DE3926624A1 - Elektrostatische pulverbeschichtungseinrichtung - Google Patents
Elektrostatische pulverbeschichtungseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrostatische
Pulverbeschichtungseinrichtung gemäß dem Ober
begriff von Anspruch 1.
Eine solche elektrostatische Pulverbeschichtungs
einrichtung ist aus der Praxis bekannt. Bei ihr sind
Druckregler als Druckeinstellgeräte vorgesehen.
Anstelle von Druckreglern könnten jedoch auch ein
stellbare Hähne oder einstellbare Strömungsdrosseln
verwendet werden. Injektoren zur pneumatischen
Förderung von Beschichtungspulver sind aus der
DE-PS 12 66 685 (US-PS 35 04 945) bekannt. Sprüh
vorrichtungen können die Form von manuell betätig
baren Pistolen oder von automatisch gesteuerten
Sprühgeräten haben. Je nach dem gewünschten Sprüh
verfahren kann die Sprühvorrichtung verschieden
ausgebildet sein, wie z.B. die CH-PS 4 29 517
(=US-PS 35 21 815), DE-PS 36 08 415 (=US-PS 48 02 625) und
DE-PS 36 08 426 (=US-PS 47 88 933) zeigen. In den
beiden zuletzt genannten Schriften sind Sprüh
vorrichtungen dargestellt, welchen zusätzlich zum
Pulver-Gas-Strom Reinigungsgas zugeführt wird,
welches über Elektroden zum elektrostatischen
Aufladen des Beschichtungspulvers strömt und da
durch diese Elektroden reinigt und von Verunreini
gungen durch Pulverablagerungen freihält. Die
Hochspannung für die Elektroden kann in bekannter
Weise durch einen in der Sprühvorrichtung ent
haltenen Hochspannungserzeuger oder durch einen
externen Hochspannungserzeuger erzeugt werden.
Die Hochspannung des Hochspannungserzeugers
erzeugt zwischen den Elektroden und einem zu
beschichtenden Objekt, welches geerdet ist, ein
elektrostatisches Feld, entlang welchem die
Partikel des Beschichtungspulvers von der Sprüh
vorrichtung zum Objekt fliegen.
Um einen konstanten Förderstrom des Pulver-Luft-
Gemisches zu erreichen, muß die Luftgeschwindig
keit in den Fluidleitungen, also insbesondere
in den Pulverförderschäuchen, 10 bis 15 m/sec
betragen. Bei einer niedrigeren Luftgeschwindig
keit in der Fluidleitung wird die Pulverförderung
ungleichmäßig; es entsteht eine Pulsation des
Pulver-Luft-Gemisches, welche sich bis zum
Pulveraustritt an der Sprühvorrichtung fort
pflanzt. Bei höherer Luftgeschwindigkeit wird
das elektrostatische Auftragen des Beschichtungs
pulvers auf das zu beschichtende Objekt sehr stark
beeinträchtigt, weil dann die Gefahr besteht, daß
das schon auf dem Objekt abgeschiedene Pulver wieder
weggeblasen wird.
Je nach den Erfordernissen des Beschichtungs
vorganges wird die der Sprühvorrichtung zu
geführte Pulvermenge erhöht oder erniedrigt.
Ein Praxiswert für die pro Zeiteinheit zuge
führte Pulvermenge ist 300 g/min. Wenn die
pro Zeiteinheit zugeführte Pulvermenge redu
ziert werden muß, so wird als erstes der Druck
der zum Injektor zugeführten Förderluft reduziert.
Damit wird auch die Durchflußgeschwindigkeit der
Förderluft in den Fluidleitungen reduziert. Je
doch darf die Gesamtluftmenge weder zu niedrig
werden noch einen Höchstwert überschreiten. Um
diese Luftmengenreduktion auszugleichen, also um
wieder mindestens auf 10 mm/sec. Luftgeschwindig
keit zu gelangen, unter Beibehaltung des reduzierten
Pulverausstoßes, wird dem Injektor mehr Dosier
luft zugeführt. Die bekannte Funktion der Injektoren
ist folgende:
Die Förderluft erzeugt im Injektor einen Unter
druck, durch welchen Beschichtungspulver aus
einem Pulverbehälter angesaugt, von der
Förderluft erfaßt und durch Fluidleitungen der
Sprühvorrichtung zugeführt wird. Durch Verändern
des Druckes und damit auch der Menge der Förder
luft kann die pro Zeiteinheit geförderte Menge
von Beschichtungspulver eingestellt werden. Da die
Förderleistung von der Größe des von der Förder
luft erzeugten Unterdruckes im Injektor abhängig
ist, kann bei konstanter oder variabler Förder
luft die Förderleistung auch dadurch geregelt
werden, daß in den Unterdruckbereich des
Injektors Dosierluft eingeleitet wird, um
dadurch die Größe des Unterdrucks entsprechend der
gewünschten Fördermenge von Pulver zu verändern.
Dies bedeutet, daß die Pulverfördermenge nicht
allein von der Förderluftmenge abhängig ist,
sondern von der Differenz von Förderluft minus
Dosierluft. Die Gesamtluftmenge, welche das
Beschichtungspulver transportiert, muß jedoch
aus den eingangs genannten Gründen für einen be
stimmten Beschichtungsvorgang konstant bleiben.
In der Praxis beobachtet die Bedienungsperson
die auf das zu beschichtende Objekt gerichtete
Beschichtungspulverwolke und stellt anhand dieser
visuellen Beobachtung die Drücke der Förderluft und
der Dosierluft ein. Damit die Einstellungen im
richtigen Maß erfolgen, werden vom Hersteller der
Beschichtungseinrichtung Diagramme erstellt und
der Pulverbeschichtungseinrichtung mitgeliefert.
Dadurch kann die Bedienungsperson das Druckein
stellgerat für die Förderluft und das Druckein
stellgerät für die Dosierluft so einstellen, daß
deren Druckwerte innerhalb eines auf den Diagrammen
angegebenen Bereiches liegen. Die Diagramme werden
aber von den Bedienungspersonen selten oder nie
beachtet, was bewirkt, daß oft mit Fehleinstellungen
gearbeitet wird.
Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst
werden, die richtige Einstellung der Förderluft
menge und der Dosierluftmenge auf optimale
Werte zu erleichtern.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den
Unteransprüchen enthalten.
Gemäß der Erfindung ist ein erstes Durchfluß
meßgerät vorgesehen, welches eine Anzeige liefert,
die von der gesamten pro Zeiteinheit strömenden
Gasmenge abhängig ist, welche das Beschichtungs
pulver vom Injektor zur Sprühvorrichtung trans
portiert. Dieses erste Durchflußmeßgerät ist
vorzugsweise in der Gasversorgungsleitung ange
ordnet, welche das Fördergas und das Dosiergas
liefert. Dieses Gas-Durchflußmeßgerät ist vorzugs
weise ein sogenannter Schwebekörper-Durchfluß
messer. In ihm schwebt ein Schwebekörper in einem
von unten nach oben strömenden Gasstrom. Die
Höhenlage des Schwebekörpers hängt von der Stärke
des Gasstromes ab und ist deshalb ein Maß für die
pro Zeiteinheit durch den Schwebekörper-Durchfluß
messer hindurchströmenden Gasmenge. Am Durchfluß
messer können Markierungen angebracht sein, welche auf die
Gas-Durchflußmenge abgestimmt sind. Dadurch kann die
Bedienungsperson, wenn sie den Fördergasdruck
und/oder den Dosiergasdruck verändert, am Schwebe
körper-Durchflußmesser darauf achten, daß sich der
Schwebekörper bei oder innerhalb von bestimmten
Markierungen befindet, welche der optimalen Gesamtgas
menge von Fördergas und Dosiergas entspricht, welche
zusammen mit dem Beschichtungspulver vom Injektor
zur Sprühvorrichtung strömt. Wie eingangs erwähnt
wurde, ist die optimale Menge des gesamten Gases
von mehreren Faktoren abhängig, wobei hier zusätzlich
noch der Durchmesser und die Länge der Fluidleitungen
erwähnt werden.
Eine weitere Anwendung des Erfindungsgedankens be
steht in der Verwendung eines zweiten Durchflußmeßge
rätes in einer Zusatzgasleitung, über welche der
Sprühvorrichtung getrennt vom Beschichtungspulver
strom Zusatzgas zugeführt werden kann. Das Zusatzgas
kann zur Reinigung von Teilen der Sprühvorrichtung,
beispielsweise zum Reinigen von Elektroden dienen,
wie dies in den DE-PS 36 08 426 und 36 08 415 gezeigt
ist, oder zur Erzeugung einer im Strömungsweg des Be
schichtungspulverstromes liegenden Gaswand dienen,
wie dies in der genannten DE-PS 36 08 426 gezeigt
ist, oder zur Erzeugung von Gasströmen dienen, welche
eine Abblagerung von Beschichtungspulver auf bestimm
ten Außenflächen der Sprühvorrichtung verhindern, wie
dies aus der DE-OS 25 09 851 bekannt ist. Der Druck
des Zusatzgases wird mit einem dritten Druckeinstell
gerät in Abhängigkeit von den Innenquerschnittsgrößen
und in Abhängigkeit von den Längen der Fluidleitungen
sowie in Abhängigkeit von anderen Beschichtungskrite
rien eingestellt.
Die Innenquerschnittsgrößen und Längen
sowie anderen Kriterien können sich je nach
Verwendung der Pulverbeschichtungseinrichtung
ändern, wodurch dann auch der Druck des
Zusatzgases geändert werden muß. Gleichzeitig
ist es aber häufig erforderlich, daß die pro
Zeiteinheit zugeführte Menge von Zusatzgas auf
einem vorbestimmten optimalen Wert konstant
gehalten wird. Durch Verwendung des zweiten
Durchflußmeßgerätes kann die Bedienungsperson
Änderungen der Zusatzgas-Mengen erkennen und sie
kann die Druckeinstellung am dritten Druckeinstell
gerät so vornehmen, daß die optimale Zusatz-Gasmenge
beibehalten wird. Auch das Zusatzgas ist vorzugs
weise Luft.
Die Erfindung hat zussätzlich zum Vorteil einer
erleichterten Einstellung der optimalen Werte
auch den Vorteil, daß die Werte auf einfache
Weise reproduzierbar sind. Reproduzierbar bedeutet
hierbei, daß bei Verstellung der Förderluft und/oder
Dosierluft und/oder Zusatzluft die ursprünglichen
Verhältnisse und die Gesamtluftmenge später wieder
eingestellt werden können.
Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die
Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt unmaßstäblich und
schematisch eine bevorzugte
Ausführungsform einer elektro
statischen Pulverbeschichtungs
einrichtung nach der Erfindung.
Die elektrostatische Pulverbeschichtungsein
richtung nach der Erfindung enthält einen Injektor 2,
welcher nach dem Prinzip der Venturi-Düse, auch
bekannt als Wasserstrahlpumpe, arbeitet.
An den Injektor 2 ist eine Fördergasleitung 4
angeschlossen, in welcher sich ein erstes Druck
einstellgerät 6 in Form eines einstellbaren
Druckreglers zur Einstellung des Druckes der
Förderluft und ein Fördergasmanometer 8
befindet, welches den Druck der Förderluft
optisch anzeigt. Die Förderluft erzeugt im
Unterdruckbereich 10 des Manometers 2 in bekannter
Weise einen Unterdruck und saugt dadurch aus
einem Pulverbehälter 12 Beschichtungspulver,
welches dann von der Förderluft über eine Pulver
zufuhrleitung 14, normalerweise ein Schlauch,
einer Sprühvorrichtung 16 zugeführt wird. Die
Sprühvorrichtung 16 enthält in bekannter Weise
Elektroden zur elektrostatischen Aufladung des
Beschichtungspulvers und zerstäubt das Be
schichtungspulver 18 in Form einer Pulverwolke
auf ein zu beschichtendes Objekt 20. Die Elek
troden 22 in der Sprühvorrichtung 16 sind nur
schematisch dargestellt. Die Sprühvorrichtung 16
kann die Form einer von Hand bedienbaren Pistole
oder eines automatischen Sprühgerätes haben.
Ferner ist an den Injektor 2 eine Dosier
gasleitung 24 angeschlossen, in welcher sich
eine Strömungsdrossel 25 und stromauf davon ein
zweites Druckeinstellgerät 26 in Form eines ein
stellbaren Druckreglers und ein zweites Mano
meter 28 zur Einstellung und visuellen Anzeige
des Dosiergasdruckes befinden. Die Manometer 8
und 28 müssen also jeweils stromabwärts von
den beiden Druckreglern 6 und 26 angeordnet
sein. Die Dosierluft kann von der Dosiergas
leitung 24 in den Unterdruckbereich 10 des
Injektors 2 strömen. Der Injektor 2 fördert
dann am meisten Beschichtungspulver, wenn keine
Dosierluft zugeführt wird. Je mehr Dosierluft zu
geführt wird, desto geringer ist der Unterdruck
im Unterdruckbereich 10 und desto weniger Be
schichtungspulver wird gefördert. In der Pulver
zuleitung 14 strömt also Beschichtungspulver
und Fördergas sowie keine oder eine bestimmte
Menge Dosiergas. Die Manometer 8 und 28 sind
jeweils mit einer Skala 29 und 30 versehen,
welche in Druck und/oder Druckflußmenge pro
Zeiteinheit, z.B. in Nm3/h, geeicht sind.
Die Eingänge 32 und 34 der beiden Druckeinstell
geräte 6 und 26 sind an den Ausgangs
abschnitt 36 einer Gaszufuhrleitung 38 angeschlossen,
deren Eingangsabschnitt 40 an den Ausgang 42 eines
elektromagnetisch betätigbaren Ein-Aus-Ventils 44
(in DIN-Normen als Wegeventil bezeichnet)
angeschlossen ist. Die beiden Abschnitte 36 und 40
sind über ein erstes Durchflußmeßgerät 46
miteinander verbunden, welches bei der
dargestellten Ausführungsform ein vertikal
angeordneter Schwebekörper-Durchflußmesser ist.
Dieser besteht aus einem im wesentlichen vertikal
angeordneten Meßrohr 48 und einem darin angeordneten
Schwebekörper 50, welcher von dem vom Eingangsab
schnitt 40 vertikal nach oben durch ihn hindurch
zum Ausgangsabschnitt 36 strömenden Gas je
nach Gasstromstärke auf einer bestimmten Höhen
position im Schwebezustand gehalten wird. Dies
bedeutet, daß die Höhenposition des Schwebekörpers 50
ein Maß für die pro Zeiteinheit durch das
Meßrohr 48 hindurchströmende Gasmenge ist. An der
Höhenposition des Schwebekörpers 50 relativ zu
einer Skala oder Markierung 52 auf dem Meßrohr 48 kann
eine Bedienungsperson erkennen, ob die pro Zeiteinheit
zugeführte Gasmenge den gewünschten Wert hat. Diese
Gasmenge ist die Gesamtmenge aus Förderluft und
Dosierluft, welche über den Injektor 2 zur Sprüh
vorrichtung 16 strömt. Wenn eine Bedienungsperson
den ersten Druckregler 6 für Förderluft und/oder
den zweiten Druckregler 26 für Dosierluft auf andere
Druckwerte einstellt, welche ihr von den Manometern 8
und 28 angezeigt werden, dann kann die Bedienungs
person durch Beobachtung der Höhenposition des
Schwebekörpers 50 auf einfache Weise darauf achten,
daß die Gesamtluftmenge von Förderluft und Dosierluft
den gewünschten Wert beibehält oder auf einen
gewünschten neuen Wert eingestellt wird.
Durch die Erfindung kann auch eine weniger
qualifizierte Bedienungsperson auf einfache
Weise durch Beobachtung der Manometer 8
und 28 und Beobachtung des Schwebekörpers 50
relativ zur Skala oder Markierung 52 die
Drücke und Strömungsmengen optimal einstellen.
Die Eingangsseite 54 des Ventils 44 ist über
einen dritten Druckregler 56 an eine Druck
gasquelle, vorzugsweise eine Druckluft
quelle 58 angeschlossen. Von der Verbindungs
leitung 60 zwischen dem einstellbaren
dritten Druckregler 56 und dem Ventil 44 zweigt
eine Fluidleitung 62 ab, welche einen einstell
baren vierten Druckregler 64 enthält und mit
ihrem stromabwärtigen Ende 66 an den Pulver
behälter 12 angeschlossen ist, um darin in
bekannter Weise Beschichtungspulver in einem
fluidisierten Zustand zu halten.
An den Ausgang 42 des Ventils 44 ist auch eine
Zusatzgasleitung 70 zur Zufuhr von Zusatzgas
getrennt vom Beschichtungspulver zur Sprüh
vorrichtung 16 angeschlossen, welche der
Sprühvorrichtung 16 Zusatzgas zum Reinigen der
Elektroden 22 zuführt. Das Reinigen der Elektroden
durch Zusatzgas ist aus den DE-PS 36 08 415 und
36 08 426 bekannt. Ferner kann das Zusatzgas
in der Sprühvorrichtung 16 zur Erzeugung
eines den Pulverstrom ablenkenden Gasstromes
verwendet werden, wie dies aus der DE-PS 36 08 426
bekannt ist. Darüberhinaus kann das Zusatzgas auch
dazu verwendet werden, Beschichtungspulver von
Außenflächen der Sprühvorrichtung 16 abzuhalten,
wie dies aus der DE-OS 25 09 851 bekannt ist.
In der Zusatzgasleitung 70 befindet sich ein
einstellbarer fünfter Druckregler 72 und ein
zweites Durchflußmeßgerät 74, welches in gleicher
Weise wie das erste Durchflußmeßgerät 46
ausgebildet sein kann und von unten nach oben vom
Zusatzluftstrom durchströmt wird und dabei je nach
Strömungsstärke einen in einem Meßrohr 48 vor
handenen Schwebekörper 50 relativ zu einer Skala
oder Markierung 52 auf einer bestimmten Höhen
position hält . Die Meßrohre 48 der beiden
Durchflußmeßgeräte 46 und 74 müssen also zumindest
auf einer Seite durchsichtig sein, damit der
Schwebekörper 50 von außen sichtbar ist. Vorzugs
weise bestehen die Meßrohre 48 insgesamt aus einem
durchsichtigen Kunststoffmaterial. Ferner haben
die Meßrohre gemäß der Zeichnung vorzugsweise
einen in Strömungsrichtung von unten nach oben
kegelstumpfförmig geringfügig größer werdenden
Innendurchmesser.
Anstelle der einstellbaren Druckregler 6, 26,
56, 64 und 72 können auch einstellbare
Strömungsdrosseln oder Hähne verwendet werden.
Die elektrostatische Pulverbeschichtungs
einrichtung nach der Erfindung kann von einer
Bedienungsperson von Hand eingestellt werden.
Jedoch ist es durch die Erfindung auch möglich,
die Druckeinstellgeräte 6, 26 und 72 in Abhängig
keit von Sollwerten und in Abhängigkeit von Meß
werten der beiden Durchflußmeßgeräte 46 und 74
durch einen Mikrocomputer automatisch zu
steuern.
Claims (5)
1. Elektrostatische Pulverbeschichtungseinrichtung,
- - mit einem Injektor (2) zur pneumatischen Förderung von Beschichtungspulver von einem Pulverbehälter (12) zu einer Sprühvor richtung (16),
- - mit einer an den Injektor (2) angeschlossenen Fördergasleitung (4), welche mit einem einstellbaren ersten Druckeinstellgerät (6) versehen ist,
- - mit einer an den Injektor (2) angeschlossenen Dosiergasleitung (24), welche mit einem ein stellbaren zweiten Druckeinstellgerät (26) versehen ist,
- - und mit einer Gaszufuhrleitung (38) zur Zufuhr von Gas zu den beiden Druckeinstellgeräten (6, 26), dadurch gekennzeichnet,
- - daß ein erstes Durchflußmeßgerät (46) vor gesehen ist, welches eine Anzeige (50, 52) liefert, die von der gesamten Gasdurchfluß menge abhängig ist, welche pro Zeiteinheit zusammen mit dem Beschichtungspulver vom Injektor (2) zur Sprühvorrichtung (16) strömt.
2. Pulverbeschichtungseinrichtung nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Gaszufuhrleitung (38) mit dem ersten
Durchflußmeßgerät (46) versehen ist, und daß
dieses eine Anzeige (50, 52) liefert, die von
der gesamten pro Zeiteinheit zugeführten
Gasdurchflußmenge bestehend aus "Fördergas
der Fördergasleitung (4) plus Dosiergas der
Dosiergasleitung (24)" abhängig ist.
3. Pulverbeschichtungseinrichtung nach
Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Zusatzgasleitung (70) vorgesehen ist,
über welche der Sprühvorrichtung (16) Zusatz
gas getrennt vom Beschichtungspulver zuführbar
ist, und daß sich in der Zusatzgasleitung (70)
ein drittes Druckeinstellgerät (72) und ein
zweites Durchflußmeßgerät (74) befindet.
4. Pulverbeschichtungseinrichtung nach
einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eines der beiden Durchfluß
meßgeräte (46, 74) ein Schwebekörper-Durchfluß
meßgerät mit einem im Gasstrom schwebenden Schwebe
körper (50) ist, dessen von der Strömungsstärke
abhängige Position ein Maß für die pro Zeiteinheit
hindurchströmende Gasmenge liefert.
5. Pulverbeschichtungseinrichtung nach
einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eines der bezüglich ihres
Ausgangsdruckes einstellbaren Druckeinstell
geräte (6, 26, 72) ein einstellbarer Druck
regler ist.
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Owner name: GEMA VOLSTATIC AG, ST. GALLEN, CH |
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