DE4440417C2 - Meßvorrichtung zum Ermitteln eines Pulveranteils - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten An­ spruchs angegebenen Art.

Aus der EP 0 297 309 B ist eine Meßvorrichtung in Pulverlackierungsanlagen be­ kannt, die dazu dient, den Pulveranteil in einem Gas-Pulver-Strom und damit den Lackmassenstrom zu bestimmen, der auf das beschichtete Objekt aufgetragen wer­ den soll. Bei der bekannten Vorrichtung hat sich jedoch herausgestellt, daß nicht ausgeschlossen werden kann, daß sich Ablagerungen während der Einsatzzeit auf der Gehäuseinnenwand bzw. auf den Lichtleitern bilden, so daß die Meßergebnisse verfälscht werden könnten.

Aus der DE 41 33 452 A1 ist eine gattungsgemäße Meßvorrichtung bekannt, die zum Ermitteln der Partikelgröße in einer Gasströmung dient, wobei hauptsächlich an Abgase von Brennkraftmaschinen gedacht ist. Dementsprechend ist es bei dieser bekannten Meßvorrichtung nur wesentlich, daß der Meßbereich freigehalten wird von anhaftenden Partikelteilchen. Die hierzu verwendete Spülluft kann anschließend dem Abgasstrom bedenkenlos beigemischt werden, da die Zusammensetzung des Abgasstromes nach der Meßstrecke irrelevant ist. Einen ähnlichen Sachverhalt be­ schreibt auch die DE 41 32 926 C2.

Eine Übertragung dieser Lehren auf eine Meßvorrichtung in einer Pulver­ lackierungsanlage ist nicht möglich, da in Pulverlackierungsanlagen der reine Gas­ strom dem Gas-Pulver-Strom zugemischt wird und dementsprechend die Pulver­ verteilung im Gasstrom nicht beeinflussen darf, da sonst das Lackierbild negativ beeinträchtigt werden kann. Auch muß bei Pulverlackierungsanlagen darauf geach­ tet werden, daß das Pulver homogen im Gasstrom verteilt ist und nicht als Massen­ ansammlung auftritt, da auch dies sich negativ auf die Lackierung auswirken kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, hier Abhilfe zu schaffen und eine gattungsgemäße Meßvorrichtung derart auszubilden, daß sie in Pulver­ lackierungsanlagen eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. Anspruchs gelöst. Aufgrund des vorgegebenen Abstandes zwischen dem Einsatz einerseits und der Gehäuseinnenseite andererseits wird sichergestellt, daß mit aus­ reichender Genauigkeit die Meßstelle von Pulverablagerungen freigehalten wird, die die Meßgenauigkeit beeinträchtigen würden und zum anderen nicht soviel Gas des reinen Gasstromes beigemischt wird, daß die Pulverteilung im Gas-Pulver-Strom beeinträchtigt wird. Somit lassen sich auch nach längeren Einsatzzeiten zuverläs­ sige Meßergebnisse erzielen.

Die Ansprüche 2 bis 6 beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Die Fixierung des Einsatzes zu dem Glasrohr über Stützstellen, die möglichst schmal und strömungsgünstig ausgebildet sind, beeinflussen zwar die Strömung im Ringspalt wesentlich. Jedoch ist diese Beeinflussung nur partiell. Deshalb wird der Strahlendurchtrittsbereich in einer größeren Entfernung von dem freien Ende des Einsatzes angeordnet.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 7 löst das Problem, daß die Empfangsintensität aufgrund einer nicht ganz auszuschließenden schleichenden Verschmutzung der Meßvorrichtung im Bereich des Strahlenganges verringert wird. Dadurch könnten sich die Meßergebnisse verfälschen. Bei Verwendung von Laser­ strahlen läßt sich dies jedoch leicht durch Ändern der Laserleistung erreichen. So kann in Stillstandsphasen, in denen kein Pulvermassenstrom durch die Meßvor­ richtung strömt, die Meßvorrichtung jedesmal neu kalibriert werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der einzigen Ab­ bildung ist ein schematisierter Querschnitt durch die Meßvorrichtung dargestellt. Sie ist derart aufgebaut, daß sie sich in das Pulverlackfördersystem problemlos ein­ bauen läßt.

Ganz allgemein besteht die Meßvorrichtung 1 aus dem Grundkörper 2 mit dem Einsatz 6, der Glasrohrfixierung 3, dem Glasrohr 4 sowie der Glasrohraufnahme 5.

Eine nicht näher dargestellte Förderleitung für den Gas-Pulver-Strom wird unterbrochen, damit die Meßvorrichtung 1 zwischengeschaltet werden kann. Hierzu wird das eine Leitungsende auf den Grundkörper 2 aufgesteckt und mit­ tels einer Überwurfmutter oder Schlauchschelle gesichert.

Der Grundkörper 2 weist eine sich in Strömungsrichtung verjüngende Bohrung 2.1 auf, die zur Führung des Gas-Pulver-Stromes dient. Er trägt an seinem anderen Ende die Glasrohrfixierung 3, die als Überwurfmutter ausgebildet ist und auf den Grundkörper 2 aufgeschraubt wird. In der Glasrohrfixierung 3 sind auf dem Umfang verteilt zwei ra­ dial angeordnete Bohrungen 3.1 vorgesehen, an die eine Gasleitung 7 angeschlossen ist, die von einer geeigneten Gasquelle 8 kommt. Die Bohrungen 3.1 münden in eine Druckausgleichskammer 3.2, in der eine Vergleichmäßigung der Strömung stattfindet.

Weiterhin weist die Glasrohrfixierung 3 eine Aufnahme­ bohrung 9 auf, die zur Aufnahme des Glasrohres 4 dient. Zur Abdichtung ist eine Dichtung 10 in Form eines O-Ringes vorgesehen. Gegen unbeabsichtigtes Lösen des Glas­ rohres 4 aus der Aufnahmebohrung 9 dient die Quetsch­ verschraubung 21, die einen O-Ring gegen eine Abschrägung in der Glasrohrfixierung 3 drückt.

Das freie Ende des Glasrohres 4 ist in der Glasrohrauf­ nahme 5 eingesteckt und wird auch hier wiederum über eine Dichtung 11 abgedichtet. An dem freien Ende der Glas­ rohraufnahme 5 schließt sich die aufgetrennte Förder­ leitung wieder an.

Der Einsatz 6 schließt sich als Verlängerung der Bohrung 2.1 an den Grundkörper an. Er ragt in das Glasrohr 4 hinein und ist auf der einen Seite an dem Grundkörper 2 befestigt bzw. einstückig mit ihm ausgebildet. Der Außen­ durchmesser des Einsatzes 6 ist kleiner gewählt als der Innendurchmesser des Glasrohres 4, so daß zwischen beiden ein Ringspalt 14 gebildet wird. Deshalb stützt sich das andere freie Ende des Einsatzes über drei auf dem Umfang verteilte Stützelemente 13 an der Innenseite des Glas­ rohres 4 ab. Die Stützelemente 13 sind strömungsgünstig und möglichst schmal ausgebildet. Der Ringspalt hat eine Weite von ca. 1/50 des Innendurchmessers des Glasrohres. Er verläuft auch innerhalb der Glasrohrfixierung und reicht bis zu der Druckausgleichskammer 3.2, so daß das aus der Druckluftquelle 8 gelieferte Gas über die Gas­ leitung 7, die Bohrungen 3.1 und die Druckausgleichs­ kammer 3.2 in den Ringspalt 14 strömen kann.

Wichtig ist, daß der Strahlendurchtrittsbereich nicht an das freie Ende 12 des Einsatzes 6 verlegt wird, da auf­ grund der Stütz stellen eine Störung in der Ringspalt­ strömung eintritt. Andererseits kann auf die Stütz­ elemente nicht verzichtet werden, da sonst keine gleich­ mäßige Strömung in dem Ringspalt aufgebaut werden kann. Der Ringspalt 14 darf auch nicht beliebig groß gewählt werden, da sonst ein zu großer Luftstrom durch den Ringspalt 14 dem Gas-Pulver-Strom zugemischt wird, wo­ durch dessen Geschwindigkeit sinken würde, was Pulver­ ablagerungen im Fördersystem zur Folge hätte.

Am freien Ende des Glasrohres 4 erweitert sich der Strö­ mungsquerschnitt für den Gas-Pulver-Strom auf den Wert innerhalb des Fördersystems vor der Meßeinrichtung 1. Gleichzeitig wird an dieser Stelle das Gas aus dem Ringspalt 14 dem Gas-Pulver-Strom beigemischt.

Als Strahlenmeßeinrichtung dient ein Strahlensender 15 und Strahlenempfänger 16, die über Lichtleiter 17 und 18 mit der Außenseite des Glasrohres 4 verbunden sind. An dieser Stelle ist der Einsatz 6 mit Durchtrittsöffnungen 19, 20 versehen, damit der Strahlengang vom Strahlen­ sensor zum Strahlenempfänger nicht unterbrochen wird.

Die beschriebene Meßvorrichtung 1 ist bevorzugt in einem Gehäuse eingebaut. Auf jeden Fall ist dafür Sorge getra­ gen, daß zwischen der Glasrohraufnahme und dem Grund­ körper bzw. der Glasrohrfixierung eine kraftübertragende Verbindung vorgesehen ist, damit diese nicht über das Glasrohr 4 erfolgt, was im Betrieb der Meßvorrichtung zu seiner Zerstörung führen könnte.

Das Prinzip der Meßvorrichtung sowie der Strahlenmeß­ einrichtung und der Erzeugung eines Gas-Pulver-Stromes sind in der EP 0 297 309 B1 ausführlich beschrieben, wo­ rauf hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Eine Wie­ derholung der Beschreibung erübrigt sich deshalb.

Im Unterschied zu der bekannten Meßvorrichtung wird bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung 1 durch das Vorsehen des Ringspaltes 14 verhindert, daß im Bereich des Strah­ lenganges Festkörper aus dem Gas-Pulver-Strom, der in dem Einsatz 6 strömt, absetzen und so zu Verfälschungen des Meßergebnisses führen. Somit kann die Schwächung der Strahlen alleine durch das in dem Gas-Pulver-Strom ent­ haltene Pulver erfolgen und damit in Abhängigkeit von diesem Meßergebnis ein Signal entsprechend dem Pulver­ anteil und damit dem Dichtewert erzeugt werden.

Eine schleichende Verschmutzung im Strahlendurchtritts­ bereich wird durch eine Erhöhung der Strahlenleitung aus­ geglichen. Hierzu wird bei ausgeschaltetem Partikelstrom die Empfangsintensität gemessen und auf ein konstantes Niveau nachgeregelt. Beim Einsatz des Meßgerätes in Pul­ verbeschichtungsanlagen für Kraftfahrzeugkarossen kann dies immer zwischen zwei Karossen geschehen, da nach dem Lackieren einer Karosse eine Pause eintritt, bis die nächste Karosse in Lackierposition ist und lackiert wer­ den kann.

Claims (7)

1. Meßvorrichtung zum Ermitteln eines Pulveranteils in einem Gas-Pulver-Strom in Pulverlackierungsanlagen, bestehend aus einem zumindest auf Teilstrecken lichtdurchlässigem Gehäuse, in dem ein Einsatz zum Führen des Gas-Pulver-Stromes vorgesehen ist, einem Strahlensender und einem Strahlenempfänger, dessen Strahlen das lichtdurchlässige Gehäuse sowie den Gas-Pulver-Strom durchqueren, wozu der Einsatz im Bereich des Strahlenganges Durchtriftsöffnungen aufweist, und einer stromauf des Strahlenganges angeordneten Gaszufuhrleitung zum Zuführen eines reinen Gasstromes zwischen dem Einsatz und dem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Einsatz (6) und der Gehäuseinnenseite ca. 1/50 des Innenquerschnittes des lichtdurchlässi­ gen Gehäuses beträgt.

2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtdurchlässige Gehäuse ein Glasrohr (4) ist.

3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasrohr (4) mit Hilfe einer Steckverbin­ dung auswechselbar gehalten ist.

4. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6) als Rohr ausgebildet ist.

5. Meßvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (6) fliegend gelagert ist und an seinem freien Ende auf seinem Umfang verteilte Stützelemente (13) auf­ weist.

6. Meßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (13) als in Strömungsrich­ tung schmal ausgebildete Distanzstücke aufgebaut sind.

7. Verfahren zum Erkennen der schleichenden Verschmutzung einer Meßvor­ richtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem bei ausgeschaltetem Pulvermassenstrom die Empfangsintensität der Strahlen im Strahlenempfänger ermittelt und auf einen konstanten Wert eingestellt wird.