DE69835577T2

DE69835577T2 - Portable Vorrichtung zum Auftrag einer Beschichtung

Info

Publication number: DE69835577T2
Application number: DE69835577T
Authority: DE
Inventors: Jack G. Huntsville Scarpa; Terry L. Huntsville Hall; Quintin New Market Lundy; Matthew Huntsville Kelly; Beth Huntsville van Wavern
Original assignee: USBI Co
Current assignee: USBI Co
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2007-07-19
Anticipated expiration: 2018-12-19
Also published as: US5927609A; EP0925843B1; CA2256657A1; DE69835577D1; EP0925843A2; JPH11244740A; RU2206411C2; CA2256657C; EP0925843A3

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufbringen von Beschichtungen auf eine Oberfläche und insbesondere auf eine tragbare Vorrichtung zum Entwickeln eines konvergenten Sprühstrahls zum Aufbringen einer Schutzbeschichtung auf Oberflächen, wie z.B. Gebäudedächer, Wände, rutschfeste Laufwege und Ähnliches.
US 5565241 , erteilt an Mathias et al am 15. Oktober 1996, mit dem Titel "Convergent End Effector" und US 5579998 , erteilt an Hall et al am 3. Dezember 1996, mit dem Titel "Method For Coating A Substrate With a Reinforced Resin Matrix" wurden beide auf USBI Co übertragen. Außerdem haben beide Jack G. Scarpa, einen Miterfinder der vorliegenden Erfindung als einen Miterfinder. Diese beiden Patente, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind, beschreiben beide eine Sprühpistole, die eine Düse nutzt, die dafür ausgebildet ist, den von der Düse ausgegebenen Sprühstrahl zu einer zerstäubten konvergenten Schwade von Flüssigharz zu bilden, und die die Schwade mit verstärktem Füllstoff stromabwärts der Düse richtet, um den Füllstoff direkt vor dem Aufbringen auf die Oberfläche des Substrats zu mischen und zu befeuchten. Mit anderen Worten wird das Verstärkungsmaterial um die zerstäubte Flüssigharzströmung herum mitgeführt, was dazu führt, dass es davon erfasst wird, sich damit mischt und zu einem homogen befeuchteten Beschichtungsmaterial wird, das nach dem Auftreffen auf das Substrat in eine im Wesentlichen angemessen dicke Beschichtung ausgehärtet wird, die gute Festigkeits- und Widerstandsfähigkeitseigenschaften aufweist. Der gasförmige Transportstrom liefert zusammen mit dem Saugstrahler die Bestandteile in den richtigen Anteilen und der Luftstrom bewirkt das Zerstäuben und das Mischen für das Liefern, der richtigen Materialmengen, um sicherzustellen, dass die Beschichtung einförmig und konsistent ist. In geeigneter Reihenfolge kann eine Erwärmung angewandt werden, um einen geeigneten Grad an Viskosität sicherzustellen, damit die Gleichmäßigkeit der Strömung sichergestellt wird.
Es gibt keine handelsüblich verfügbaren oder sonstig verfügbaren Sprühsysteme, die Beschichtungen mit einer niedrigen VOC (von englisch "volatile organic compound"; flüchtige organische Verbindung) mit umweltverträglichen Füllstoffen auf Dächer und andere Substrate, die robuste, wasserabstoßende Oberflächen erfordern, konvergent sprühen können.
GB 1298094 und GB 1334733 beschreiben beide eine Vorrichtung zum Sprühen von Material auf eine Oberfläche. In beiden Fällen ist die Vorrichtung auf einen Wagen montiert, der zu einer Oberfläche hin oder von einer Oberfläche weg bewegt werden kann. Die Sprühdüsen sind jedoch an den Wägen befestigt, was die Anwendbarkeit dieser Vorrichtungen einschränkt.
Es wäre wünschenswert, ein tragbares System für konvergentes Sprühen zum Aufbringen einer Beschichtung auf die Oberfläche von einem Dach, von Mauern, von Laufwegen und Ähnlichem zu schaffen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine tragbare Vorrichtung für das Aufbringen einer Beschichtung auf eine Oberfläche wie in Anspruch 1 beansprucht vorgesehen.
Man hat herausgefunden, dass ein tragbares System geschaffen werden kann, das eine robuste, homogene, ein- oder zweiteilige Beschichtung mit einer niedrigen VOC schafft, die vorzugsweise außerhalb der Sprühdüse der Sprühpistole gebildet wird.
In einem bevorzugtem Aspekt der Erfindung weist die Einheit einen tragbaren Wagen auf, der ein- oder zweiteilige Beschichtungen und größere Feststoffe der Klasse Fünf (faserige und flockige mit uneinheitlicher Größe/Form) mittels eines Prozesses einer Technik für konvergentes Sprühen mischen und auftragen kann. Der Wagen kann zum Beispiel durch Heberinge zum Dach hochgehoben werden. Beschichtungstrommeln von fünf oder fünfundfünfzig Gallonen mit Niederdruckzylinderpumpen können auf Grundniveau bleiben. Trommelpumpen liefern die Beschichtungskomponenten an die Zahnradpumpen des Wagens, die auf Basis von Steuereinrichtungen arbeiten. Die Zahnradpumpen liefern Fluid an das Ende der Sprühpistole, wo das Harz zerstäubt und mit trockenen Materialien kombiniert wird. Auf dem Sprühwagen werden recycelte trockene Materialien einem Gravitationszuführtrichter mit einem Saugstrahler von ein oder zwei Zoll und einem Zuführtrichtergrundniveau zugeführt. Trockene verdichtete Luft, die vom Grundniveau zugeführt wird, unterstützt das Zuführen des Füllstoffs von dem Trichter durch ein Saugstrahlersystem zu der Sprühpistole oder dem Sprühstab. Die ein- oder zweiteilige Acryl- oder Polyurethanbeschichtung wird zerstäubt, wenn sie aus der Düse austritt, wo sie mit Füllstoffen zusammenkommt, die aus recycelten Materialien sein können, um eine robuste, homogene, wasserabstoßende Beschichtung zu bilden. Dieses tragbare System kann auch als ein Aufbringungssystem für rutschfeste Beschichtungen genutzt werden, wobei entweder recycelter Gummi, Aggregate oder eine Kombination für Laufwege, Verladedocks, Freizeitbereiche usw. verwendet werden.
Ein bevorzugtes Merkmal dieser Erfindung ist die Verwendung einer Sprühpistole für konvergentes Sprühen, die die Mischung des Füllstoffs mit Flüssigharz zu einem konvergenten zerstäubten Sprühstrahl außerhalb der Düse der Sprühpistole direkt vor dem Aufbringen der Beschichtung auf die zu besprühende Oberfläche ermöglicht.
Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung ist die entfernte Position der Sprühpistole oder des Sprühstabs und dass das Liefern der Bestandteile des Beschichtungsmaterials ein Pumpsystem aufweist, um die Bestandteile zu der entfernten Sprühpistole fließen zu lassen, so dass das Harz durch die Düse ausgegeben wird; Zerstäubungsluft transportiert das Flüssigharz in eine konvergente Schwade und der Füllstoff wird direkt vor der Aufbringung auf die zu beschichtende Oberfläche in die Niedrigdruckzone der zerstäubten Schwade gelassen.
Ohne dass sie den Umfang dieser Erfindung beschränken sollen, sind die Vorteile der vorliegenden Erfindung unter anderem folgende:

1) Tragbarkeit/Einfachheit der Aufbringung;
2) Harz und Füllstoff gleichzeitig in der Anwendung einer Technik für konvergentes Sprühen;
3) die Fähigkeit, mehrere Dachtypen mit einem Verfahren zu schützen;
4) eine wesentliche Reduzierung von Abfall und Gefahrstoffen;
5) die Verwendung von recycelten Materialien ohne negative Auswirkung auf die Umwelt;
6) hochgradig beladene Füllstoffe, die charakteristischerweise preisgünstig sind, erfordern weniger Harz, das ein teurer Bestandteil ist; und
7) die Fähigkeit, ein- oder zweiteilige Harze und eine Vielfalt von Füllstoffen mit derselben Einheit zu sprühen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird jetzt nur beispielhaft und mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In denen ist:
1 eine schematische Ansicht, die die Anordnung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
2 eine schematische Seitenansicht, die den Stabapplikator einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung darstellt; und
3 ein Endeffektor des Standes der Technik, der für die Verwendung mit dem Stabapplikator geeignet ist.
Während diese Erfindung in der bevorzugten Ausführungsform eines Systems zum Aufbringen von Beschichtungen auf das Dach eines Gebäudes beschrieben ist, versteht sich, dass die Prinzipien dieser Erfindung genutzt werden können, um Beschichtungen auf andere Strukturen aufzubringen.
Die Erfindung kann am besten durch Bezugnahme auf 1 bis 3 verstanden werden. Diese zeigen den generell von der Bezugszahl 10 darstellten Stabapplikator, das unterstützende Equipment am Grundniveau, das die Harzversorgung 12, einen Stromgenerator 14 und einen Luftverdichter 16 aufweist. Ein Wagen 18, der auf eine gut bekannte Weise von Hebevorrichtungen hochgehoben werden kann, wird gezeigt, wobei er die Dosiereinrichtungen 20, elektrisch betriebene Pumpen 22, den Saugstrahler 24 und den Gravitationstrichter 26 für trockenes Pulver trägt. Geeignete Rohre, Kabel und Leitungen sind gezeigt, die die verschiedenen Bauteile auf gut bekannte Weise miteinander verbinden. Der Generator 14, der ein benzin- oder gasbetriebener motorgetriebener Stromgenerator sein kann, erzeugt Elektrizität und ist über die Leitung 30 und die Abzweigleitung 32 mit den Dosiereinrichtungen 20 und der elektrisch betriebenen Pumpe 22 verbunden, um die Magnetspulen-betriebenen Dosierungsventile 20 und die Pumpe 22 mit Strom zu versorgen. Der Druckbehälter 28 liefert Material an die Pumpe 22, die wiederum das Material über die Dosiereinrichtungen 20 und die Leitung oder den Schlauch 34 dem Sprühstab 10 zuführt. Der Luftverdichter 16 liefert über die Leitung 36 Luft an den Saugstrahler, der das pulverförmige Füllstoff über die Leitung oder den Schlauch 38 zu dem Stab 10 transportiert, und verdichtete Luft wird dem Stab 10 über die Leitung oder den Schlauch 40 direkt zugeführt. Das System kann kleine Trommelpumpen erfordern, um die Beschichtungskomponenten dem Druckbehälter und den Zahnradpumpen des Wagens zuzuführen, die von einer geeigneten an den Handgriff 44 des Stabs 10 (siehe 2) montierten Steuereinrichtung gesteuert werden. Die Zahnradpumpen 22 liefern das Harz an das Ende des Sprühstabs 10, wo das Harz durch den Endeffektor 46 (siehe 3) der Sprühpistole für konvergentes Sprühen 50 zerstäubt wird. Der bekannte Endeffektor ist in US 5565241 , erteilt am 15. Oktober 1996 an Mathias et al, mit dem Titel "Convergent End Effektor" beschrieben, das Jack G. Scarpa, einen Miterfinder der vorliegenden Anmeldung, als einen genannten Miterfinder hat und das hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Der Endeffektor 46 weist ein zylinderförmiges hohles Gehäuse 56 für das Empfangen des Flüssigharzes und das Ausgeben des Flüssigharzes durch die mittige Öffnung 58 auf. Eine Mehrzahl von umfangsmäßig beabstandeten Löchern 57 umgibt die in einer Endkappe 59 gebildete mittige Öffnung 58 und wird über die Leitungen 60 und 62 mit zerstäubter Luft versorgt, um das Flüssigharz zu zerstäuben und einen konvergenten Sprühstrahl oder eine konvergente Schwade 64 zu bilden. Ein hohler Zylinder ist bezüglich des Gehäuses 56 konzentrisch und koaxial angeordnet und ist davon beabstandet, um eine ringförmige Passage 66 für das Fördern der festen Füllstoffpartikel zu der Schwade außerhalb der Kappe 59 zu bilden, um die Füllstoffpartikel in die Niedrigdruckzone der Schwade 64 zu lenken. Es können Formungslöcher 67 vorgesehen sein, um die Schwade zu formen, wie in US 5565241 beschrieben. Für weitere Details dieser Vorrichtung sollte Bezug auf dieses Patent genommen werden.
Das Harz ist entweder der ein- oder der zweiteilige Typ, der in US 5565241 beschrieben ist, und wenn ein zweiteiliger Typ verwendet wird, würde eine zusätzliche Versorgungstrommel, eine zusätzliche Leitung oder ein zusätzlicher Schlauch und optional ein Druckbehälter verwendet werden.
Der trockene Füllstoff kann recyceltes trockenes Material, wie z.B. körniger Gummi, kleine Fasern und Ähnliches, aufweisen und wird dem geeigneten und gut bekannten Gravitationszuführtrichter 26 und Saugstrahler 24 zugeführt (der entweder einen halben, einen oder zwei Zoll sein kann, abhängig vom Typ des Materials). Wie aus dem Vorhergehenden ersichtlich wird, unterstützt die trockene verdichtete Luft von dem Verdichter 16 über die Leitungen 36 und 38 die Zuführung des Füllstoffs von dem Trichter zu dem Sprühstab 10. Zerstäubende Luft wird dem Stab von dem Verdichter 16 über die Leitung 40 zugeführt. Geeignete Schalter für das Steuern der Harzpumpe und des Zuführers/Saugstrahlers sind auf jegliche gut bekannte Weise geeignet direkt an die Sprühpistole montiert. Wie in 1 gezeigt, kann der Anwender je nach Anwendung auf dem Dach des Gebäudes selber stehen oder auf dem Wagen 18 stehen.
Was von dieser Erfindung gezeigt wurde, ist ein System für das Aufbringen einer Beschichtung auf eine Oberfläche, das tragbar ist und eine Technik für konvergentes Sprühen verwendet. Das ein- oder zweiteilige Harz mit einer niedrigen VOC wird zerstäubt, wenn es aus der mittigen Öffnung 58 austritt, wo es mit dem kostengünstigen recycelten Füllstoff zusammentrifft, um eine robuste, homogene, wasserabstoßende Beschichtung zu bilden. Wie ein Fachmann erkennen wird, kann das tragbare System als ein Aufbringungssystem für rutschfeste Beschichtungen unter Verwendung von recyceltem Gummi oder recycelten Aggregaten verwendet werden. Der Applikator kann auch mit anderen Arten von Füllstoffen und/oder Harzen für Gehwege, Verladedocks, Freizeitbereiche und Ähnliches verwendet werden.
Obwohl diese Erfindung mit Bezug auf eine detaillierte Ausführungsform davon gezeigt und beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen und verstehen, dass verschiedene Änderungen davon in Form und Detail gemacht werden können, ohne von dem wie von den Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Tragbare Vorrichtung zum Aufbringen einer Beschichtung auf eine Oberfläche, aufweisend einen an einem Stab (10) befestigten Endeffektor (46) zum Aufbringen der Beschichtung auf die Oberfläche, die beschichtet werden soll, einen tragbaren Wagen (18) zum Halten eines Saugstrahlers (24) und eines Zuführtrichters zum Liefern von Material zu dem Endeffektor (46), eine Einrichtung zum Fördern eines Flüssigharzes zu dem Endeffektor, einen Elektrogenerator (14) entfernt von dem Wagen (18), einen Verdichter (16) entfernt von dem Wagen (18) zum Erzeugen verdichteter Luft, eine Leitungseinrichtung (38) zum Transportieren des Materials in dem Saugstrahler (24) zu dem Endeffektor (46), eine Pumpe (22) an dem Wagen (18) und eine zusätzliche Leitungseinrichtung (34) zum Transportieren des Flüssigharzes zu dem Endeffektor (46), wobei die Pumpe (22) von dem Elektrogenerator (14) mit Elektrizität versorgt wird, wobei der Stab (10) an einer Position entfernt von dem Wagen (18) positioniert werden kann und von einem Anwender getragen werden kann; dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (10) dazu fähig ist, von dem Anwender gehalten zu werden und dadurch, dass die Vorrichtung zusätzlich eine Auslöseeinrichtung an dem Stab zum Betätigen und Stoppen des Verdichters und der Pumpe aufweist.
Tragbare Vorrichtung nach Anspruch 1, aufweisend einen Druckbehälter (28) zum Unter-Druck-Setzen des Flüssigharzes, bevor das Harz zu dem Endeffektor (46) geleitet wird.
Tragbare Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, aufweisend eine Dosiereinrichtung (20) zum Dosieren der Menge von Flüssigharz, die dem Endeffektor (46) zugeführt wird.
Tragbare Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend eine an dem Stab (10) befestigte Schaltereinrichtung, um die Pumpe (22) und den Saugstrahler (24) zu betätigen.