DE7806334U1 - Beschichtungskabine für das elektrostatische Auftragen von pulverförmigen Stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschichtungskabine für das elektrostatische Auftragen von pulverförmigen Stoffen, insbesondere Farbstoffen, auf Werkstücken, in welcher die nicht an den Werkstücken haften bleibenden Stoffpartikel durch einen mittels einer Absaugvorrichtung erzeugten, durch eine Einlaßöffnung indie Beschichtungskabine eintretenden und aus einer A us la ß Öffnung abgesaugten Luftstrom mitgeführt werden.

Bekannte Beschichtungskabinen dieser Art (DE-OS 26 40 219, DE-GM 6 901 700) weisen einen tunnelartig langgestreckten Kabinenraum auf, dessen Querschnitt quadratisch oder rechteckig ist. Wesentlich ist hierbei, daß Ecken vorhanden sind, in denen sich die nicht an den Werkstücken haften bleibenden überschüssigen Stoffpartikel absetzen. So lange mit dem gleichen Pulver gearbeitet wird und so lange keine Schichtdicke erreicht ist, die aus Sicherheitsgründen wegen möglicher Staubexplosionen,zu beanstanden wäre, kann dieses Ansammeln von Stoffpartikeln hingenommen werden.

Bei einem Wechsel des Pulvers, insbesondere bei Farbstoffen, ist es beim Übergang auf einen anderen Farbstoff notwendig, die Beschichtungskabine vollständig zu reinigen. Dies ist eine äußerst zeitraubende Arbeit, die je nach Größe der Beschichtungskabine bis zu mehreren Stunden in Anspruch nehmen kann. Aus diesem Grunde werden Urnstellungen in dem Bes chichtungspulver nur dann vorgenommen, wenn mit dem neuen Pulver über längere Zeit gearbeitet werden kann, was große Werkstückzahlen voraussetzt. Für kleinere Betriebe, die häufig einen solchen Wechsel vornehmen müssen, ist der durch die Putzzeiten eintretende Verlust an Arbeitszeit häufig nicht mehr vertretbar. Diese langen Putzzeiten finden ihre Erklärung in der Tatsache, daß von den alten Farbpartikeln keine Reste übrig bleiben dürfen, weil sich beim Beschichtungspulver keine Mischfarben einstellen, sondern die anders-

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farbigen Restpartikel sind auf der mit dem neuen Pulver beschichteten Oberfläche unvermischt. sichtbar.

Es ist bereits eine Beschichtungskabine bekannt geworden (DE-OS 19 62 698), bei welcher der Strömungsverlauf der Luft in der Kabine im wesentlichen horizontal von einer Einlaßöffnung zu einer Auslaßöffnung erfolgt, wodurch der größte Teil der Luftströmung mit Ausnahme der Umströmung des zu beschichtenden Werkstückes im wesentlichen turbulenzfrei verläuft, dochtritt das Problem von möglichen Ablagerungen am Boden der Kabine auf. Dort ist zur Vermeidung einer Ablagerung von Pulverteilen der Boden treppenförmig ausgebildet, wobei aus jeder Stufe Luft ausgeblasen wird, um ein Weiterfördern des herunterfallenden Beschichtungsmaterials in Richtung auf die Auslaßöffnung zu erwirken. Der Vorteil einer weitgehend ablagerungsfreien Beschichtungskabine wird aber durch den Einsatz von teurer Fremdenergie erreicht,, da ständig Preßluft aus den Stufen am Boden der Beschichtungskabine ausgeblasen werden muß. Dieser hohe zusätzliche Energieaufwand ist in den meisten Fällen nicht mehr vertretbar.

Bei einer anderen bekannten Beschichtungskabine (FR-PS 2 182 403) ist über,dem eigentlichen Boden der Beschichtungskabine ein poröser Zwischenboden eingezogen, durch welchen mittels einer Absaugvorrichtung Luft aus der Beschichtungskabine herausgesaugt wird, so daß eine vertikale Luftströmung von oben nach unten in Richtung der sich aufgrund der Schwerkraft nach unten bewegenden überschüssigen Pulverteile einstellt. Hier ergibt sich eine. Anhäufung von überschüssigem Pulver nur auf dem Zwischenboden, doch muß bei dieser bekannten Beschichtungskabine der Beschichtungsbetrieb immer wieder unterbrochen werden, um Luft unter den Zwischenboden zu blasen und damit das auf dem Zwischenboden liegende überschüssige Pulvermaterial zu fluidisieren, damit es aus der Beschichtungskabine ab-

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gezogen werden kann. Diese Betriebsunterbrechung verkürzt die Beschichtungsleistung und erfordert außerdem einen erhöhten baulichen Aufwand, um eine Absaugvorrichtung so umzuschalten, damit Luft nicht aus der Kabine abgesaugt, sondern in diese eingeblasen werden kann.

Bei einer weiteren bekannten Beschichtungskabine (GB-PS 1 315 671) ist der größte Teil der Begrenzungswand der Beschichtungskabine doppelwandig ausgeführt und dieser außerhalb des Innenraumes der Beschichtungskabine liegende Kanal ist an eine Absaugvorrichtung unter Zwischenschaltung einer Filtervorrichtung angeschlossen. Die Haupteinlaßöffnung für die durch die Absaugvorrichtung abgesaugte Luft befindet sich an der Unterkante einer Kabinenöffnung, durch welche hindurch die Bedienungsperson die zu beschichtenden Werkstücke mit dem Pulvermaterial besprüht. Durch die Saugöffnung an der Unterkante dieser Kabinenöffnung wird das Heraustreten von Luft aus der Kabine und damit das Austreten von Beschichtungs material verhindert. Weiterhin sind an mehreren Stellen der Kabine Schlitze vorgesehen, die mit diesem außerhalb der Kabine liegenden Absaugkanal in Verbindung stehen, um einen leichten Unterdruck in der Kabine zu erzeugen, damit ein Austreten von überschüssigem Beschichtungsmaterial aus der Kabine vermieden wird. Eine Luftströmung mit weitgehend laminarem Strömungsprofil und bevorzugter Strömungsrichtung ist in dieser Kabine wegen der Anordnung mehrerer Absaugschlitze, die mit dem außerhalb der Kabine liegenden Absaugkanal in Verbindung stehen, nicht gegeben. Besonders nachteilig bei dieser bekannten Ausführungsform ist die Tatsache, daß zutn Reinigendes außerhalb des Innenraumes der Beschichtungskabine befindlichen Absaugkanaleö die innere Begrenzungswand der Kabine, die einen Teil der Begrenzungswand des Kanales darstellt, abmontiert werden muß.

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Das wesentliche Problem bei den in einfacher Weise aufgebauten Beschic htungs kabine η gemäß der eingangs erläuterten.Art besteht darin, daß aufgrund der eckigen Querschnitts gestaltung keine turbulenzfreie Strömung zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung besteht, wodurch sich Ablagerungen in den Ecken und Kanten der Kabine bilden können, die nicht nur zu einem Sicherheitsrisiko bei zu großer Pulveransammlung, sondern insbesondere zu Schwierigkeiten bei der Reinigung wegen eines notwendigen Pulverwechsels führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln Ablagerungen von Beschichtungspulver in der Beschichtungskabine zu vermeiden und die bei einem Wechsel des Beschichtungspulvers notwendigen Putzzeiten wesentlich zu verkürzen.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einer Beschichtungskabine der eingangs erläuterten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Beschichtungskabine im Querschnitt zumindest im Strömungsbereich von der Einlaßöffnung bis zur Auslaßöffnung im wesentlichen als Teil eines Kreises, einer Ellipse oder einer in Richtung auf die Auslaßöffnung sich erweiternden Spirale ausgebildet ist.

Die Beschichtungskabine muß zumindest in dem von dem überschüssigen Beschichtungspulver am meisten belasteten Strömungsbereich zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung in der erfindungs gemäßen Weise ausgebildet sein, wodurch Absätze und Kanten vermieden und eine weitgehend turbulenzfreie Strömung mit laminarem Strömungsprofil erzielt wird, die eine Ablagerung von Beschichtungsmaterial verhindert. Da die Begrenzungswand glattflächig ist, ist diese Wand leicht von den aufgrund der elektrostatischen Ladungen anhaftenden Stoffpartikeln zu reinigen.

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Das Wesentliche der Erfindung besteht darin, die Begrenzungswand der Beschichtungskabine so strömungsgünstig auszubilden, daß die hierdurch erzielte Luftführung Ablagerungen von Beschichtungsmaterial verhindert. Gemäß Anspruch 1 ist diese für die Führung der Luftströmung günstige Gestaltung der Begrenzungswand der Beschichtungskabine nicht nur auf einen bestimmten Strömungsbereich begrenzt, sondern kann für die gesamte Querschnittsausbildung der Beschichtungs- · kabine zur Anwendung kommen, wobei selbstverständlich nicht alle Bereiche des Querschnitts untereinander gleich ausgeführt werden müssen, d.h. der Querschnitt der Kabine kann in einem Bereich als Teil eines Kreises und in einem anderen Bereich als Teil einer Spirale oder einer Ellipse ausgebildet sein. Dabei können zwischen gekrümmten Bereichen geradlinige Bereiche vorgesehen sein. Da die Beschichtungskabine im Bereich ihrer Begrenzungswand nicht vollständig geschlossen ist, sondern öffnungen aufweist, und zwar eine Einlaßöffnung, eine Auslaßöffnung und einen durchlaufenden Längsschlitz für einen endlosen Förderer, so bietet sich eine unterschiedliche Gestaltung der einzelnen Begrenzungswandabschnitte zwischen den genannten öffnungen an. Insbesondere ist es vorteilhaft, den Bereich zwischen der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung nach Art einer sich erweiternden Spirale ähnlich wie den Auslaß eines Ventilatorgehäuses auszubilden. Wird die gesamte Begrenzungswand der röhrenförmigen Beschichtungskabine in der erfindungsgemäßen Weise kreisförmig, elliptisch oder spiralförmig ausgebildet, so ist sichergestellt, daß über den gesamten Querschnitt keine Ecken und Kanten vorhanden sind, in denen sich Stoffansammlungen bilden können, die den Putzvorgang erschweren. Vielmehr sind aufgrund

der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nur völlig glatte Flächen vorhanden, da die Begrenzungswand einen stetigen Verlauf ohne Absätze und Ecken aufweist. Diese stetig durchgehende Begrenzungswand, die die bisherigen Decken, Böden und seitlichen Begrenzungs-

wände ersetzt, kann mit einem entsprechend großen Schaber oder

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Wischer abgezogen und so in kürzester Zeit von der aufgrund elektrostatischer Aufladung sich bildenden dünnen Schicht befreit werden.

Wenn die Einlaßöffnung und/oder die Auslaßöffnung über die gesamte Länge der Beschichtungskabine verläuft, so ist die Luftströmung gleichmäßig über die gesamte Breite der Begrenzungswand verteilt, wodurch diese nur einen äußerst dünnen Überzug, bestehend aus dem verarbeiteten Pulver, erhalten wird, der sich leicht mit einem Schaber abziehen läßt. Diese Ausgestaltung empfiehlt sich bei verhältnismäßig kurzen Beschichtungskabinen, deren Länge im wesentlichen dem Einbis Einundeinhalbfachen der Abmessung des größten Durchmessers der Kabine entsprechen kann. Diese verhältnismäßig kurzen Beschichtungskabinen . haben in Verbindung mit der kreisförmigen oder ovalen Ausgestaltung des Querschnitts der Kabine eine verhältnismäßig kleine Oberfläche, an welcher entsprechend wenig von dem Beschichtungs pulver haften bleiben kann. Somit wird die für den Putzvorgang erforderliche Zeit wesentlich vermindert.

Es empfiehlt sich, die Absaugvorrichtung unmittelbar an der Beschichtungskabine an der Seite der Auslaßöffnung anzuordnen, da hierdurch keine zusätzlichen Rohrleitungen erforderlich sind und eine günstige Voraussetzung für die Anordnung einer Filtervorrichtung geschaffen wird, die, wenn sie vorgesehen werden soll, zwischen der Auslaßöffnung und der Absaugvorrichtung auswechselbar, insbesondere verfahrbar, einsetzbar sein kann. Die Absaugvorrichtung kann aufgrund dieser Ausgestaltung oberhalb der Filtervorrichtung mit der Beschichtungskabine verbunden sein, während die Filtervorrichtung als fahrbare Einheit unter die Absaugvorrichtung einsetzbar und mittels Schnellverschlüssen an der Beschichtungskabine festlegbar ]

.ist, wodurch eine Strömungsverbindung zwischen der Auslaßöffnung !

und der Absaugvorrichtung hergestellt ist, in der das überschüssige

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Pulver durch die dort vorgesehenen Filter aus dem Luftstrom herausgefiltert wird.

Werden mehrere Beschichtungskabinen benötigt, so empfiehlt sich eine Reihenanordnung, wobei die Beschichtungskabinen unmittelbar hintereinander und seitenverkehrt aufgestellt sind, so daß Einlaß-Öffnungen und Auslaßöffnungen benachbarter Beschichtungskabinen miteinander abwechseln, d.h. die Sprühanlagen und Absauganlagen bzw. Rückgewinnungsanlagen benachbarter Kabinen wechseln von Kabine zu Kabine miteinander ab. Durch diese seitenverkehrte Aneinanderreihung der einzelnen Kabinen tritt keine-gegenseitige nachteilige Behinderung beim Arbeiten an den einzelnen Beschichtungskabinen ein. Dies gilt sowohl beim Pulverauftragen als auch beim Wechselnder Filtervorrichtung, da die unmittelbar benachbarten

j Kabinen seitenverkehrt aufgestellt sind, so daß niemals zwei Filtervorrichtungen oder zwei Bedienungsöffnungen nebeneinander liegen.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Stirnansicht einer Beschichtungskabine j

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf diese Beschichtungskabine; und

Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung einer Beschichtungsanlage bestehend aus mehreren hintereinander geschalteten Beschichtungskabinen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist eine Beschichtungskabine 1 im wesentlichen röhrenförmig gestaltet und weist an ihren Enden Stirnwände 2 und eine mantelartige Begrenzungswand 3 auf. Die Beschichtungskabine 1 ist auf Füßen 4 abgestützt.

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Im oberen Teil weist die Beschichtungskabine 1 einen Längs schlitz 5 auf, der sich in die Stirnwände 2 hinein erstreckt und bis zu einer öffnung 6 in den einander gegenüber liegenden Stirnwänden reicht. Durch die Schlitz 5 greift eine Haltevorrichtung 7 eines endlosen Förderers 8, der zum Transport der zu beschichtenden Werkstücke dient, die in Fig. 1 mit dünneren Linien angedeutet und mit dem Bezugszeichen 9 versehen sind. Die einander gegenüber liegenden öffnungen 6 dienen zum Einführen der Werkstücke 9 in das Innere der Beschichtungskabine

Die Begrenzungswand weist auf der einen Seite eine Einlaßöffnung 10 auf, durch die ein aufgrund der Saugwirkung einer Absaugvorrichtung erzeugter Luftstrom in die Beschichtungskabine einströmt, der diese durch eine Auslaßöffnung 12 wieder verläßt. Unmittelbar an die Auslaßöffnung 12 ist eine Filtervorrichtung 13 an die Beschichtungskabine 1 angesetzt, wobei diese Filtervorrichtung, die zur Abscheidung der in dem Luftstrom enthaltenen überschüssigen Stoffteile dient, auf Rollen verfahrbar und somit rasch auswechselbar ist. Der aus der Filtervorrichtung 13 austretende Luftstrom gelangt unmittelbar in die Absaugvorrichtung 11, die so oberhalb der Auslaßöffnung 12 an der Außenseite der Begrenzungswand 3 befestigt ist, daß die Filtervorrichtung genau unter die Absaugvorrichtung 11 paßt. Die Auslaßöffnung der Filtervorrichtung 13 kommt bei der in Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung der Filtervorrichtung 13 unter der Einlaßöffnung der Absaugvorrichtung 11 zu liegen. Bei einem Farbwechsel bzw. Wechsel des Be schichtungs pulver s wird die Filtervorrichtung 13 in einfacher Weise durch eine andere Filtervorrichtung ausgetauscht.

Wie insbesondere aus der Darstellung in Fig. 1 ersichtlich, weist die Beschichtungskabine 1 im wesentlichen ovalen Querschnitt auf, wobei derjenige Teil der Begrenzungswand 3, der sich von der Unterkante 10'

der Einlaßöffnung 10 bis zur Unterkante 12' der A us laß öffnung 12 erstreckt und mit 3' bezeichnet ist, nach Art einer Spirale ausgebildet ist, die sich in Richtung auf die Auslaßöffnung 12 hin erweitert. Dieser Teil 3' der Begrenzungswand ist also nach Art eines Auslaßteiles eines 1

Radialgebläses gestaltet, so daß die in die Einlaßöffnung 10 einströmende g Luft ohne Störungen durch die bisher üblichen Ecken zur Auslaßöffnung |

gelangen kann, so daß die in diesem Luftstrom mitgeführten überschüssi- | gen Stoffteile, die aus einer Sprühanlage, im dargestellten Falle einer |

Sprühpistole 1 5 in Richtung auf das zu beschichtende Werkstück 9 aus- ' j

gesprüht werden, nicht an der Begrenzungswand 3 haften bleiben. Da i;

auch der obere Teil der Beschichtungskabine strömungsgünstig gestaltet ist, werden die nach oben um das Werkstück 9 herumgeführten überschüssigen Stoffteile nahezu vollständig nach unten zur Auslaß- _;

öffnung 12 geführt, ohne daß sie an der Begrenzungswand 3 haftenbleiben.

i Der verhältnismäßig geringe Anteil an Stoffpa.rtikeln, die aufgrund der J

Aufladung in Form einer äußerst dünnen Schicht an der Wand haften J

bleiben, können'bei einem Wechsel des Beschichtungspulvers , also bei einem Farbwechsel, leicht von der glatten Begrenzungswand 3 entfernt werden.

In Fig. 3 ist eine aus mehreren Beschichtungskabinen 1 aufgebaute Beschichtungsanlage dargestellt, bei der die mit ihren öffnungen 6 für den Werkstück-Durchtritt unmittelbar aneinander anschließenden Kabinen 1 wechselweise seitenverkehrt angeordnet sind, d.h. die Einlaß- und Auslaßöffnungen benachbarter Beschichtungskabinen 1 wechseln auf einer Seite der Beschichtungsanlage mit einander ab. In der Fig. 3 ist die erste Beschichtungskabine, die im linken Bereich der Zeichnung dargestellt ist, mit einer verhältnismäßig großen Einlaßöffnung 10 versehen, durch die die an dem Endlosförderer 8 hängenden Werkstücke mittels einer von Hand betätigbaren Sprühpistole 15 beschichtet werden können, während in der vorletzten Beschichtungskabine eine automatische

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Sprühanlage 16 vorgesehen ist, deren Sprüharme 17 durch Schlitze 18 geführt sind, durch die auch die Luft einströmt. Die Schlitze 18 entsprechen von der Funktion her gesehen der Einlaßöffnung 10 der ersten Beschichtungskabine im linken Bereich der Fig. 3.

Claims (5)

1. Beschichtungskabine für das elektrostatische Auftragen von pulverförmigen Stoffen, insbesondere Farbstoffen, auf Werkstücken, in welcher die nicht an den Werkstücken haften bleibenden Stoffpartikel durch einen mittels einer Absaugvorrichtung erzeugten, durch eine Einlaßöffnung in die Beschichtungskabine eintretenden und aus einer Auslaßöffnung abgesaugten Luftstrom mitgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Baschichtungskabine (I) ' im Querschnitt zumindest im Strömungsbereich (3*) von der Einlaßöffnung (1O) bis zur Auslaßöffnung (12) im wesentlichen als Teil eines Kreises, einer Ellipse oder einer in Richtung auf die Auslaßöffnung sich erweiternden Spirale ausgebildet ist.

2. Beschichtungskabine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (10) und/oder die Auslaßöffnung (12) über die gesamte Länge der Beschichtungskabine (1) verläuft.

3. Beschichtungskabine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (10) etwa in halber Höhe der Beschichtungs-

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kabine und die Auslaßöffnung (12) im unteren Bereich des der Einlaßöffnung (10) gegenüber liegenden Teils der Begrenzungswand (3) angeordnet ist.

4. Beschichtungskabine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugvorrichtung (11) unmittelbar an der Beschichtungskabine (1) an der Seite der Auslaßöffnung (12) angeordnet ist.

5. Beschichtungskabine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Filtervorrichtung (13) diese zwischen der Auslaßöffnung (12) und der Absaugvorrichtung (11) auswechselbar, insbesondere verfahrbar, einsetzbar ist.