einem Vorratsbehälter zurückgeführt werden.

5. Die für den Transport und die Einstellung der geforderten Menge an Beschichtungsmaterial erforderlichen Gase, normalerweise Luft, sind Druckschwankungen unterworfen, die sich nachteilig auswirken, beispielsweise in Form einer zu dünnen Beschichtung der Gegenstände. Dies führt zu Ausschuß oder zu dicken Beschichtungen, was einen unnötigen Material- und Kostenaufwand bedeutet.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine optimalere Arbeitsweise und Bedienbarkeit zu erzielen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Kombination der im Kennzeichen von Patentanspruch 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Es ist möglich, die Förderleistung zu programmieren. Der Elektromagnet kann an einen Programmgeber angeschlossen sein, der ihm in bestimmter Zeitfolge bestimmte elektrische Sollwert-Signale zuleitet. Gieichzcv tig oder alternativ hierzu ist es möglich, das geforderte Beschichtungsmaterial zu messen und in Abhängigkeit hiervon dem Elektromagneten des Druckreglers entsprechende Signale zuzuleiten, beispielsweise bei einer unerwünschten Änderung die Gaszufuhr zu ändern oder ganz abzuschalten. Femer ist es möglich, dem Elektromagneten Signale zuzuleiten, die ihm anzeigen, ob gegenüber einer Sprühpistole ein zu beschichtender Gegenstand vorhanden ist oder nicht. Dadurch ist es möglich, die Abgabe von Beschichtungsmaterial zwischen den einzelnen zu beschichtenden Gegenständen zu unterbrechen. Auch kann durch den genannten Programmgeber der Elektromagnet so eingestellt werden, daß der Gasstrom auf einen anderen Wert eingestellt wird. Dadurch ändert sich in entsprechender Weise die geforderte Meterialmenge und damit auch die auf einen Gegenstand aufgebrachte Beschichtungsstärke.

Eine Beeinflussung des Beschichtungsmaterial] ist sowohl durch eine Änderung des Treibgasstromes als auch durch eine Änderung des Steuergasstromes möglich.

Ein häufig geeignetes und billiges Gas ist Luft. so

Der Druckregler nach der Erfindung regelt so genau, daß praktisch keine merklichen Druckschwankungen mehr auftreten. Durch die beiden Drosseln des Rückfuhrdruckraumes wird ein sogenannter Druckteiler gebildet durch welchen die Regelungen nicht mehr statisch, sonderr dynamisch erfolgen. Dadurch kann am Ausgang praktisch der gleiche Druck erzielt werden wie am Eingang. Femer können durch die verstellbare Drossel herstellungsbedingte Toleranzen ausgeglichen werden, sodaß bei einer Emsteliang eines gewünschten "Druckes kein Manometer mehr erforderlich ist, da jeder an den Elektromagneten des Druckreglers angelegter Spannungswert einem ganz bestimmten Gasdruck entspricht. Die Regelabweichungen sind kleiner als plus-minus 1 Prozent.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mehrere Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen als Beispiele beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Druckreglers der Fördereinrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 einen Ausschnitt von Fig. 1 mit Angaben der im Druckregler wirkenden Kräfte und Drücke, und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Fördereinrichtung nach der Erfindung in Form einer Sprühbeschichtungsanlage.

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Druckregler 160 enthält <?inen Eingang 1 und einen Ausgang 2. Zwischen beiden befindet sich ein Zylinder 3, der ein Teil des Einganges 1 ist und jeweils mit dessen Druck beaufschlagt wird. Der Hohlraum des Zylinders 3 mündet über einen Ventilsitz 4 in den Ausgang 2. Ein vom Ausgang 2 heran

den Hauptventilsitz 4 anlegbarer Hauptventilkörper S wird von einer im Ausgang 2 untergebrachten Druckfeder t in Schließstellung gedrängt. Das Ventilverschlußelement 7 des Hauptventilkörpers 5 ist über ein im Querschnitt kleineres Verbindungsstück 8 mit einem Kolben 9 verbunden, der in dem Zylinder 3 bezüglich des Ventilsitzes 4 in Schließrichtung bzw. ÖfTnungsrichtung geführt ist. Auf der vom Druck des Einganges 1 abgewandten Seite des Kolbens 9 berindet sich ein Rückführdruckraum 10, der vorzugsweise einen größeren Querschnitt als der Kolben 9 hat und von einer ebenfalls entsprechend größeren Membran 11 abgeschlossen ist. Die Membran 11 ist durch Teller 12 verstärkt und ihre Mitte liegt über eine Druckstange 13 von der Seite des Rückführdruckraumes 10 her am Kolben 9 an. Der Rückführdruckraum 10 ist über eine Leitung 16, in der sich eine feste Drossel 17 befindet, mit dem Ausgang 2 verbunden. Ferner ist der Rückführdruckraum 10 über eine

lu Entlüftungsleitung 18, in der sich eine einstellbare Drossel 19 befindet, mit einem Entlüftungsraum verbunden. Wenn das zu regelnde Strömungsmittel Luft ist, kann der Entlüftungsraum die umgebende Atmosphäre sein, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist.

Der Eingang 1 ist über eine Steuerdruckleitung 21 mit einem Steuerdruckraum 22 verbunden. Dieser befindet sich auf der vom Rückführdruckraum 10 abgewandten Seite der Membran 11 und hat beispielsweise den glei-

is chen Querschnitt wie dieser Rückführdruckraum 10. In der Steuerdruckleitung 21 befindet sich eine Strömungsdrossel 23. Ferner befindet sich in der Steuerdruckleitung 21 zwischen der Drossel 23 und dem Eingang 1 ein Regelventil zur Vorregelung des Steuerdruckes. Dieses Steuervordruck-Regelventil enthält einen Ventilkörper 24, der von der siromabwärugeii Seite her an einen Ventilsitz 26 angelegt werden kann. Eine Druckfeder 27 drängt ihn in Öffnungsrichtung. Der die Feder 27 enthaltende Raum 28 ist mit der Atmosphäre verbunden. Die Feder 27 drückt auf einen Kolben 29, der in einer Zylinderbohrung 30 geführt ist. Durch den Zylinderraum 30 erstreckt sich ein im Querschnitt kleineres Verbindungsstück 31, das den Kolben 29 mit dem Ventil verschlußelement 25 verbindet. Eine den Anfang der Steuerdruckleitung 21 bildende Bohrung 32 verbindet den Eingang 1 mit dem Zylinderraum 30. Der vom Eingangsdruck beaufschlagte, für eine Verschiebung des Ventilkörpers 24 maßgebliche Querschnitt des Kolbens 29 kann größer sein als der des Ventilverschlußelements 25.

Die Kolben 29 und 9 der beiden Ventilkörper 24 und S können durch O-Ringe 33 bzw. 34 gegen die die Kolben aufnehmende Zylinderwand abgedichtet sein.

Ein Ring 35 hält die Membran 11 in ihrer Lage und dichtet den Si iuerdruckraum 22 gegenüber dem Rückführdruckraum 10 ab. Der Steuerdruckraum 22 ist über eine Entlüftungsleitung 37 mit einem Entlüftungsraum verbunden, der im Falle von Luft als Strömungsmittel die umgebende Atmosphäre sein kann. In der Entlüftungsleitung37 befindet sich ein Steuerventil 38. Sein Ventilkörper 39 ruht auf einem Ventilsitz 40. Die Ventilsitzbohrung 43 hat einen kleineren Querschnitt als die vom Druck des Steuerdruckraumes 22 beaufschlagte Fläche der Membran U. Der Ventilkörper 39 liegt auf der vom Steuerdruckraum 22 abgewandten Seite an dem Ventilsitz 40 an. Der Ventilkörper 39 wirkt mit der Ankerstange 41 eines als Sollwertgeber dienenden Elektromagneten 42 - zusammen. Die Ankerstange 41 übt auf den Ventilkörper 39 je nach angelegter Stromstärke eine mehr oder weniger starke Kraft aus, entsprechend dem gewünschten Sollwert. Der Elektromagnet 42 ist vorzugsweise ein Proportiorsaimagnet. Der Venülkörper 39 kann unter der Vorspannung einer ihn in Schließstellung drängenden Feder stehen. Diese Feder ist nicht dargestellt und kann sich im Elektromagneten 42 befinden.

Funktion

Für die Beschreibung wird angenommen, daß das Strömungsmittel Luft ist. Die Luft vom Druckluftnetz tritt durch eine Bohrung, die ein Teil des Einganges 1 ist, in den Regler ein. Der Netzdruck wirkt im Zylinderraum 3 einerseits auf den Kolben 9, der mit dem O-Ring 34 gegen den Rückführdruckraum 10 abgedichtet ist. und andererseits auf das Verschlußelement 7 des Hauptventilkörpers 5. Im weiteren strömt Luft (Steuerluft) durch die Bohrung 32 zur Steuervordruckregelung ist es möglich, den zur Steuerung des Reglers benötigten Steuervordruck bis auf z. B. ±0,2 bar vorzuregeln, unabhängig der Netzdruckschwankungen. Zur Funktion derselben: Der Netzdruck wirkt auch in dem Zylinderraum 30 einerseits auf den Kolben 29, der mit dem O-Ring 33 gegen den Raum 28 (Atmosphärendruck) abdichtet, und andererseits auf das Verschlußelement 25 des Steuervordruckventilkörpers 24. Die wirksamen Querschnitte von 29 und 25 sind gleich groß, so daß sich die beiden durch den Netzdruck hervorge> afenen Kräfte aufheben. Es herrscht also unabhängig vom Netzdruck immer Gleichgewicht. Iv fit der Feder 27 kann der Wert des Steuervordruckes gewählt werden, je nach gewünschtem Maximalausgangsdruck und minimalem Netzdruck. Durch die Vorspannung der Feder 27 öffnet der Steuervordruck-Ventilkörper 24 und Steuerluft gelangt in den stromaufwärtigen Ventilraum 44. Der Venülkörper 24 öffnet nun so lange, bis im Raum 44 der zur Federvorspannung zugehörige Druck herrscht. Das Gleichgewicht ist dann erreicht, wenn das Produkt aus Druck im Raum 44 (Steuervordruck) mal Fläche des Steuervordruck-Ventilverschlußelement 25 gleich der Federvorspannung ist. Erhöht sich nun z. B. der Netzdruck, so regelt der Ventilkörper 24 insofern, als er sich so lange in Schließrichtung (nach rechts) bewegt, bis das Produkt Steuervordruck mal Fläche wieder gleich der Federspannung ist. Hinzu kommt natürlich noch die Reibungskraft, welche durch den O-Ring hervorgerufen wird. Wäre keine Reibung vorhanden, würde auch keine Regelabweichung auftreten. Diese Reibung

geht doppelt in die Berechnung der Regelabweichung ein (Öffnungs- und Schließrichtung) und zwar folgendermaßen:
Ventilkörper-Durchmesser beispielsweise rf = 12 mm, Reibungskraft F_R = 200 p.

4

ρ = Jk.

Dabei bedeuten:

fit » Reibungskraft

rf « Durchmesser des Steuervordruck-Ventilverschlußelements 25

A = Fläche des Ventilverschlußelements 25

ρ = Druck im Ventilraum 44

Mit dieser Steurvordruckregelung ist es also möglich, den Steuervordruck bei Netzschwankungen bis auf etwa ±0,2 bar genau vorzuregeln.

Die Steuerluft strömt nun weiter aus dem Ventilraum 44 über die Drossel 23 in den eigentlichen Steuerdruckarm 22 und, sofern kein Strom am Proportionalmagnet 42 fließt, durch die Ventilsitzöffnung 46 und eine stromabwärtige Bohrung 45 der Entlüftungsleitung 37 in die Atmosphäre (Freie). Es baut sich also kein Steuerdruck auf. Somit ist auch ersichtlich, warum die Steuerluft von 44 nach 22 über eine Drossel 23 fuhrt, weil nämlich diese Luft menge verloren geht (Eigenluftverbrauch des Reglers). Der Eigenluftverbrauch im stromlosen Zustand wird also auch durch den Öffnungsquerschnitt der Drossel 23 und den eingestellten Steuervordruck (Federvorspannung) bestimmt. Fließt nun am Magnet 42 ein Strom, so baut sich im Steuerdruckraum 22 ein zugehöriger Steuerdruck auf, welcher mit Hilfe des Ventilschlußelements 39 gebildet wird, und zwar folgendermaßen: Bei jedem Strom wirkt eine zugehörige Kraft F_M an der Ankerstange 41. Diese Kraft wirkt nun auf das Ventilverschlußelement 39. Der so entstehende Steuerdruck P₅, berechnet sich:

Querschnitt der Ventilbohrung 43

Die überschüssige Steuerluftmenge wird wieder gleich abgeführt wie im stromlosen Zustand über die Ventilsitzbohrung 43 und die Auslaßbohrung 45 der Entlüftungsleitung 37.

Ce kleine Steuervordrucksschwankung von maximal ±0,2 bar kann durch den Proportionalmagneten 42 bis zu einer akzeptablen Abweichung fein ausgeregelt werden (max. ±0,015 bar). Wäre diese Steuervordruckregelung nicht vorhanden, könnte der Magnet eine Netzdruckschwankung von z. B. 3 bar auf höchstens ±0,1 bar ausregeln. Diese Abweichung des Steuerdruckes P₅, ergäbe am Ausgang 2, ohne die Abweichungen des Reglers selbst, eine Ausgangsdruckschwankung von etwa ±0,15 bar. Vergleiche nachfolgende Formel 3.

Der so aufgebaute Steuerdruck wirkt nun auf die Membran 11, welche mittels des Ringes 35 den Steuerdruckraum 22 und den Rückführdruckraum 10 gegeneinander abdichtet. Die Membran 11 wandelt mit Hilfe der Teller 12 den Druck wieder in eine Kraft F₀ um, welche dann über die Druckstange Ϊ3 auf den Hauptventilkörper 5 wirkt. Mit Hilfe dieser Umwandlung (Kraft F_M von z. B. maximal 2,0 kp an der Ankerstange 41 in den Steuerdruck P₅, von z. B. maximal 4,0 bar und von diesem in die Kraft z. B. maximal 72 kp an der Ankerstange 13) kann eine beliebige Kraftverstärkung erreicht werden, da die Durchmesser der Ventilsitzbohrung 43 und der Membran 11, welche ein Maß für die Kraftverstärkung sind, frei gewählt werden können. Bei den angenommenen Massen wirkt bei diesem Regler eine ungefähr 36fache Kraftverstärkung.

Durch die Kraft F₀ an der Druckstange 13 wird nun der Hauptventilkörper 5 gegen die Schließfeder 6 in Öffnungsrichtung verschoben, sodaß der Luftdurchgang frei wird. Die Luft strömt vom Eingang 1 in den Ausgang 2 und dann aus dem Regler. Im Ausgang 2 baut sich der Reglerausgangsdruck oder Sekundärdruck P_A auf. Dieser Ausgangsdruck wird über die feste Drossel 17 in den Rückführdruckraum 10 auf die Membran U geleitet. Der Luftstrom führt weiter über die verstellbare Drossel 19 und Auslaßbohrung 46 der Entlüftungsleitung 18 ins Freie. Da alles dynamisch erfolgt, bilden diese beiden Drosseln einen sogenannten Druckteiler. Über den beiden Drosseln entsteht ein bestimmter Druckabfall, je nach Größe ihres Durchtrittsquerschnittes. Der Vorteil der Druckteilerschaltung liegt darin, daß mit Hilfe der verstellbaren Drossel 19 das Verhältnis der Durchtrittsquerschnitte dieser beiden Drosseln 17 und 19 beliebig gewählt werden kann und somit zu einem bestimmten Druck am Ausgang 2 ein beliebiger Rückführdruck im Rückführdruckraum 10 eingestellt werden kann.

Die beiden Extremfälle: Wenn der Durchtrittsquerschnitt der veränderbaren Drossel 19 den Wert Null hat, dann ist der Druck P_R im Rückführdruckraum 10 gleich dem Druck P_A im Ausgang 2 (kein Druckteiler}; geht der Durchschnittsquerschnitt der einstellbaren Drossel 19 gegen Unendlich, dann geht der Druck P_A im Rückführdruckraum 10 gegen Null (Regier wirkt nicht mehr als Regler, da der Rückführdruck bei jedem Ausgangsdruck gleich Null ist).

Der Rückführdruck P_R wird als Ist-Wert des Reglerausganges mit dem Steuerdruck P_s, an der Membran 11 verglichen. Der Hauptventilkörper 5 wird so lange in Öffhungsrichtung verschoben, bis die resultierende Kraft auf den Hauptventilkörper gleich Null ist. Dann bleibt der Hauptventilkörper 5 stehen und der Ausgangsdruck im Ausgang 2 bleibt konstant

Fig. 2 zeigt das Angreifen der verschiedenen Kräfte am Hauptventilkörper 5. Es bedeuten: A_u Fläche der Membran 11 A) Fläche des Kolbens 9 Af, Fläche des Hauptventil-Verschlußelements 7 F_K Reibungskraft des O-Ringes 34

{F_Ri in Öffnungsrichtung)

(F₁₁₂ in Schließrichtung)
F₁. Kraft der Schließfeder 6

5 Fyy Kraft für Verformung der Membran 11

P₁ Druck im Ausgang 2
P_R Druck im Rückführdruckraum
P_s, Druck im Steuerdruckraum 22

IO Gleichgewichtsgleichung für die Bewegung des Hauptventilkörpers 5 in ÖtTnungsrichtung: Formel 1

Wird jetzt z. B. der Druck P_E im Eingang 1 erhöht, dann bewegt sich der Hauptventilkörper 5 in Schließrichtung, weil der Druck P₁ im Ausgang 2 zu groß wird und somit die resultierende Kraft am Hauptventilkörper ungleich Null ist. Er bewegt sich wiederum so lange, bis Kräftegleichgewicht herrscht.

Die Gleichgewichtsgleichungen für die Bewegung des Hauptventilkörpers 5 in Schüeürichtung sind:

Formel 2

Ps/2 ^- A_M = Pm(A_M-Ai) + P_Ai ■ A_b + F_F1-F_R + F_MY2
25 F_n < F_n

FyVl — Fyy\

Interessant ist natürlich jetzt, die Regelabweichung A Ρ_Λ des Ausgangsdruckes zu kennen, also die Differenz 30 von P₄₂ - Pa ι· Für die Berechnung wird von folgenden Werten ausgegangen:

Pr	0,69 P₄
Pr:	3,45 kp/ern*
A Psi «uv ⁼	0,03 kp/cm²
Ps,	4,0 kp/cm²
Pa:	5,0 kp/cnv
Fr	0,25 kp
AFf »	0
A F_Mi »	0
Fn.	4,5 kp
Am	15,9 cm²
A₃	3,33 cm²
A₆	3,14 cm²

Dies führt zur folgenden Gleichung für die Regelabweichung: 50 Formel 3

_Δ ρ

0,69 (A_u- A_}) + A_b
55 Daraus ergibt sich eine maximale Regelabweichung von
^ Pα „„.< = 0,082 kp/cm² « 0,08 bar < ± 1% von P_A

Ist also die Netzdruckschwankung beliebig groß, dann bleibt der eingestellte Druck im Ausgang 2 immer in 60 den Grenzen ±0,04 bar. Da nun aber bei den meisten Druckluftkompressoren die Schalthysterese auf 3 bar eingestellt ist, wird der Regler im Innern so korrigiert, daß bei einer Eingangsdruckschwankung von 3 bar der Druck am Ausgang 2 den eingestellten Wert in etwa beibehält.

Deshalb sind die beiden Flächen A₁, und A_z des Reglers entsprechend Fig. 1 (abweichend von Fig. 2) auch nicht gleich groß. Es tritt damit im Innern des Reglers eine auf den Hauptventilkörper 5 wirkende DifferenzLraft 6S auf, hervorgerufen durch den Nctzdruck P_E. Durch diese Differenzkraft ändert sich die Forme! 3 zu:

λ ρ 4^ps, A», +2 F _s +Δ Ff + A F_MV -AP_E-(A₃- A₆)
~0,69 (A-A)+ A

Mit J P₁ = 3 bar (Schalthysterese des Kompressors) folgt:

A P₄ - 0,03 bar

Nochmals ein Wort zum Druckteiler: Die Formeln (1) und (2) zeigen einen weiteren großen Vorteil des Druckteilers. Dank dem ist es möglich, praktisch den gleichen Ausgangsdruck P₄ im Ausgang 2 zu erhalten, wie am Eingang 1 minimal (P_Emln) vorhanden ist, und zwar deshalb, weil man mit einem beliebigen Steuerdruck (Ps, < Pf.**) einen beliebigen Ausgangsdnick (maximal P_Eml„) erreichen kann. Ohne Druckteiler ist das nicht möglich.

Beim Regler ohne Druckteiler gilt P_R = P_A und P_{Sl mox} = P_Emi„. In diesem Falle ist aber eine gute Regelung des Steuerdreckes unmöglich.

Eingesetzt in Formel (1) folgt P_{A max} = 4,75 bar, wenn P_Eml„ = 5 bar. Bei 5 bar Eingangsdruck ist somit Ausgang 2 ein Maximaldruck von 4,75 bar erreichbar, der allerdings überhaupt nicht genau geregelt werden kann (maximal in den Grenzen ±0,25 bar).

Die Vorteile des Druckleiters:

zu jedem beliebigen Strom am Proportionalmagnet 42 kann mit der verstellbaren Drossel 19 ein gewählter Ausga.igsdruck im Ausgang 2 eingestellt werden,

alle Fabrikationstoleranzen (Drosseln, Abstände, usw.) und die Abweichungen der Magnetkennlinie (Strom-Kran) können ausgeglichen werden,

kein Manometer am Ausgang 2 erforderlich, da zu jedem Strom ein bestimmter Ausgangsdruck gehört, -■ - es wird am Reglerausgang 2 nahezu der gleiche Druck erreicht, wie am Eingang 1 vorhanden ist.

; Die in Fig. 3 gezeigte pneumatische Sprühbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung enthält mehrere

; gleichzeitig oder wahlweise verwendbare Regel- und Programmöglichkeiten. Eine Treibgasleitung 101 mündet

in ein pneumatisches Fördergerät 102. Der Treibgasstrom, vorzugsweise Luft, saugt in dem Fördergerät 102 nach dem Diffusor- oder Venturiprinzip aus einem Vorratsbehälter 103 über eine Leitung 104 zum Beschichten dienendes. pulverförmiges bis körniges Beschichtungsmaterial an und treibt dieses über eine Förderleitung 105 zu einer beispielsweise pistolenartigen Sprühvorrichtung IM, die das Massegut zerstäubt. Der Zerstäubungsstrahl der Sprühvorrichtung 1§6 ist auf Gegenstände 107 bzw. 108 gerichtet, die für diesen Beschichtungsvorgang mit einer Transportvorrichtung 109 an der Sprühdüse der Sprühvorrichtung 106 vorbeibewegt werden.

Ähnlich wie die Materialleitung 104 mündet auch eine Steuergasleitung 110 in den Bereichgrößten Unterdruckes der pneumatischen Fördereinrichtung 102. Die Menge des über die Leitung 104 angesaugten Materials ist abhängig von dem in diesem Bereich herrschenden Unterdruck. Durch Zuführen einer bestimmten Menge an Steuergas über die Leitung 110 kann der Unterdruck verändert und damit auch ■ , die angesaugte Materialmenge reguliert werden. Als Steuergas dient vorzugsweise Luft. Normalerweise wird

das Treibgas über die Leitung 101 mit konstantem Druck zugeführt und bei einer gewünschten Änderung der Förderleistung die je Zeiteinheit zugeführte Steuergasmenge entsprechend verändert. Je nach Anwendungsfall ist jedoch auch eine bestimmte Veränderung des Treibgasstromes erwünscht. Die Strömungsrichtung des Treibgases ist durch Pfeile 111, die Strömungsrichtung des Steuergases durch Pfeile 112, die Strömungsrichtuni des Gas-Material-Gemisches durch Pfeile 113 und die Bewegungsrichtung der Transporteinrichtung 1Of mit tfen Gegenständen 107 und 108 durch einen Pfeil 114 angegeben.

Zur Einstellung und Aufrechterhaltung eines bestimmten Druckes befindet sich in der Treibgasleitung 101 ein Druckregler 108 der vorstehend beschriebenen Art. An den Elektromagneten 42 des Druckreglers 100 ist über eine elektrische Leitung 115 eine Vergleichs- und Umschalteinrichtung 116 angeschlossen. Über diese ·. Vergleichs- und Umschalteinrichtung 116 können dem Elektromagneten 42 von einem Programmgeber 117 in

£ bestimmter zeitlicher Folge bestimmte elektrische Sollwertsignale zugeleitet werden.

\ In der Förderleitung lOS für das Material-Gas-Gemisch befinden sich eine Meßvorrichtung 118 beispielsweise

Yf zur Messung des Gemischdruckes und eine Vorrichtung 119 beispielsweise zur Messung des im Gemisch ent

haltenen Feststoffanteils. Ferner ist nahe der Auslaßdüse der Sprühvorrichtung 106 eine Gegenstands-Ermittk lungsvorrichtung 12tt angeordnet, die in Abhängigkeit davon, ob sich gegenüber der Düse ein zu beschichtender

'% Gegenstand befindet, Signale über eine Leitung 121 an die Vergleichs- und Umschalteinrichtung 116 abgibt.

% Ebenso gibt die MeSvorrichtung 118 der Förderleitung 105 über eine Leitung 122 vom Meßwert abhängige

t-i Signale an die Vergleichs-Umschalteinrichtung 116. Dadurch ist es möglich, dem Elektromagneten 42 des

; j Druckreglers Ιββ, der in der Treibgasleitung 101 angeordnet ist, gleichzeitig oder wahlweise von dem Programm-

% geber 117 und/oder von der Gegenstands-Ermittlungsvorrichtung 128, bzw. in Form eines geschlossenen Regel-

kreises von der Meßvorrichtung 118, Steuer- bzw. Regelsignale zuzuleiten.

Gleichzeitig ist es möglich, auch in der Steuergasleitung 110 einen Druckregler 100 zu haben, dessen Elektro-

il magnet 42 über eine Vergleichs- und Umschalteinrichtung 125 gleichzeitig oder wahlweise von einem Pro-

fp grammgeber 126, der Meßvorrichtung 119 der Förderleitung 105, bzw. derGegenstands-Ermittlungsvorrichtung

p 12·, angesteuert werden kann.

ia Ferner ist es möglich, die beiden Vergleichs- und Umschalteinrichtung 116 und 125 über eine Leitung 128 mit-

j§ einander zu verbinden, damit der Treibgasstrom der Leitung 101 und der Steuergasstrom der Leitung 110 auf-

einander abgestimmt werden können.

§ Es ist ersichtlich, daß durch die exakt arbeitenden, Regelabweichungen weitgehend vermeidenden Druck-

regler IM das pneumalische Fördern voa pulverformigem bis körnigem Beschichtungsmaterial zum Sprühbeschichten von Gegenständen weitgehend automatisiert werden kann. Durch die mit dem Druckteiler der Druckregler 1(M gegebenen Eichmöglichkeiten entfallen Manometer und teuere, von Hand vorzunehmende Einstellvorgänge. Da die Druckregler 100 auch als Auf-Zu-Ventile wirken, werden keine zusätzlichen Absperrventile benötigt.

In den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Gegenständen 107 und IW kann die Förderung des Beschichtungsmaterials unterbrochen werden. Dies kann durch Abstellen des Treibgasstromes der Leitung 181 oder durch verstärkte Zufuhr von Steuergas der Steuergasleitung 110 in den Unterdruckbereich geschehen, in welchem Falle ebenfalls kein Material gefördert wird. Dadurch wild Beschichtungsmaterial eingespart bzw. es

lu muß nicht mehr soviel überschüssiges Material durch starke Vakuumquellen abgesaugt, gereinigt und dem Vorratsbehälter 103 zurückgeführt werden. Ferner können Gegenstände, die an verschiedenen Stellen verschieden starke Beschichtungen benötigen, in der erforderlichen Weise verschieden stark besprüht werden, vorprogrammiert durch die Programmgeber 117 und/oder 126. Auch ist es möglich, eine Folge verschiedener Gegenstände nacheinander ohne Unterbrechung zu beschichten, indem die Programmgeber 117 und/oder 116 mit einem entsprechenden Programm versehen werden. Beispielsweise können die flachen Gegenstände 107 eine geringere Beschichtung und die Gegenstände 1Oi eine dickere Beschichtung benötigen. Ferner ist es normalerweise erforderlich, daß in Hohlräume, wie sie die Gegenstände 108 haben, ein stärkerer Sprühstrahl gerichtet wird.

damit die Hohlräume ausreichend beschichtet werden.

Die Meßvorrichtung 118 könnte auch in die Vergleichs- und Umschalteinrichtung 125 angeschlossen sein, während die Meßvonichtung 119 an die Vergleichs- und Umschalteinrichtung 116 angeschlossen sein kann. Die Ireibgasleitung 101 und die Steuergasleitung 110 können mit gleichem Gas und aus dem gleichen Gasnetz versorgt weiden. Wenn dagegen für jede d^r Leitungen 101 und 110 eine andere Gasquelle verwendet wird, dann können auch verschiedene Gasarten verwendet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sprühbeschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Gegenständen mit pneumatisch gefördertem, pulverformigem bis körnigem Eeschichtungsmaterial, mit einer Förderleitung fur das Beschichtungsmate-

s rial, mit mindestens einer in die Förderleitung mündenden Gasleitung, und mit einem in der Gasleitung angeordneten Druckregler, der eine Druckeinstellvorrichtung sowie ein Hauptventil zwischen einem Eingang und einem Ausgang für das Gas aufweist, g e k e η η ζ e i c h ne t d u rc h die Kombination der Merkmale, daß der Druckregler (IM) mit einem Steuerdruckraum (22) versehen ist, dessen Druck auf den Hauptvt.milkörper (S) wirkt und der einerseits über eine Drossel (23) mit dem Eingang (1) und andererseits über ein Steuerventil (38,39, 40) der Druckeinstellvorrichtung mit einem Entlüftungsraum verbunden ist, daß der Ausgang (2) des Druckreglers über eine Drossel (17) an einen Rückfuhrdruckraum (10) angeschlossen ist, der über eine verstellbare Drossel (19) mit einem Entlüftungsraum verbunden ist und dessen Druck entgegen dem im Steuerdruckraum (22) vorhandenen Druck aitfden Hauptventilkörper (S) wirkt, daß die Druckeinstellvorrichtung (38-42) an eine Signalgebereinrichtu.ng (116, 117,118,120) angeschlossen ist, die ihr in Abhängigkeit von sich ändernden Betriebsbedingungen verschiedene Einstellsignale zuleitet, und daß die Druckeinstellvorrichtung den Ventilkörper (38,39) des Steuerventils mit einer vom Einstellsignal abhängigen Kraft entgegen dem im Steuerdruckraum (22) herrschenden Druck mehr oder weniger stark in Schließstellung drängt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Hauptventilkörper (S) gegen den Ventilsitz (A) in Schließstellung drängende Feder (6) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerdruckraum (22) und der Rückfuhrdruckraum (10) durch eine Membran (11) voneinander getrennt sind und die Membran (U) durch den Rückfuhrdruckraum (10) hindurch mit dem Hauptventilkörper (S) in Verbindung steht.

4. Vorrichtung nach Acspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Druck des Steuerdruckraumes (22) beaufschlagte wirksame Querschnitt des Steuer-Ventilkörpers (39) kleiner ist als der von diesem Druck beaufschlagte wirksame Querschnitt der Membran (U).

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptventilkörper (5) mit einem Kolben (9) verschen ist, der in einem Zylinder (3) zwischen dem Eingang (1) und dem Rückfuhrdruckraum (10) geführt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Druck des Eingangs (1) beaufschlagbare, für eine Ventilkörperverstellung wirksame Querschnitt des Kolbens (9) größer ist als der vom Eingangsdruck beait/schlagi-are wirksame Querschnitt des Ventilverschlußelements (7) des Hauptventilkörpers (5).

7. Vorrichtung nach einem t .τ Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Eingang (1) mit dem Steuerdruckraum (22) verbindenden Leitung (21) zwischen dem Eingang (1) und der Drossel (23) dieser

Leitung ein Druckregler (24 und 30) zur Vorregelung des Steuerdruckes angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuervordruckregler (24 bis 3·) einen Ventilkörper (24) aufweist, der durch den stromabwärtigen Strömungsmitteldruck gegen ^inen Ventilsitz (26) in Schließstellung gedrängt werden kann und der von der stromaufwärtigen Seite her dem Druck einer

■to Feder ausgesetzt ist, die ihn in Öffnungsrichtung drängt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinstellvorrichtung des Druckreglers (100) einen Elektromagneten (42) aufweist, der in Abhängigkeit von angelegten elektrischen Signalen der Signalgebereinrichtung (116,117,118,120) einen bestimmten vom Druckregler zu hallenden Druckwert einstellt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgebereinrichiung einen Programmgeber (117) aufweist, der dem Elektromagneten (42) ihn betätigende elektrische Signale zuführen kann.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderleitung (105) eine Vorrichtung (118) zur Messung des Materialsstromes (z. B. Strömungsgeschwindigkeit oder Beschichtungsmaterial-Luft-Anteile) aufweist, die dem Elektromagneten (42) des Druckreglers (100) in Abhängigkeit vom Meßwert bestimmte elektrische Signale zuleiten kann.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ermittlungsvorrichtung (120) vorgesehen ist, die feststellt, ob zu beschichtende Gegenstände (107,108) vorhanden sind, und daß in Abhängigkeit von deren Festell-Ergebnis dem Elektromagneten (42) des Druckreglers (100) bestimmte elektrische Signale zugeleitet werden.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (42) ein Proportionalmagnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (100) in einer Treibgasleitung (101) für Treibgas zur Förderung des Beschichtungsmaterials stromaufwärts von der

M) Besehiehtungsmaterial-Zufuhrstelle (Ifl2) angeordnet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (100) in einer Steuergasleitung (110) angeordnet ist, die zur Steuerung der Förderleistung eines Triebgases an den Unterdruckbereich eines nach dem Diffusor- bzw. Venturiprinzip ausgebildeten, pneumatischen Fördergerätes (102) angeschlossen ist.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 14 und IS, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl in der Treibgasleitung

(101) als auch in der Steuergasleitung (110) je ein Druckregler (lflO) der genannten Art angeordnet ist. wobei der eine Druckregler in Abhängigkeit von anderen Betriebsbedingungen als der andere Druckregler arbeitet.