DE4403022A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auftragen von Pulverlack in einer Pulverlackieranlage - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Auftragen von Pulverlack in einer Pulverlackieranlage gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zum Auftragen von Pulverlack in einer Pulverlackieran­ lage gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 6.

Bei der Herstellung von Gebinderümpfen aus Weißblech wird nach dem Schweißen - mindestens auf der Innenseite der Gebinderümpfe - die unge­ schützte Schweißnaht durch eine Beschichtung mit Lack abgedeckt. Seit geraumer Zeit ist es üblich, diese Abdeckung mittels Pulverlack vorzu­ nehmen, welcher durch eine Leitung vorerst durch die Schweißmaschine hindurch und dann in das Innere der die Schweißmaschine verlassenden Gebinderümpfe geführt und dort in einer Applikationsvorrichtung aufge­ tragen wird. Das Zuführen von pulverförmigem Lack, welcher in einer Auf­ bereitungsanlage mit Luft vermischt als Pulver/Luftgemisch durch Rohr­ leitungen in die Applikationsanlage geführt wird, verursacht bei her­ kömmlichen Gebindeschweißmaschinen, bei denen die Schweißnähte mit einer Geschwindigkeit von höchstens 60 m/min. erzeugt werden, keine un­ lösbaren Probleme. Seit einiger Zeit sind Bestrebungen im Gange, die Schweißgeschwindigkeit auf 100 oder mehr Meter pro Minute zu erhöhen, was natürlich bewirkt, daß eine wesentlich größere Pulvermenge pro Zeiteinheit der Applikationsvorrichtung zugeführt werden muß. Dies kann auf zwei verschiedenen Wegen erfolgen: Erstens durch Erhöhen der Trans­ portluftgeschwindigkeit im Rohrleitungssystem bei gleichbleibendem Pul­ ver-/Luftverhältnis oder zweitens durch Erhöhen des Pulveranteiles in der Transportluft. Beide Alternativen befriedigen nicht. Die erste be­ dingt, daß in der Applikationsvorrichtung sehr viel Luft ausgeschieden und zurückgesaugt werden muß. Die zweite Alternative ist bei großer Fördermenge nicht einfach zu handhaben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen die in die Applikationsanlage eintre­ tende Pulvermenge exakt gesteuert werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Kennzeichen des An­ spruches 1 sowie durch eine Vorrichtung gemäß den kennzeichnenden Merk­ malen des Anspruches 6.

Durch Zuführen von zusätzlicher Luft in einem rechten oder stumpfen Winkel in die Transportleitung wird der dort herangeführte, einen ge­ ringen Luftanteil aufweisende Pulver-/Luftstrom verdünnt und von der Einspeisestelle der Luft bis zum Applikationskopf homogen durchmischt. Mit der eingespeisten Luftmenge kann die am Applikationskopf abgegebene Pulvermenge exakt dosiert und auch deren Austrittsgeschwindigkeit aus dem Applikationskopf eingestellt werden. Bei Unterbrüchen in der Gebin­ deproduktion wird gewährleistet, daß bei der Wiederaufnahme der Produk­ tion in sehr kurzer Zeit wiederum ein homogener Pulver-/Luftstrom in den Applikationskopf eintritt, so daß auch die abgegebene Pulvermenge so­ fort wieder einen konstanten Wert erreicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat einen sehr einfachen Aufbau und läßt sich auch nachträglich in bestehende Anlagen einbauen.

Die Anordnung der Vorrichtung nahe am Applikationskopf bewirkt, daß durch das Einblasen von Luft in die Transportleitung keine meßbare Ver­ änderung des Staudruckes am Ausgang des Pulverbehälters, in welchem das Pulver fluidisiert wird, auftritt.

Anhand illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Pulverapplikationsanlage an einer Schweißmaschine (schematisch dargestellt),

Fig. 2 eine Ansicht, teilweise aufgeschnitten, eines Pulveraufberei­ tungsbehälters, der Pulverförderleitung und den Applikations­ kopf,

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch die Lufteinspeisevorrichtung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Lufteinspeisevorrichtung und

Fig. 5 einen Querschnitt durch die Lufteinspeisevorrichtung längs Linie IV-IV in Fig. 2.

In Fig. 1 sind schematisch eine bekannte Nahtschweißmaschine 1 mit den beiden Elektrodenrollen 2 und 3, einige frisch geschweißte Dosenrümpfe 4, die Pulverauftragsvorrichtung 5 mit dem Sprühkopf 6, der Außenabsau­ gung 7 und der kombinierten Aufbereitungs- und Wiederaufbereitungsanlage 8 sowie eine bekannte Heizvorrichtung 9 zum Aufschmelzen des Pulvers auf der Naht dargestellt. Eine elektrische Anlage zur Erzeugung der Hochspannung zum elektrostatischen Aufladen des Pulvers ist symbolisch dargestellt und mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Die Dosenrümpfe 4 werden auf einem Transportband 11, das zwei Umlenkrollen 13 umläuft, über den Applikations- oder Auftragskopf 6 hinweggeführt.

Von der Pulveraufbereitungsanlage 8 gelangt das Pulver in einer ersten Leitung 15 zum Auftragskopf 6 und das überschüssige, nicht an der Schweißnaht abgeschiedene Pulver sowie die Transportluft für das Pulver werden durch die Leitung 17 in die Aufbereitungsanlage 8 zurückgesaugt. Durch eine Leitung 19 werden Pulverpartikel, welche zwischen zwei sich folgenden Dosenrümpfen 4 hindurch gelangen können, ebenfalls der Aufbe­ reitungsanlage 8 zugeleitet.

In Fig. 2 ist der in Fig. 1 nur in gebrochenen Linien angedeutete Fluidisierbehälter 21 zum Fluidisieren von Pulver 23 vergrößert darge­ stellt. Der Boden 25 des Fluidisierbehälters 21 ist aus porösem Material hergestellt und erlaubt das Einführen von Luft in die darüber lagernde Pulversäule. Durch die eingeführte Luft wird das Pulver 23 "verflüssigt" und kann wie eine Flüssigkeit durch die Transportleitung 15 dem Applika­ tions- oder Sprühkopf 6 zugeleitet werden. Zur Unterstützung des Pulver­ flusses in der Leitung 15 ist unterhalb des Behälters 21 ein Injektor 27 angeordnet, mit welchem zusätzliche Luft in das "verflüssigte" Pulver 23 eingeblasen und damit ein Pulver/Luftgemisch mit einem äußerst großen Anteil von Pulver 23 durch die Leitung 15 gefördert wird. Ein Teil der in den Behälter 21 eingeblasenen Luft für die Fluidisierung verläßt den Behälter 21 zusammen mit dem Pulver 23 durch die Leitung 15. Der Rest der Luft kann, nachdem ein Filter 29 durchquert ist, den Behälter 21 verlassen oder ohne Filtrierung in die Aufbereitungsanlage 8 geführt werden. Durch eine hier nicht näher beschriebene Schleuse 31 wird dem Behälter 21 Pulver 23 zugeführt.

Die Ausbildung des Sprühkopfes 6 ist nicht Gegenstand der Erfindung und wird daher nicht näher beschrieben. Seine Ausbildung kann aber im we­ sentlichen derjenigen entsprechen, wie sie in der Europäischen Patent­ schrift 0093083 beschrieben ist.

In einem Abstand a zum Sprühkopf 6, welcher Abstand a kleiner ist als der Abstand zum Behälter 21, ist in der Leitung 15 eine Luftzuführvor­ richtung 33 eingesetzt. Die Luftzuführvorrichtung 33 ist in den Fig. 3 bis 5 vergrößert dargestellt. Die Pulverspeiseleitung 15 ist im Be­ reich der Luftzuführvorrichtung 33 durchgetrennt und wird durch letztere, vorzugsweise ohne Querschnittsverengung, wieder verbunden. In den Bereich zwischen den beiden Enden der Pulverspeiseleitung 15 wird durch zwei, vorzugsweise symmetrisch angeordnete Luftleitungen 35 in einem stumpfen Winkel alpha zur Längsachse A der Transportleitung 15 Luft eingeblasen. In der Ausgestaltung der Erfindung gemäß den Fig. 3 bis 5 führen die beiden Luftleitungen 35 rechtwinklig zur Achse A und tangential im Bereich des Scheitels S in die Leitung 15. Anstelle der rechtwinkligen Einleitung könnten die beiden horizontal liegenden Schen­ kel 37 der Luftleitungen 35 auch einen stumpfen Winkel alpha zu Achse A einnehmen (vergleiche strichpunktierte Schenkel 37 in Fig. 4).

Eine kostengünstige Ausführung der Luftzuführvorrichtung besteht, wie in den Fig. 3 bis 5 dargestellt, aus einem Körper 41, in dem seitlich die Bohrungen 43 für die Enden der Leitung 15 eingelassen sind. O-Ring- Dichtungen 39 gewährleisten eine sichere Abdichtung der in die Luftzu­ führvorrichtung 33 eingesteckten Rohrenden. Die Luftzuführleitungen 35, 37 können aus entsprechenden Bohrungen im Körper der Luftzuführvorrich­ tung bestehen. Die Aufteilung der Luft auf zwei Arme 35 könnte selbstverständlich auch innerhalb der Luftzuführvorrichtung 33 im Körper 41 erfolgen, so daß nur ein einziger Luftanschluß notwendig wäre.

Im folgenden wird die Funktionsweise des Verfahrens bzw. der Vorrichtung näher erläutert. Aus dem Fluidisierbehälter 21 gelangt das Pulver/Luft­ gemisch durch die Leitung 15 zum Sprühkopf 6. In der Luftzuführvorrich­ tung 33, die dem Sprühkopf 6 vorgeschaltet ist, wird nun zusätzlich zu der bereits vorhandenen Transportluft von zwei Seiten durch die Lei­ tungen 35, 37 Luft zugeführt. Die beiden Luftstrahlen bewirken in der Leitung 15 in der Luftzuführvorrichtung 33 eine Verwirbelung des zu­ fließenden Pulvers 23. Das der Luftzuführvorrichtung 33 zufließende Pulver 23 füllt im allgemeinen nicht den gesamten Querschnitt der Lei­ tung 15, da durch unvermeidbare Bögen in der Leitung Zentrifugalkräfte auf das Pulver wirken und dieses sichelförmig entlang der Leitungswand gleiten lassen. Nach der Zufuhr von Luft in der Luftzuführvorrichtung 33 und einer intensiven Vermischung durch die beiden in der Leitung 15 auf­ einanderprallenden Luftstrahlen aus den Luftleitungen 35, wird das Pul­ ver 23 mit einem geringeren prozentualen Pulveranteil im Pulver/Luftge­ misch, also geringere spezifische Dichte, und zudem mit höherer Ge­ schwindigkeit zum Sprühkopf 6 geführt. Das Pulver 23 kann dort den Sprühkopf mit der gewünschten, der Schweißgeschwindigkeit exakt ange­ paßten Geschwindigkeit und in entsprechender Menge pro Zeiteinheit ver­ lassen.

Mindestens der von der Luftzuführvorrichtung 33 zum Sprühkopf 6 führende Abschnitt der Leitung 15 sollte möglichst geradlinig ausgebildet sein.

Claims (10)

1. Verfahren zum Auftragen von Pulverlack in einer Pulverlackieranlage (5), bei der das Pulver (23) in einem Behälter (21) fluidisiert und mit einem Injektor (27) durch eine Transportleitung (15) als Pul­ ver/Luftgemisch zu einem Sprühkopf (6) gefördert wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die spezifische Dichte (Verhältnis Pulver zu Luft) des Pulver/Luftstromes vor Erreichen des Sprühkopfes (6) durch Zuführen von Luft verkleinert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft durch mindestens eine Leitung (35, 37) in die Transportleitung (15) eingespeist wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Leitung (37) tangial oder radial in die Transportleitung (15) einmündet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lei­ tungen (37) einander gegenüberliegend in die Transportleitung (15) einmünden und in der Transportleitung (15) aufeinanderprallen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft in einem rechten oder stumpfen Winkel (alpha) bezüg­ lich der Längsachse (A) der Transportleitung (15) zugeführt wird.

6. Vorrichtung zum Auftragen von Pulverlack in einer Pulverlackieran­ lage, mit einem Fluidisierbehälter (21), einem Injektor (27) zum Zuführen von Transportluft in eine vom Fluidisierbehälter (21) zu einem Sprühkopf (6) führenden Transportleitung (15), dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Transportleitung (15) in einem Abstand (a), der kleiner ist als der Abstand zum Fluidisierbehälter (21) eine Luftzuführvorrichtung (33) zum Einleiten von zusätzlicher Luft in die Transportleitung (15) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft­ zuführvorrichtung (33) in einem gerade verlaufenden Abschnitt der Transportleitung (15) eingesetzt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Luftzuführvorrichtung (33) mindestens eine Luft­ leitung (37) tangential oder radial in den Querschnitt der Trans­ portleitung (15) einmündet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die min­ destens eine Luftleitung (37) in einem rechten oder stumpfen Winkel (alpha) zur Achse (A) der Transportleitung (15) liegt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Luftzuführvorrichtung (33) im Sprühkopf (6) angeord­ net ist.