DE3417700A1

DE3417700A1 - Verfahren und vorrichtung zum spruehbeschichten von gegenstaenden mit pulver

Info

Publication number: DE3417700A1
Application number: DE19843417700
Authority: DE
Inventors: Kurt Wil Moos
Original assignee: Gema Switzerland GmbH
Current assignee: Gema Switzerland GmbH
Priority date: 1984-05-12
Filing date: 1984-05-12
Publication date: 1985-11-21
Also published as: DE3417700C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Sprüh-
beschichten von Gegenständen mit Pulver Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sprühbeschichten von Gegenständen mit Pulver, gemäß welchem ein Pulverstrom durch einen Kanal einer Mündunqsöffnunq zugeführt und aus dieser versprüht wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Sprühbeschichten von Gegenständen mit Pulver gemäß diesem Verfahren, mit einem Kanal für das Pulver und mit einer Mündungsöffnung am Ende des Kanals zum Versprühen des Pulvers.
Der Kanal hat normalerweise einen kreisrunden Querschnitt und das Pulver wird in Form einer Wolke auf den zu beschichtenden Gegenstand gesprüht. Mit "Pulver" ist hier jedes puderförmige bis körnige Beschichtungsmaterial zu verstehen. Dieses wird normalerweise durch einen Gasstrom einem Pulverbehälter entnommen und mit diesem Gasstrom durch den Kanal der Sprühvorrichtung hindurchgetrieben.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, das Pulver in Form eines Fächers breitstrahlig zu versprühen, um damit breite Bahnen von Pulver auf Gegenstände aufsprühen zu können, damit bei großen Gegenständen weniger häufig die Sprühvorrichtung über den Gegenstand hinwegbewegt werden muß. Hierfür soll gemäß der Erfindung der Pulverstrom in Form eines Fächers so verbreitert werden, daß der Pulverstrom über die gesamte Fächerbreite eine bestimmte, vorzugsweise gleichmäßig verteilte Konzentration an Pulverteilchen beinhaltet. Dabei soll die Vorrichtung konstruktiv einfach sein, ferner soll der für die Förderung und das Versprühen des Pulvers erforderliche Energieaufwand gering sein, es soll ohne Verlust möglichst alles versprühte Pulver auf den zu beschichtenden Gegenstand haften, und die Vorrichtung soll möglichst wartungsfrei sein.
Diese Aufgabe wird gemäß dem Verfahren nach der Erfindung dadurch gelöst,daß der Pulverstrom vor der Mündungsöffnung auf eine im Querschnitt flachere und breitere Querschnittsform verformt wird und mit dieser Querschnittsform aus der Mündungsöffnung ausgestoßen wird , und daß in Richtung auf die abgeflachte Querschnittsseite Gas in den abgeflachten Pulverstrom eingeleitet und damit die Pulverteilchen quer zum Pulverstrom in dessen Breite auseinandergetrieben werden.
Ferner wird diese Aufgabe mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Kanal in Strömungsrichtung auf eine geringere Höhe abgeflacht und auf eine größere Breite verbreitert ist, mit einer größten Breite in der Mündungsöffnung, und daß in den haben flachten Kanalteil, von mindestens einer der abgeflachten Seiten her, mindestens ein Gaseinlaß mündet, für Gas, welches die Pulverteilchen quer über die Kanalbreite auseinandertreibt.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen als Beispiel beschrieben.
Darin zeigen Fig.l eine pistolenartige Sprühvorrichtung nach der Erfindung in Seitenansicht, teilweise im Längsschnitt, und Fig.2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von Fig.l.
Die pistolenartige Vorrichtung nach der Erfindung zum Sprühbeschichten von Gegenständen mit Pulver besitzt einen Kanal 2 für das pneumatisch geförderte Pulver mit einer Mündungsöffnung 4. Die Kanalwand 6 besteht aus Kunststoff, welches die Pulverteilchen elektrisch auflädt,wenn die Pulverteilchen an der Kanalwand entlang reiben. Der Kanal 2 ist in Strömungsrichtung an mehreren Stufen 8 und 10 auf eine niedrigere Höhe abgeflacht, und zwar von unten und oben her gleichmäßig. An den Stufen 8 und 10 treffen die Pulverteilchen besonders stark auf die Kanalwand 6 auf, wodurch sie hier besonders stark elektrostatisch aufgeladen werden. Der durch die Stufen 8 und 10 auf eine niedrigere Kanalhöhe abgestufte Kanalteil 12 ist entsprechend Fig.2 beidseitig kontinuierlich bogenförmig mit zunehmend größerem öffnungswinkel 14 ausgebildet. Der Krümmungsradius 16 der seitlichen Kanalwandabschnitte 18 und 20 ist vorzugsweise am stromaufwärtigen Anfang 22 des abgeflachten Kanalteils 12 am größten und erreicht am stromabwärtigen Ende 24 einen Kleinstwert. Der Öffnungswinkel 14 des abgeflachten Kanalteils 12 kann an der Mündungsöffnung einen Wert von ungefähr 120 °Grad haben, also sehr groß sein.
Die Stufen 8 und 10 reduzieren jeweils den Durchlaß-Querschnitt des Kanals 6 auf eine kleinere Größe.
Dadurch wird eine Stauwirkung erzielt, durch welche die Homogenität der Pulverteilchen im Pulverstrom verbessert wird.Ferner ergibt sich dadurch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit im abgeflachten Kanalteil 12.
Diese höhere Strömungsgeschwindigkeit, zusammen mit dem geringeren Abstand der oberen Wand 28 von der unteren Wand 26 des Kanals 2 unmittelbar vor der Mündungsöffnung 4 ergibt eine stärkere elektrische Aufladung der Pulverteilchen durch Elektroden 30, welche in dem unmittelbar stromaufwärts der Mündungsöffnung 4 gelegenen Kanalabschnitt 32 oben und unten angeordnet sind. Die Stromzufuhr erfolgt über ein Kabel 34 und in der Vorrichtung untergebrachte elektrische Bauteile. Die Pulverzufuhr zum Kanal 2 erfolgt über einen Schlauch 36.
Die vorderen oberen und unteren Ränder 40 und 42 der oberen und unteren abgeflachten Wandabschnitte 28 und 26 der Kanalwand 6 bilden, in Richtung auf die abgeflachte Seite des Kanals gesehen, bogenförmige Ränder der Mündungsöffnung 4, welche parallel zueinander verlaufen. Der Krümmungsradius der oberen und unteren Ränder 40 und 42 ist vorzugsweise im wesentlichen über die gesamte Kanalbreite konstant und der Krümmungsmittelpunkt 46 liegt ungefähr am Beginn der ersten Stufe 8 im Zentrum des Kanals 2. Die Krümmung der Ränder 40 und 42 der Mündungsöffnung 4, die Krümmung der Seitenwände 18 und 20 des abgeflachten Kanalteiles 12 und die Stufen 8 und 10 dieses Kanalteiles sind in bevorzuater Ausführungsform so bemessen, daß der Strömungswiderstand längs des abgeflachten Kanalteils 12 an jeder Stelle der Kanalbreite im wesentlichen gleich groß ist.
Bezüglich der Breite des Kanals 2 befindet sich in dessen Mitte in seinem abgeflachten oberen Wandabschnitt 48, stromaufwärts der letzten Verengungsstufe 10, ein Gaseinlaß 50 zum Einbringen-von Gas 52. Das Gas 52 wird mit einer solchen Stärke in den vorletzten verengten Kanalabschnitt 54 eingebracht, daß der darin befindliche Pulverstrom über die Breite des abgeflachten Kanalteils 12 vergleichmäßigt wird und mit einer über die Kanalbreite im wesentlichen gleichförmigen Pulverkonzentration aus der Mündungsöffnung 4 austritt. Das Gas 52 wird im wesentlichen senkrecht zum oberen Kanalwandabschnitt 48 in den Gasstrom eingeleitet.
Im Rahmen der Erfindung liegende Abwandlungen von vorstehender Ausführungsform konnen beispielsweise sein: a) Einbringen des Gases 52 nicht senkrecht zum Pulverstrom, sondern schräg in Strömungsrichtung des Pulverstromes gerichtet.
b) Mehrere Gaseinlässe 50 anstelle nur eines einzigen Gaseinlasses 50.
c) Anordnen eines oder mehrerer Gaseinlässe stromaufwärts oder stromabwärts innerhalb des abgeflachten Kanal teils 12.
d) Eine bezüglich der Breite des abgeflachten Kanalteils seitlich versetzte Lage des Gaseinlasses 50 zur Erzeugung eines fächerartig verbreiterten Pulver-Sprühstrahles mit einer bestimmten ungleichmäßigen Pulverkonzentration über die Kanalbreite.
e) Eine kontinuierliche bogenförmige Abflachung der oberen und unteren Kanalwandabschnitte anstelle der Stufen 8 und 10.
f) Die über die Breite der Mündungsöffnung 4 verlaufenden Mündungsränder 40 und 42 können nach der Seite hin einen abgeflachteren Verlauf mit einem größeren Krümmungsradius als im mittleren Bereich haben.
g) Einleiten von Gas 52 nicht nur von einer, sondern von beiden abgeflachten Seiten her.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß durch die Erfindung der Pulverstrom auf einer sehr kurzen Strecke sehr stark verbreitert und als breiter Pulverstrahl versprüht werden kann.

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zum Sprühbeschichten von Gegenständen mit Pulver, gemäß welchem ein Pulverstrom durch einen Kanal einer Mündungsöfnung zugeführt und aus dieser versprüht wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, daß der Pulverstrom vor der Mündungsöffnung (4) auf eine im Querschnitt flachere und breitere Querschnittsform verformt wird und mit dieser Querschnittsform aus der Mündungsöffnung ausgestoßen wird, und daß in Richtung auf die abgeflachte Querschnittsseite des Pulverstromes ein Gas in den abgeflachten Pulverstrom eingeleitet und damit die Pulverteilchen quer zum Pulverstrom in dessen Breite auseinanderqetrieben werden.
2. Vorrichtung zum Sprühbeschichten von Geqenständen mit Pulver gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, mit einem Kanal (2) für das Pulver und mit einer Mündungsöffnung (4) am Ende des Kanals zum Versprühen des Pulvers, dadurch gekennzeichnet daß der Kanal (2) in Strömungsrichtung auf eine geringere Höhe abgeflacht und auf eine größere Breite verbreitert ist, mit einer größten Breite in der Mündungsöffnung (4), und daß in den abgeflachten Kanalteil (12), von mindestens einer der abgeflachten Seiten (48) her, mindestens ein Gaseinlaß (50) mündet, für Gas, welches die Pulverteilchen quer über die Kanalbreite auseinandertreibt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der abgeflachte Kanalteil (12) in mehreren in Strömungsrichtung aufeinanderfolgenden Stufen (8,10) auf eine niedrigere Höhe abgestuft ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseinlaß (50) in den vorletzten abgeflachten Kanalabschnitt (54) mündet.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der abgeflachte Kanalteil (12) an mindestens einer Stelle (8,10) auf einen kleineren Durchlaß-Querschnitt reduziert ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (40,42) der Mündungsöffnung (40), in Richtung auf eine abgeflachte Seite (28,26) des Kanals (2) gesehen, bogenförmig ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h ne t, daß der Krümmungs-Mittelpunkt (46) der Bogenform der über die Breite der Mündungsöffnung (4) verlaufenden Mündungsränder (40,42) ungefähr an der Stelle (8) des Kanals(2) liegt, wo der Kanal, in Strömungsrichtung gesehen, zum erstenmal auf eine breitere Querschnittsform übergeht.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der abgeflachte Kanalteil (12) so gestaltet ist, daß der Strömungswiderstand für alle Pulverteilchen über die gesamte Kanalbreite im wesentlichen gleich groß ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Verbreiterung des Kanals (2) kontinuierlich bogenförmig mit zunehmend größerem öffnungswinkel in der Breite verläuft.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem stromabwärts letzten abgeflachten Abschnitt (32) des abgeflachten Kanalteils (12) elektrische Elektroden (30) zur elektrischen Aufladung des Pulvers angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die den Kanal (2) bildende Kanalwand (6) aus Kunststoff besteht, an welchem sich die Teilchen des Pulvers durch Reibung elektrisch aufladen.