DE60130545T2

DE60130545T2 - Beschichtungskabine mit pulverrückgewinnung

Info

Publication number: DE60130545T2
Application number: DE60130545T
Authority: DE
Inventors: James Runcorn AINSWORTH; Louis Van Den Bergh
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2021-03-15
Also published as: DE60130545D1; US7997963B2; JP2009106944A; JP4865180B2; WO2001074497A1; CZ20023043A3; US20050011438A1; US7014556B2; EP1138394A1; EP1268086B1; US6821346B2; US20030127047A1; US20110265716A1; AU4082901A; EP1268086A1; DE60142654D1; CA2398302A1; JP4892016B2; US20030077385A1; CA2398302C

Description

Diese Erfindung betrifft das Pulverspritzbeschichten und insbesondere die Rückgewinnung von nicht an einem zu beschichtenden Artikel haftendem Pulver aus einer Spritzkabine gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1. Ein Pulverbeschichtungssystem, das diese Merkmale umfasst, ist aus US 3 905 785 bekannt.
Das Pulver, das nicht an einem in der Spritzkabine zu beschichtenden Artikel haftet, ist als „Übersprühung" („Querspray") bekannt. Übersprühtes Pulver kann den zu beschichtenden Artikel verfehlen, von einer Oberfläche des Artikels zurückprallen oder durch elektrostatische Felder in der Spritzkabine vom Artikel weg gelenkt werden.
Es ist bekannt, übersprühtes Pulver durch Absaugen der Luft aus der Kabine zurückzugewinnen und somit das in der Luft schwebende übersprühte Pulver. Die zum Zurückgewinnen des Querspray aus der Pulverspritzkabine verwendeten Filterelemente sind in der Lage, im wesentlichen den gesamten Querspray aus der Spritzkabinenabluft zu entfernen, so dass das Pulver wiederverwendet werden kann. Es ist auch bekannt, anstelle von oder in Verbindung mit Filterelementen Zyklonabscheider zur Rückgewinnung des Querspray zu verwenden. Zyklonabscheider sind beim Entfernen des Hauptteiles des Querspray aus der Spritzkabinenabluft wirksam und sind leichter zu reinigen als Filter, weil innerhalb des Zyklonabscheidergehäuses sehr wenig Pulver abgelagert wird.
Bei bekannten Konstruktionen sind die Zyklonabscheider durch einem Schacht an die Pulverspritzkabine angeschlossen, der sich von einer Querspray-Eintrittsöffnung nahe dem Boden der Kabine zum Einlass des oder jedes Zyklonabscheiders erstreckt. Die europäische Patentanmeldung Nr. EP 723 481 offenbart ein Pulverbeschichtungssystem, bei dem der Schacht in der Pulverspritzkabine eingebaut ist, wobei eine der Seiten- oder Stirnwände der Kabine einen Teil des Schachtes bilden.
In der europäischen Patentanmeldung EP 1 007 222 ist eine Weiterentwicklung offenbart, bei der der Abschnitt der Seiten- oder Stirnwand, der den Teil des Schachtes bildet, vom Rest der Wand abnehmbar ist, um das leichte Reinigen des Schachtes zu erlauben. Jene Anmeldung offenbart auch ein System zum Sammeln des abgeschiedenen übersprühten Pulvers, das einen Abstreifer umfasst, der sich kontinuierlich über dem Kabinenboden zwischen den Stirnwänden hin und her bewegt, um Pulver auf dem Kabinenboden zu sammeln und das gesammelte Pulver zu den Stirnwänden der Spritzkabine zu bewegen, neben denen jeweils Querspray-Eintrittsöffnung vorgesehen sind.
In den letzten Jahren bestand vermehrt der Wunsch, verschiedene Farben in einer einzigen Kabine in schneller Aufeinanderfolge spritzen zu können. Der Wechsel der Pulverfarbe erfordert jedoch das Reinigen der Kabine, um auf den Wänden, an der Decke und auf dem Fußboden abgeschiedenes Pulver zu entfernen, das nicht durch die Abluft abgesaugt wurde. Das richtige Reinigen der Wände und des Fußbodens der Pulverspritzkabine zwischen den Farbwechseln ist sehr wichtig, um eine akzeptable Produktionsqualität zu gewährleisten. Eine derartige Reinigung kann manuell durch eine Bedienperson ausgeführt werden, die einen Schaber und/oder ein Druckluftstrahlgerät verwendet. Es wurden jedoch Kabinen vorgeschlagen, die für die Automatisierung des Reinigungsprozesses für das abgeschiedene übersprühte Pulver vorgesehen sind, einschließlich der Kabine der europäischen Patentanmeldung Nr. EP 1 007 222 , die oben mit ihrem hin und her gehenden Abstreifer genannt wurde.
Obwohl viele Weiterentwicklungen gemacht wurden, besteht seitens der Kunden die Nachfrage nach noch schnelleren Reinigungsmöglichkeiten, um die Reinigungszeit noch weiter zu reduzieren. Obwohl die automatischen mechanischen Einrichtungen, wie zum Beispiel der hin und her gehende Abstreifer der europäischen Patentanmeldung EP 1 007 222 den Reinigungsprozess beschleunigt, erhöhen sie darüber hinaus die Baukosten und können anfällig für mechanische Störungen sein.
Das Reinigen wird vorzugsweise von einem Ende der Kabine zum anderen durchgeführt, so dass vom Reinigungsstandpunkt aus gesehen die Overspray-Eintrittsöffnung des Pulverrückgewinnungssystems idealerweise an einem Ende der Kabine liegen würde. Vom Standpunkt des Spritzens aus gesehen, wird jedoch als bester Platz für die Overspray-Eintrittsöffnung die Längsrichtungsmitte der Kabine gehalten, so dass sich entlang der Kabine eine ausgeglichene Absaugluftströmung ergibt, und somit eine gleichmäßige Luftströmung über den Öffnungen, die für die Spritzeinrichtungen vorgesehen sind. Wenn die Overspray-Eintrittsöffnung an einem Ende der Kabine vorgesehen ist, werden deshalb Versuche unternommen, den Kabinenquerschnitt zu modifizieren, um den gewünschten Luftströmungsausgleich zu erzeugen. In einem bekannten System hat der Kabinenboden Seitenteile, die nach unten geneigt sind und der Bereich dazwischen ist vertikal versetzt, um zwischen den geneigten Seitenteilen eine Rinne zu definieren. Während des Spritzens ist ein dreieckiger Einsatz in der Rinne angeordnet. Die Kombination der geneigten Seitenteile und des dreieckförmigen Einsatzes hilft, die Luftströmungen über die Kabinenlänge auszugleichen. Es entstehen jedoch Schwierigkeiten, wenn die Pulverfarbe gewechselt werden muss, da der dreieckförmige Einsatz zum Reinigen entfernt werden muss, was die Reinigungszeit erhöht.
Bei einer anderen Konstruktion, die zum Beispiel im US-Patent 4,715,314 gezeigt ist, ist der Kabinenboden mit einem Schlitz ausgebildet, der sich über seine Länge erstreckt und an eine Leitung anschließt, die ebenfalls über die Länge der Kabine verläuft. Im Schlitz kann sich jedoch Pulver ansammeln, wenn eine Farbe über einen langen Zeitraum gespritzt wird, was die Reinigung schwieriger macht.
Es wurde auch vorgeschlagen, Reinigungszeit zu reduzieren, indem verhindert wird, dass sich überhaupt Pulver auf dem Boden der Spritzkabine abscheidet. Das deutsche Patent 34 080 14 beschreibt ein System, bei dem der Boden als eine Folge absteigender Stufen ausgebildet ist und Luft über jede Stufe aus dem Schlitz zwischen ihr und der darüber liegenden Stufe geblasen wird. Das Ziel besteht darin, eine Luftströmung über die Breite der Kabine vorzusehen, die das gesamte, zum Boden fallende Pulver in die Querspray-Eintrittsöffnung trägt und verhindert, dass das Pulver den Fußboden erreicht und sich dort ablagert. Die Stufenform des Kabinenbodens erhöht jedoch die Gesamtkomplexität der Kabine und dieses und die Tatsache, dass Luft kontinuierlich zugeführt werden muss, macht die Kabine teuer.
Die deutsche Patentanmeldung Nr. 196 44 360 beschreibt eine Kabine, die auch verhindern soll, dass übersprühtes Pulver den Fußboden erreicht. Die Kabine hat eine oder mehrere Düsen zum Erzeugen einer generell horizontalen Luftströmung über dem Kabinenboden. Die Luftströmung leitet fallendes übersprühtes Pulver zum Einlass eines Pulverrückgewinnungssystems um und verhindert das Ablagern des übersprühten Pulvers auf dem Fußboden. In einer Ausführungsform erzeugt eine über dem Fußboden angeordnete mittige Leitwand einen offenseitigen Kanal, der zum Einlass führt, und eine Düse richtet Luft auf jede Seite. Wie bei dem System des deutschen Patentes 34 680 14 ist eine kontinuierliche Luftzuführung erforderlich.
Wie oben ausgeführt wurde, sind Kabinen, in denen ein Teil des Fußbodens geneigt ist, bekannt. Gemäß US-Patent 3,905,785 ist jedoch die Neigung alleine unzureichend, um das Strömen des übersprühten Pulvers durch die Schwerkraft in das Rückgewinnungssystem zu bewirken. Das Patent schlägt eine Kabine vor, in der der Fußboden durch mindestens eine luftdurchlässige geneigte Platte gebildet wird. Durch die Platte, die zum Filtern des in der Luft schwebenden Overspray dient, wird Luft aus der Kabine angesaugt. Periodisch wird Luft durch die Platte nach oben geblasen, um das niedergeschlagene Pulver darauf zu fluidisieren und um zu bewirken, dass es in ein Rückgewinnungssystem strömt. Die Saugzeit kann fünf bis zwanzig mal länger sein als die Blaszeit. Das Konzept ist ähnlich jenem von Patronenfiltern, die durch Gegenluftstrahlen periodisch gereinigt werden.
Das US-Patent 3,905,785 offenbart eine Pulverspritzkabine mit einem Fußboden, der geneigte Seitenteile besitzt, die zu einer Rinne mit offenem Boden führen. Die Seitenteile umfassen luftdurchlässige geneigte Platten. Durch die Platten wird abwechselnd Luft gesaugt und geblasen.
Die Mehrzahl der bekannten Kabinen ist rechteckig. Es ist jedoch auch bekannt, runde Kabinen vorzusehen. Eine runde Kabine ist zum Beispiel in EP-A-0 839 522 offenbart. Ein Problem bei bekannten runden Kabinen besteht darin, dass diese konische Fußböden besitzen, die zu einem Saugrohr führen, durch das übersprühtes Pulver zu einem Rückgewinnungssystem transportiert wird. Im Allgemeinen ist eine Grube erforderlich, um den Konus und das Rohr in Überein stimmung zu bringen, so dass zu spritzende Artikel auf der gleichen Ebene wie die anderen Elemente in der Fertigungsstrasse aufgenommen werden können.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Farbspritzvorrichtung vorzusehen, mit der die Pulverfarbe schnell und einfach geändert werden kann, und die darüber hinaus eine relativ einfache Konstruktion besitzt.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Pulverspritzsystem zur Verfügung zu stellen, bei dem sowohl in der Luft schwebendes als auch abgeschiedenes Querspray durch ein System zurückgewonnen werden kann, das eine kleine Anzahl relativ einfacher Teile umfasst, die selbst einfach gereinigt werden.
Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pulverspritzkabine zur Verfügung zu stellen, bei der das Sammeln des abgeschiedenen Overspray erleichtert wird, während die Absaugluftströmung über die Kabinenlänge noch ausgeglichen ist.
Es ist eine noch weitere Aufgabe dieser Erfindung, eine Pulverspritzkabine mit generell rundem Aufbau zur Verfügung zu stellen, die leicht in eine Fertigungsstrasse eingefügt werden kann und die einfach zu reinigen ist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Pulverspritzsystem zur Verfügung, umfassend eine Pulverspritzkabine mit Wänden und einem Fußboden, der zwei Seitenteile und einen nach unten versetzten Bereich dazwischen besitzt, der eine Rinne zwischen den Seitenteilen definiert, eine oder mehrere Pulverspritzeinrichtungen, die in bezug auf die Kabinenwände so angeordnet sind, dass über Öffnungen in den Stirnwänden durch die Kabine laufende Artikel gespritzt werden, ein Pulverrückgewinnungssystem, das eine Querspray-Eintrittsöffnung, die mit dem Inneren der Kabine in Verbindung steht, und Saugmittel zum Ansaugen von übersprühtem Pulver aus dem Kabineninneren in die Querspray-Eintrittsöffnung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Overspray-Eintrittsöffnung an mindestens einem Ende der Rinne vorgesehen ist und eine Ablenkplatte in der Kabine zwischen den Fußbodenseitenteilen gehalten ist, so dass mindestens ein Teil der Rinne geschlossen ist und ein in Verbindung mit der Querspray-Eintrittsöffnung stehender Schacht gebildet wird, wobei die Ablenkplatte mindestens eine Öffnung für den Durchgang von darauf abgeschiedenem, übersprühten Pulver zum Schacht umfasst und sich von dem Ende/den Enden der Rinne, an dem/denen die Querspray-Eintrittsöffnung vorgesehen ist, über einen Teil der Länge der Rinne erstreckt.
Es wurde herausgefunden, dass es mit dieser Vorrichtung möglich ist, die Luftabsaugung auszugleichen, so dass sich in der Kabine eine ausgeglichene Luftströmung ergibt, während immer noch eine Konstruktion zur Verfügung gestellt wird, die einfach zu reinigen ist, insbesondere wenn, wie es bevorzugt wird, die Ablenkplatte in eine zweite angehobene Position bewegbar ist, die den Zugang zur Rinne erlaubt. Das Vorsehen von mindestens einer Öffnung erlaubt das Ansaugen von auf der Ablenkplatte abgeschiedenem, übersprühten Pulver dort hindurch und in das Pulverrückgewinnungssystem.
Vorzugsweise sind die Seitenteile nach unten zur Verteilerplatte hin geneigt. Die Verteilerplatte kann einen Schlitz zwischen ihr und jedem der Seitenteile begrenzen.
Abgeschiedenes übersprühtes Pulver auf den Seitenteilen rieselt nach unten zur Ablenkplatte und wird durch die Luftströmung über die Schlitze zwischen der Platte und den Seitenteilen zum Pulverrückgewinnungssystem abgesaugt. Wie bereits angemerkt wurde, wird das auf der Oberfläche der Platte abgeschiedene, übersprühte Pulver über die Öffnungen in dieser abgesaugt. Demzufolge wird die Menge des abgeschiedenen, übersprühten Pulvers in der Kabine zu Beginn des Reinigungsvorganges verringert, so dass sich auch der Umfang des Reinigungsvorganges und demzufolge seine Dauer verringern.
Die Kabine kann jeden gewünschten Aufbau besitzen. Sie kann die übliche Rechteckform mit sich generell horizontal erstreckender Längsachse haben. Alternativ kann die Kabine rund sein mit sich generell vertikal erstreckender Mittelachse. Das Vorsehen eines Luftverteilerschachtes in einer runden Kabine, der durch die Ablenkplatte gebildet wird, ermöglicht die Begrenzung des Pulveraufbaus und die Optimierung der Luftverteilung und -geschwindigkeiten in der Kabine durch Einstellen der Größe und Form der Öffnungen in der Ablenkplatte. Des halb kann die einfache Reinigungsmöglichkeit runder Kabinen ausgenutzt werden, ohne dass eine spezielle Grube vorgesehen werden muss, um die Kabine in einer Fertigungsstrasse anzuordnen. Dieses ist ein erheblicher Vorteil, da es wirklich so ist, dass Bedienpersonen sicher in die Kabine hineingehen können, was bei den bekannten runden Kabinen mit einem konischen Boden nicht möglich ist.
In einer rechteckigen Kabine kann die Querspray-Eintrittsöffnung am oder nahe eines Endes der Kabine vorgesehen sein, wobei sich die Ablenkplatte von diesem Ende über einen Teil der Länge der Kabine erstreckt. In einer rechteckigen Kabine, die mit mehreren automatischen Pulverspritzeinrichtungen versehen ist und Schlitze in den Seitenwänden für die automatischen Pulverspritzeinrichtungen besitzt, kann die Länge der Ablenkplatte der Abstand zwischen dem Ende und dem Pistolenschlitz sein, der am weitesten vom Ende entfernt ist, zzgl. eines Versatzes. Der Versatz kann verhältnismäßig klein sein, ein geeigneter Wert für eine übliche Kabinenkonstruktion sind 200 mm.
Es wurde herausgefunden, dass es nur notwendig ist, die Ablenkplatte in dem Teil der Kabine vorzusehen, wo die Automatikpistolen benutzt werden. Das ist deshalb so, weil es eine größere Anzahl von Pistolen im Automatikpistolenteil der Kabine und deshalb mehr Pulverströmung von den Pistolen in die Kabine gibt. Außerdem liegt dieser Teil der Kabine am dichtesten zum Absauggebläse. Ohne die Ablenkplatte kann das Gebläse die Pulversprühmuster von den Pistolen verformen und kann das Pulver in das Sammelsystem ziehen, bevor es am Teil haften kann. Die Wirkung der Ablenkplatte besteht darin, die Saugkraft des Gebläses auszugleichen, so dass das Pulver mehr Zeit hat, am Teil zu haften und übersprühtes Pulver gleichmäßig zum Gebläse gesaugt wird. Im manuellen Pistolenteil der Kabine sind weniger Pistolen und sie sind weiter vom Gebläse entfernt, so dass die Sprühmuster von jenen Pistolen nicht in so großem Ausmaß durch das Gebläse beeinflusst werden. Deshalb ist die Ablenkplatte im manuellen Pistolenteil der Kabine nicht so notwendig.
In einer rechteckigen Kabine mit der in der europäischen Patentanmeldung Nr. EP 1 007 222 gezeigten Konstruktion mit einer Overspray-Eintrittsöffnung an jedem Ende kann eine Ablenkplatte vorgesehen werden, die sich von beiden Enden erstreckt. Es wurde herausgefunden, dass eine Kabine mit Lufteintrittsöffnungen an beiden Enden tatsächlich den besten Ausgleich der Luftströmung in der Kabine erzeugt und derzeit zu einer „Tot"-Zone in der Mitte der Kabine führt, wo das Pulverbeschichten besonders effizient ist, weil die Pulverpartikel die Möglichkeit haben, relativ unbeeinflusst durch die Luftströmungen des Sammelsystems an dem Teil zu haften. Die Platten können so angeordnet sein, dass sie sich zu beiden Seiten dieser „Tot"-Zone erstrecken.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Ablenkplatte aus zwei oder mehreren Abschnitten ausgebildet, wobei die Ablenkplattenabschnitte in verschiedenen vertikalen Abständen vom Boden der Rinne angeordnet sind, so dass der Schacht über seine Länge unterschiedliche Höhen besitzt. Es wurde herausgefunden, dass es mit dieser Anordnung möglich ist, den Luftströmungsausgleich in der Kabine noch weiter zu verbessern und eine gleichmäßigere Saugwirkung zu erhalten.
In dieser Ausführungsform kann der Plattenabschnitt oder die Plattenabschnitte neben der oder neben jeder Querspray-Eintrittsöffnung den größten vertikalen Abstand vom Rinnenboden haben. Bei einer rechteckigen Kabine mit einer Overspray-Eintrittsöffnung an einem Ende können die Abschnitte in einer abfallenden Reihe von Stufen zum anderen Ende angeordnet sein. Bei einer runden Kabine mit einer zentral angeordneten Querspray-Eintrittsöffnung kann der Abschnitt darüber in einem maximalen Abstand mit einem oder mehreren tieferen Abschnitten auf jeder Seite sein. Die Verjüngung des Schachtes weg von der Overspray-Eintrittsöffnung erzeugt die erwünschte gleichmäßige Saugwirkung und die ausgeglichenere Luftströmung.
Die Ablenkplatte ist zweckmäßig mit mehreren, in einem Muster angeordneten Öffnungen versehen. Bei einer rechteckigen Kabine kann das Muster dreieckig sein wobei die Spitze an dem Ende der Kabine ist, das am dichtesten zum Gebläse liegt. Dieses Muster wurde als die beste Kombination der Pulversammlung und des Luftausgleiches ermittelt. Insgesamt nimmt der gesamte Öffnungsquerschnittbereich vom Ende zur Mitte der Kabine allmählich zu.
In einer bevorzugten Form sind die Öffnungen in Längsrichtung der Platte länglich, so dass sich für einen gegebenen Querschnittsbereich ein maximaler Umfang ergibt und deshalb die maximale Möglichkeit, abgeschiedenes, übersprühtes Pulver von der oberen Fläche der Ablenkplatte abzusaugen.
In einer anderen, besonders bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eines der Seitenteile geneigt und es sind Reinigungsluftzuführungsmittel vorgesehen, um Luft an dem geneigten Teil/den geneigten Teilen herunter zu lenken.
Obwohl es bekannt ist, mindestens einen Teil des Kabinenfußbodens geneigt auszubilden, tritt das hiermit beabsichtigte Ergebnis, dass abgeschiedenes übersprühtes Pulver schließlich an dem geneigten Teil herunterrieselt, nicht immer ein. Es kann eine erhebliche Ablagerung von abgeschiedenem, übersprühten Pulver auf dem geneigten Teil oder den geneigten Teilen geben, die die Reinigungszeit verlängert und außerdem die Explosionsgefahr erhöht. Durch Vorsehen einer Reinigungsluftzuführung, die Luft an dem geneigten Teil oder den geneigten Teilen herunter lenkt, wird die Abwärtsbewegung des abgeschiedenen übersprühten Pulvers gewährleistet, um das abgeschiedene übersprühte Pulver in einen Bereich zu bringen, wo es leicht beseitigt werden kann, entweder manuell oder automatisch durch einen mechanischen Abstreifer oder dergleichen und/oder Ausscheidung in der Abluft des Pulverrückgewinnungssystems.
Die Reinigungsluftzuführungsmittel können eine Luftquelle und mindestens eine Luftkammer umfassen, die sich mindestens über einen Teil des geneigten Abschnittes erstreckt und am oberen Rand des geneigten Abschnittes angeordnet ist, wobei die Luftkammer mindestens einen Luftauslass, vorzugsweise mehrere Luftauslässe besitzt.
Die Reinigungsluftzuführungsmittel können Luft über die Länge der Ablenkplatte an den Seitenteilen entlang nach unten leiten.
Besonders bevorzugt stellt die Luftquelle periodische Luftimpulse zu den Luftauslässen zur Verfügung. Es wurde herausgefunden, dass es eine unnötige Energieverschwendung ist, konstant Luft über den geneigten Abschnitt oder die geneigten Abschnitte zu leiten, und es ausreicht, die Luft impulsweise auszugeben, um die Bewegung des abgeschiedenen, übersprühten Pulvers am geneigten Abschnitt oder an den geneigten Abschnitten herunter einzuleiten. Es wird gegenwärtig angenommen, dass die besten Wirkungen erreicht werden, wenn die Reinigungsluftzuführungsmittel die Luft generell parallel zur Oberfläche des geneigten Abschnittes oder der geneigten Abschnitte leitet, vorzugsweise in einem Winkel von 1-3° zum geneigten Abschnitt oder zu den geneigten Abschnitten.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform sind Reinigungsluftzuführungsmittel vorgesehen, umfassend eine Luftquelle und mindestens eine Luftkammer mit mindestens einem Luftauslass, wobei die Luftquelle Luftimpulse zum Luftauslass zur Verfügung stellt und die Luftkammer so angeordnet ist, dass die Luftimpulse über eine Innenfläche der Kabine geführt werden, auf der übersprühtes Pulver abgeschieden ist.
Es wurde herausgefunden, dass Luftimpulse nicht nur zur Sammlung von abgeschiedenem Pulver auf schräg abfallenden Flächen wirksam sein können, sondern auch auf jeder Innenfläche der Kabine. Die Luftimpulse bewirken das Sammeln des abgeschiedenen übersprühten Pulvers entweder durch Herabfallen im Fall der Decke oder der Wände oder durch Bewegung entlang der oder quer über die Kabine im Fall des Fußbodens, und erleichtern somit das Absaugen des abgeschiedenen, übersprühten Pulvers durch das Pulverrückgewinnungssystem. Gute Ergebnisse werden ohne die Notwendigkeit einer konstanten Luftströmung oder eines komplizierten Aufbaus zum Leiten der Luft erreicht. Somit ist das System sowohl in bezug auf die Herstellung als auch die Arbeitsweise sehr wirtschaftlich.
Die Luftquelle kann eine Druckluftquelle, ein oder mehrere Gebläse oder eine Luftzuführung des Pulverrückgewinnungssystems sein. Die erste hat den Vorteil, dass sie preiswert ist, während die letztere Kompaktheit und Geräuschlosigkeit bewirkt, da Gebläse relativ laut sind.
Die beiden oben erläuterten bevorzugten Ausführungsformen erzeugen, insbesondere wenn sie kombiniert werden, eine sehr bedeutende Reduzierung der Reinigungszeit verbunden mit gleichmäßiger Luftverteilung über die Kabine, was einen höheren Übertragungswirkungsgrad erzeugt, weil die Pulverpartikel mehr Gelegenheit haben, am Teil zu haften. Diese Vorteile werden erzielt, während gleichzeitig ein guter Pulvereinschluss in der Kabine erreicht wird.
Ein Verfahren zum Betreiben des Pulverbeschichtungssystems gemäß Anspruch 1 umfasst das periodische Leiten von Luftstrahlen über eine Innenfläche der Kabine, um darauf abgeschiedenes, übersprühtes Pulver zu sammeln.
Das Verfahren umfasst somit das Vorsehen von Luftunterstützung in der Kabine, die das Sammeln und die Entfernung des abgeschiedenen übersprühten Pulvers erleichtert.
Die Innenfläche kann der Fußboden und/oder eine oder mehrere Wände und/oder die Decke der Kabine sein.
Die Luftstrahlen werden vorzugsweise seitlich über die Oberfläche gerichtet oder in Längsrichtung entlang der Kabine. Auf diese Weise wird das Pulver zusammengetragen und durch einen Reinigungsvorgang entlang der Kabine, der entweder manuell oder automatisch sein kann, leicht abgeschieden.
Es wurde gefunden, dass gute Ergebnisse erreicht werden, wenn die Luftstrahlen für fünf Sekunden für jeweils fünf Minuten Spritzbeschichten von Artikeln in der Spritzkabine angeschaltet werden. Dieses verhindert jeglichen bedeutsamen Aufbau von abgeschiedenem, übersprühten Pulver durch das Bewirken der Entfernung des Hauptteiles des abgeschiedenen Querspray aus der Kabine, mit dem Ergebnis, dass der sich durch das System bewegende Pulverbestand, insbesondere die Menge in der Kabine selbst, auf einem Minimum gehalten wird.
Alternativ oder zusätzlich können die Luftstrahlen unmittelbar vor einem Farbwechsel pulsierend ausgetragen werden, so dass die Menge des abgeschiedenen Pulvers, das während des Reinigungsvorganges zu entfernen ist, minimiert wird.
Die Erfindung wird nun mittels eines Beispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben, in denen:
1 eine perspektivische, teilweise weggeschnittene Ansicht einer Pulverkabine ist, die einen Teil einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungssystems bildet;
2 eine perspektivische, teilweise weggeschnittene Ansicht einer Pulverspritzkabine ist, die einen Teil einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungssystems ist;
3 ein Teilschnitt eines Teiles der Kabine aus 2 ist;
3A ein Teilschnitt einer alternativen Ausführungsform des Kabinenteiles der 3 ist;
4 und 5 Draufsichten einer Ablenkplatte zur Anwendung in der Spritzkabine der 1 und 2 sind;
6 eine Seitenansicht der Ablenkplatte der 4 und 5 ist;
7 eine schematische Seitenansicht eines Teiles einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungssystems ist;
8 eine perspektivische, teilweise weggeschnittene Ansicht eines Teiles einer Pulverspritzkabine ist, die einen Teil des Pulverbeschichtungssystems der 7 bildet;
9 eine schematische Seitenansicht einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungssystems ist;
10 eine Draufsicht des Pulverbeschichtungssystems der 9 ist;
11 eine schematische Draufsicht einer fünften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungssystems ist;
12 ein Schnitt entlang X-X des Pulverbeschichtungssystems der 11 ist;
13 ein Schnitt entlang Y-Y des Pulverbeschichtungssystems der 11 ist;
14 eine schematische Seitenansicht ist, die ein Reinigungssystem zur Anwendung in den Pulverbeschichtungssystemen der 9 bis 13 ist;
15 eine schematische Draufsicht ist, die das Reinigungssystem der 14 zeigt;
16 eine schematische Seitenansicht ist, die ein alternatives Reinigungssystem zur Anwendung in den Pulverbeschichtungssystemen der 9 bis 13 zeigt;
17 und 18 Draufsichten sind, die mögliche Modifikationen zeigen, die an der Pulverbeschichtungskabine des Pulverbeschichtungssystems der 9 bis 13 vorgenommen werden können;
19 eine schematische Ansicht einer alternativen Pulverspritzkabine ist, die einen Teil eines nicht erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungssystems bildet, jedoch ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung zeigt; und
20 und 21 schematische Ansichten alternativer Pulverbeschichtungskabinen sind.
Die 1 und 2 zeigen eine rechteckige Pulverspritzkabine 2 mit Seitenwänden 4, Stirnwänden 6 und einem Fußboden 10. Die Kabine 2 hat außerdem einen Zubringer (nicht gezeigt), von dem Objekte herabhängen und über Öffnungen 12 in den Stirnwänden 6 zum Beschichten mit Pulver mittels einer Anzahl Spritzeinrichtungen (ebenfalls nicht gezeigt) durch die Kabine 2 geführt werden. Die in den 1 und 2 gezeigte Kabine 2 hat einen Schlitz 14 für eine auto matische Spritzeinrichtung und eine Öffnung 16, um die Anwendung einer manuell bedienten Spritzeinrichtung in jeder Seitenwand zu erlauben. Es ist jedoch verständlich, dass die Anzahl und Position der Spritzeinrichtungen in Abhängigkeit von den zu beschichtenden Objekten verändert werden kann.
Die Decke, die Wände 4, 6 und der Fußboden 10 der Kabine 2 sind vorzugsweise aus einem nicht leitenden Material, wie zum Beispiel Kunststoff. Durch Anwendung von Kunststoff hat das durch die Spritzeinrichtungen verspritzte Pulver, wenn es elektrostatisch geladen ist, weniger Neigung, an der Decke und den Wänden 4, 6 zu haften, weil es durch die Wände 4, 6 und die Decke nicht elektrostatisch angezogen wird und statt dessen unter Schwerkraftwirkung herunter fallen und sich auf dem Fußboden 10 der Kabine 2 sammeln wird. Wegen der Haltbarkeit kann der Fußboden 10 oder mindestens der Teil oder die Teile, auf denen eine Bedienperson läuft, statt dessen aus rostfreiem Stahl sein.
Die Kabine 2 ist mit einem Pulverrückgewinnungssystem versehen, das Filter und/oder einen oder mehrere Zyklonabscheider umfassen kann, das unten in bezug auf andere Ausführungsformen des Pulverbeschichtungssystems ausführlicher beschrieben wird. Welche Form auch immer das Pulverrückgewinnungssystem annimmt, gibt es eine Querspray-Eintrittsöffnung, die mit dem Inneren der Kabine 2 in Verbindung steht und einen Abluftstrom innerhalb der Kabine und in die Querspray-Eintrittsöffnung vorsieht. Der Abluftstrom dient zum Austragen des in der Luft schwebenden Pulvers. Der Fachmann kann ohne Weiteres ein geeignetes Pulverrückgewinnungssystem aus den im Stand der Technik bekannten auswählen.
Da rechteckige Pulverspritzkabinen vorzugsweise von einem Ende zum anderen gereinigt werden, ist zu Zwecken der Reinigung die Querspray-Eintrittsöffnung vorzugsweise an einem Ende der Kabine angeordnet. In der in den 1 und 2 dargestellten Kabine ist die Querspray-Eintrittsöffnung in gestrichelter Linie bei 18 gezeigt und ist in einer Ecke der Kabine angeordnet. Darüber ansteigend befindet sich ein Schacht 20, der zum Pulverrückgewinnungssystem führt, das vorzugsweise ein Pulverrückgewinnungssystem in der Art des „eng verbundenen Zyklonabscheiders" ausgebildet ist, wie es in der europäischen Patentanmeldung Nr. 94 929 600.8 , jetzt das europäische Patent Nr. 723 481 , beschrieben ist.
Der in den 1 und 2 gezeigte Fußboden 10 der Kabine 2 umfasst zwei schräg abfallende Teile 22 auf seinen beiden Seiten, wobei die schräg abfallenden Teile 22 beabstandet sind und der Rest des Fußbodens 10 davon abgesetzt ist, so dass zwischen den schräg abfallenden Teilen 22 eine Rinne 24 gebildet wird. Die Wand der Rinne 24 ist am Ende der Kabine 2, wo die Overspray-Eintrittsöffnung 18 angeordnet ist, weggeschnitten, um eine Verbindung zwischen der Overspray-Eintrittsöffnung 18 und der Rinne 24 und damit dem Rest des Inneren der Kabine 2 vorzusehen.
In der Rinne 24 an dem Ende, an dem die Querspray-Eintrittsöffnung 18 angeordnet ist, ist eine Ablenkplatte 26 angeordnet und erstreckt sich von jenem Ende. Die Länge der Ablenkplatte 26 ist vorzugsweise gleich dem Abstand vom Ende der Kabine 2 zur Mittellinie des Schlitzes 14 für die automatische Spritzeinrichtung, die am weitesten vom Ende entfernt ist, zuzüglich eines Versatzes. Der Versatz kann zweckmäßig in der Größenordnung von 200 mm sein. Die Platte 26 ist von den Seitenteilen 22 ausreichend beabstandet, um dazwischen Schlitze 27 zu begrenzen.
Die Platte 26 hat ein Muster aus Löchern 28 darin. Zwei mögliche Muster sind in den 4 und 5 gezeigt. Beide sind dreieckig, wobei die Spitze an dem Ende der Kabine 2 ist, wo die Querspray-Eintrittsöffnung 18 angeordnet ist. Die Löcher 28 sind in Längsrichtung der Platte 26 und somit der Kabine 2 länglich. Wie in 6 dargestellt ist, hat die Platte 26 eine obere Fläche, die zur Festigkeit und Steifheit leicht spitz zulaufend ist.
Die Ablenkplatte 26 wird in der in den 1 und 2 gezeigten Position von Leisten 29 getragen, ist jedoch an der Stirnwand 6 über Gelenke 30 befestigt, so dass sie nach oben und an die Stirnwand 6 geschwenkt werden kann. Der Teil des Schachtes 20, der sich über den seitlichen Fußbodenteilen 22 erstreckt, ist vom Inneren der Kabine 2 durch zwei Türen 32 getrennt, die jeweils ebenfalls durch Gelenke 33 befestigt sind, so dass die Türen 32 ebenfalls an die Stirnwand 6 gedreht werden können, um den Zugang zum Inneren des Schachtes 20 zu erlauben.
Die in 2 gezeigte Kabine 2 unterscheidet sich von jener der 1 dadurch, dass eine Luftkammer 34 am oberen Rand jedes Seitenteiles 22 vorgesehen ist. Die Luftkammer 34 auf der linken Seite der Kammer im Sinn der Figuren ist genauer in der Schnittansicht der 3 gezeigt. Die Luftkammer 34 umfasst einen in der Wand 4 befestigten und mit über seine Länge beabstandeten Auslässen 35 ausgebildeten Kanal. Die Luftkammer 34 ist über ein Ventil, das schematisch bei 36 bzw. 37 in 2 gezeigt ist, an eine Druckluftquelle angeschlossen. Luft von der Quelle 36 wird aus den Luftauslässen 35 als Strahlen über die Seitenteile 22 gerichtet.
3A zeigt eine alternative Anordnung zum Vorsehen einer pulsierenden Luftströmung über die Seitenteile 22. Die Anordnung hat eine Anzahl Merkmale mit den in 3 dargestellten gemeinsam, wobei zugehörige gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet werden.
In der Anordnung der 3A erstreckt sich wiederum eine Luftkammer 34 über die Länge des Seitenteiles an seinem oberen Rand. Die Luftkammer ist aus zwei Teilen 34a, 34b gebildet, wobei das vorderste Teil 34b mit beabstandeten Auslässen 35 ausgebildet ist, die sich zu einer allgemein v-förmigen Nut 38 erstrecken, die in dem vordersten Teil 34b eingefräst ist.
Die Luftkammer wird durch eine Reihe von Zuführungsrohren 39 gespeist, die über die Länge der Kabine beabstandet sind. Die Zuführungsrohre 39 werden wiederum von einer mit einem Ventil versehen Druckluftquelle gespeist, wie in der Anordnung von 3, jedoch in 3A nicht gezeigt, wobei die Verbindungen über geschraubte Zuführungsrohrverbindungsstücke 40 hergestellt werden.
Welche Anordnung auch immer benutzt wird, jene der 3 oder jene der 3A, sind die Luftauslässe 35 vorzugsweise so angeordnet, dass sie die Luftstrahlen in einem Winkel von 1-3° auf die Seitenteile 22 richten. Deshalb richten die Luftauslässe 35 die Luft in einem Winkel (b) von 38-40° zur Horizontalen, wenn der Winkel (a) der Seitenteile 22 in bezug auf den horizontalen Fußboden der Kabine 37° beträgt. Diese Ausrichtung der Luftauslässe 35 bewirkt, dass die Luftstrahlen auf dem Seitenteil 22 in einem Winkel von 1° bis 3° auftreffen. In der Anordnung der 3A, bei der die Nut 38 vorgesehen ist, kann die untere Wand der Nut in einem Winkel (c) von 135° zur Vertikalen, dass heißt, 45° zur Horizontalen, sein.
Die Luftkammer 34 der in 3 gezeigten Anordnung kann eine PVC-Extrusion sein, die an der Innenplatte 41 der Wand 4 befestigt ist. Alternativ kann die Luftkammer außerhalb der Wand 4 befestigt sein, wie es durch 3A dargestellt ist. Die Luftkammer 34 kann auch andere Formen als die in den 3 und 3A dargestellten annehmen.
Während des Betriebes wird die Kabine 2 benutzt, um Pulver auf dort hindurch laufende Gegenstände entweder aus sich durch die Schlitze 14 erstreckenden automatischen Pistolen und/oder durch die Öffnungen 16 gerichtete manuelle Pistolen zu spritzen. In Luft schwebendes, übersprühtes Pulver wird mit dem Abluftstrom, der über die Querspray-Absaugung 18 und den Schacht 20 vom Pulverrückgewinnungssystem erzeugt wird, aus dem Inneren der Kabine 2 abgesaugt. Übersprühtes Pulver, das aus der durch das Pulverrückgewinnungssystem vorgesehenen Transportluft herausfällt, wird auf dem Fußboden 10 der Kabine 2, und somit auf den Seitenteilen 22, dem Boden der Rinne 24 und der Platte 26 abgeschieden. Der durch das Luftrückgewinnungsmodul entlang der Rinne 24 bewirkte Abluftstrom neigt dazu, abgeschiedenes übersprühtes Pulver auf der oberen Fläche der Ablenkplatte 26 nach unten in die darunter liegende Rinne 24 entweder durch die Löcher 28 oder die Schlitze 27 zwischen den Seitenteilen 22 und der Ablenkplatte 26 anzusaugen. Es wurde herausgefunden, dass die längliche Form der Löcher 28 den Bereich dort herum, von wo abgeschiedenes übersprühtes Pulver in die Löcher 28 und somit zur Overspray-Eintrittsöffnung 18 auf dem Abluftstrom angesaugt wird, maximiert. Das spitze Zulaufen der oberen Fläche 29 der Platte 26 unterstützt den Durchgang des abgeschiedenen, übersprühten Pulvers, das nicht durch die Löcher 28 angesaugt wird, in die Schlitze 27 und somit wiederum in die Querspray-Eintrittsöffnung 18.
Abgeschiedenes, übersprühtes Pulver auf den Seitenteilen 22 wird bis zu einem Ausmaß durch die Schwerkraft auf natürliche Weise an den Seitenteilen aufgrund ihrer Neigung und in die Rinne 24 und somit in den Abluftstrom rieseln, der durch das Pulverrückgewinnungssystem erzeugt wird. Die Kabine 2 der 2 stellt jedoch für diesen Vorgang eine Luftunterstützung durch die Luftkammern 34 zur Verfügung. Die aus den Luftauslässen 35 der Luftkammer 34 erzeugten Luftstrahlen erhöhen die Bewegung des abgeschiedenen, übersprühten Pulvers an den Seitenteilen 22 herab. Bei kurzen Durchläufen zwischen Farbwechseln kann ein Luftimpuls unmittelbar vor dem Farbwechsel vorgesehen werden. Bei längeren Durchläufen wird periodisch ein Luftimpuls vorgesehen, um den Aufbau von abgeschiedenem, übersprühten Pulver zu verhindern und somit den Pulverbestand im System zu reduzieren, insbesondere die Pulvermenge in der Kabine 2. Obwohl die Luftunterstützung konstant vorgesehen werden könnte, wurde herausgefunden, dass es in Wirklichkeit ausreicht, periodische Luftimpulse vorzusehen, um das abgeschiedene, übersprühte Pulver auf den Seitenteilen 22 in Bewegung zu setzen. In einem erfolgreichen Experiment genügte ein Impuls von fünf Sekunden alle fünf Minuten, um die Seitenteile 22 ausreichend frei von abgeschiedenem, übersprühten Pulver zu halten. Das pulsierende Ausgeben von Luft im Gegensatz zum konstanten Zuführen von Druckluft reduziert die Energiekosten des Systems.
Die durch die Luftkammern 34 zur Verfügung gestellte Luftunterstützung hilft nicht nur, die Seitenteile 22 freizuhalten, sondern erhöht auch die Ansammlung von abgeschiedenem, übersprühten Pulver auf der oberen Fläche der Ablenkplatte 26.
Die überwiegende Mehrheit des abgeschiedenen, übersprühten Pulvers, das von den Seitenteilen 22 und der Ablenkplatte 26 aufgefangen wird, wird wieder im Abluftstrom des Pulverrückgewinnungssystems eingeschlossen und so tatsächlich als in Luft schwebendes übersprühtes Pulver aus der Kabine 2 ausgetragen.
Die Ablenkplatte 26 könnte sich über die gesamte Länge der Kabine 2 erstrecken. Es wurde jedoch herausgefunden, dass es ausreicht, wenn sie sich gerade an den Schlitzen 14 für die Automatikpistolen vorbei um einen Versatz, der wie oben angemerkt wurde, in der Größenordnung von 200 mm sein kann, erstreckt. Der Grund ist, dass die größere Anzahl von Pistolen in dem Automatikpistolenteil der Kabine mehr Pulverströmung erzeugt und diese größere Pulverströmung dichter am Gebläse ist als die manuellen Pistolen. Die Wirkung der Ablenkplatte besteht darin, die Saugkraft des Gebläses auszugleichen, so dass das Pulver mehr Zeit hat, an dem Teil zu haften, und übersprühtes Pulver gleichmäßiger in das Sammelsystem gesaugt wird. Da die manuellen Pistolen weiter vom Gebläse entfernt sind, werden ihre Sprühmuster nicht so sehr vom Gebläse beeinflusst und somit besteht in bezug auf jene Pistolen weniger Notwendigkeit für die Ablenkplatte.
Die Ablenkplatte 26 dient zum Ausgleichen der Luftverteilung entlang der Kabine 2, so dass ein Luftgleichgewicht gegeben ist, das zu einem höheren Übertragungswirkungsgrad führt, während eine gute Pulverrückhaltung gewährleistet ist. Somit dient sie zum Reduzieren der Menge des abgeschiedenen, übersprühten Pulvers und erhöht damit die Menge des in Luft schwebenden übersprühten Pulvers. Dieser Ausgleicheffekt wird teilweise durch das Muster der Löcher 28 erreicht. Da die Ablenkplatte 26 ein Luftströmungswiderstand ist, bestimmt die Größe, Anzahl und Form der Löcher die Luftgeschwindigkeit durch die Overspray-Eintrittsöffnung 18. Zum Beispiel kann die Ablenkplatte 26 so angeordnet sein, dass die Luftgeschwindigkeit durch die Querspray-Eintrittsöffnung 18 in Kombination mit der Eingangsluftgeschwindigkeit des Pulverrückgewinnungssystems und der Bemessung der Kabine 2 in cubic feet per meter (m3/m), 10,2 m/s (2000 ft/min) beträgt.
Die in den 1 und 2 gezeigte Kabine 2 hat eine einzelne Ablenkplatte 26, die in Verbindung mit der einzelnen Querspray-Eintrittsöffnung 18 verwendet wird. In einer Kabine mit zwei Querspray-Eintrittsöffnungen, wie sie zum Beispiel in der Europäischen Patentanmeldung Nr. 1 007 222 gezeigt ist, könnte jedoch an beiden Enden eine Ablenkplatte 26 vorgesehen sein, die sich zur Mitte der Kabine 2 erstrecken. Die Ablenkplatten 26 würden vorzugsweise kurz vor der „Tot"-Zone in der Mitte der Kabine enden, die, wie herausgefunden wurde, durch das Vorsehen von zwei Querspray-Eintrittsöffnungen, eine an jedem Ende der Kabine, erzeugt wird. Die Tot-Zone ist ein relativ ruhiger Bereich der Kabine dadurch, dass die durch das Sammelsystem erzeugten Luftströmungen in jenem Bereich der Kabine nicht so stark sind wie im Rest der Kabine.
Während des Spritzens wird den Luftkammern 34 periodisch Luft zugeführt, um Luftstrahlen an den Seitenteilen 22 nach unten zu erzeugen und somit die Bewegung des darauf abgeschiedenen, übersprühten Pulvers in die Rinne 24 und auf die Ablenkplatte 26 zu bewirken. Die Luftstrahlen unterstützen auch das Sauber halten der Ablenkplatte 26. In einem Versuchsmodell hatten die Luftkammern 35 Löcher mit einem Durchmesser von 0,5 mm, die in einem Abstand von 15 mm angeordnet waren, und die Pulversammlung wurde durch Blasen von Luft mit einem Druck von 4 bar für fünf Sekunden alle fünf Minuten erreicht. Wie verständlich sein wird, werden die für jede gegebene Kabine angegebenen Luftunterstützungsparameter von verschiedenen Parametern abhängen, wie zum Beispiel dem Typ des Pulverbeschichtungsmateriales, der Konstruktion der Kabine und insbesondere dem Neigungswinkel der Seitenteile 22. Das zur Verfügung stellen von Luftunterstützung bedeutet, dass, wenn gewünscht, der Neigungswinkel verringert werden kann, was es für die Bedienpersonen einfacher macht, sich innerhalb der Kabine 2 zu bewegen, und die Konstruktion der Kabine erleichtert.
Die 7 und 8 zeigen schematisch eine weitere Ausführungsform, die viele Merkmale gemeinsam mit denen der 1 und 2 hat und deshalb werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet. In der in den 7 und 8 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich die Ablenkplatte 26 über die Länge der Kabine, die an einem Ende mit einem Pulverrückgewinnungssystem versehen ist, das einen Zyklonabscheider 42 besitzt. Die Platte 26 muss sich nicht über die gesamte Länge der Kabine erstrecken und könnte statt dessen kurz vor dem Ende, das vom Pulverrückgewinnungssystem entfernt ist, enden, wie die Platte 26 des in den 1 und 2 dargestellten Pulverspritzsystems.
Anders als in jenen Systemen ist die Platte 26 jedoch aus mehreren Abschnitten 44 gebildet, von denen jeder als eine getrennte Abdeckplatte betrachtet werden kann, wobei die mehreren Abschnitte als eine Reihe von Stufen angeordnet sind, die vom Pulverrückgewinnungssystem weg abfallend sind. Die Abschnitte 44 können integral oder separat sein. Wie in 8 dargestellt ist, können sie so angeordnet sein, dass ein Schlitz 46 zwischen jedem Abschnitt 44 und dem nächsten Abschnitt durch die gesamte Kabine vorgesehen wird.
Der Vorteil der in den 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen besteht darin, dass herausgefunden wurde, dass sich wegen des engeren Pulverabsaugschachtes unterhalb der Ablenkplatte 26 eine ausgeglichenere Luftströmung durch die Kabine ergibt, da sich die Ablenkplattenabschnitte 44 in Richtung vom Zyklonabscheider 42 weg nach unten abstufen. Außerdem werden die Ablenkplattenabschnitte 44 in Folge der über ihre Oberflächen in fast paralleler Art und Weise streichenden und das Pulver durch die zwischen den Plattenabschnitten 44 gebildeten Schlitze 46 saugenden Luftströmung fast frei von Pulver gehalten.
Obwohl rechteckige Kabinen, wie sie in den 1, 2 und 7 gezeigt sind, sehr verbreitet sind, ist es auch bekannt, zylindrische oder runde Kabinen anzuwenden. Bei vielen bekannten runden Kabinen besteht ein Problem darin, dass es für eine effektive Übersprühpulverabsaugung als notwendig empfunden wurde, einen konischen Fußboden vorzusehen. Um den konischen Fußboden auszugleichen muss die Kabine entweder sehr hoch sein oder es muss eine Grube für den konischen Fußboden vorgesehen werden, um die Artikel auf der gleichen Höhe wie die anderen Stationen des Fließbandes aufzunehmen.
Es wurde nun herausgefunden, dass es möglich ist, eine gute Übersprühpulverrückgewinnung mit einer runden Kabine zu erhalten, die einen flachen Boden besitzt, indem eine Ablenkplatte darin aufgenommen und diese in Verbindung mit einem Pulverrückgewinnungssystem, das Luft aus der Kabine ausstößt, angewandt wird.
Die 9 und 10 zeigen eine runde Kabine 2 mit einer zentral angeordneten Querspray-Eintrittsöffnung, die über einen Schacht 20 zu einem Zyklonabscheider 42 führt. Eine Ablenkplatte 26 erstreckt sich diametral über die Kabine 2 unterhalb des von den zu spritzenden Artikeln zurückgelegten Weges, die über Öffnungen eintreten und austreten, die durch Türen 48 geschlossen werden können. Auf beiden Seiten der Platte 26 steigt der Kabinenfußboden 10 zur Kabinenwand 4 schräg an, wobei auf jeder Seite derselben drei Schlitze 14 für automatische Pistolen vorgesehen sind, die schematisch bei 50 gezeigt sind, zusammen mit Pistolenhalterungen, die schematisch bei 52 gezeigt sind. Wie in der Ausführungsform der 1 und 2 kann die Ablenkplatte 26 an einem Rand angelenkt sein, so dass sie zum Reinigen der Rinne 24 nach oben angehoben werden kann, wie es durch die gestrichelten Linien in 9 dargestellt ist.
Die runde Kabine 2 hat eine geringe Höhe und somit ist keine Grube oder Plattform erforderlich. Eine Bedienperson kann ohne weiteres in der Kabine 2 laufen, so dass sie durch Wischen von jeglichem restlichen Pulver gereinigt werden kann, wenn die Farben gewechselt werden. Es gibt kein Sicherheitsproblem wie in den gegenwärtigen, kommerziellen Kabinen, weil die Bedienperson nicht in einen tiefen konischen Fußboden fallen kann, da es keinen gibt.
Die 11 bis 13 zeigen eine runde Kabine 2, bei der eine mittige, sich diametral erstreckende Ablenkplatte 26 in abgestufter Form ähnlich der in den 7 und 8 dargestellten Ausführungsform angeordnet ist. Die Ablenkplatte 26 ist aus drei Abschnitten 44 gebildet, wobei die zwei Seitenabschnitte tiefer sind als der mittige Abschnitt, der oberhalb des Absaugpunktes liegt. Das Ergebnis ist wiederum eine ausgeglichene Luftströmung durch die Kabine 2 und eine gleichmäßige Absaugung über dem Kabinenboden, weil der Schacht 24 in den Bereichen, die vom Absaugpunkt am weitesten entfernt sind, am engsten ist.
Wie in 11 zu sehen ist, können die Ablenkplattenabschnitte 44 etwas spitz zulaufend sein, was, wie es oben in bezug auf 6 angemerkt wurde, die Festigkeit und Steifheit verbessert. 11 zeigt auch, dass die Ablenkplattenabschnitte 44 an einem der Seitenteile 22 angelenkt sein können, um ihre Aufwärtsbewegung in die in gestrichelter Linie gezeigte Position zu erlauben und somit den Zugang zur Rinne 24 zu ermöglichen, die sich durch die Kabine erstreckt.
Die runden Kabinen 2 der 9 bis 13 können manuell gereinigt werden, indem sie zum Beispiel durch eine Luftwand ausgeblasen oder abgewischt werden. Alternativ könnten automatische Reinigungseinrichtungen benutzt werden. Die 14 und 15 zeigen eine automatische Reinigungsanordnung mit einem Reinigungsluftring 54 mit einem doppelten „D"-Profil, der sowohl in einer oberen Position als auch in einer unteren Position gezeigt ist. Der Ring 54 richtet Luft zu den Wänden 4 der Kabine 2, wenn er darin abgesenkt und angehoben wird. Da der Reinigungsring 54 von der Decke abgesenkt wird, bläst er das gesamte Pulver, das sich an den Wänden gesammelt hat, an den Kabinenwänden herunter und in das Sammelsystem, das im unteren Teil der Kabine aufgenommen ist. Für die normale Reinigung kann der Ring 54 in das Kabinendach zurückgezogen werden.
16 zeigt ein alternatives System zum automatischen Reinigen, dass einen Luftreinigungsrahmen 56 umfasst, der sich innerhalb der Kabine 2 dreht, während Luft auf die Wände 4 und den Fußboden 10 geblasen wird, um abgeschiedenes, übersprühtes Pulver zu entfernen, das durch die Rinne im Boden der Kabine gesammelt wird. Der Reinigungsrahmen 56 könnte halbseitig, wie dargestellt, sein oder könnte doppelseitig oder spiegelbildlich sein, um die Reinigung zu beschleunigen. Der Rahmen 56 würde vorzugsweise außerhalb der Kabine 2 gelagert werden, wenn die Kabine normal arbeitet. Um die Kabine 2 zu reinigen würde der Rahmen 56 am Förderer befestigt und in die Kabine 2 bewegt werden.
Damit die manuellen Pulverbeschichtungspistolen in Kombination mit automatischen Pulverspritzpistolen verwendet werden können, kann der in den 9 bis 16 gezeigte runde Aufbau modifiziert werden, um mindestens eine Station für eine Bedienperson vorzusehen. Die 17 und 18 zeigen modifizierte Kabinenformen, die manuelle Spritzpistolen aufnehmen. Die dargestellten Konfigurationen erlauben die Anwendung manueller Spritzpistolen von beiden Seiten der Kabine 2, es können jedoch auch manuelle Pistolen, die allein von einer Seite benutzt werden, ausreichend sein, wobei in einem solchen Fall die andere Seite vorzugsweise flach gewölbt wäre, um die Ansammlung von Pulver darin zu verhindern. Es wird verständlich sein, dass andere Formen möglich sind. Zum Beispiel könnten die Wände statt wie in 18 gezeigt vertieft zu sein, zwischen den Seiten des Artikeleingangschlitzes 12 und den automatischen Spritzpistolenschlitzen 14 gerade sein.
Alle Ausführungsformen der runden Kabinen können mit einer luftunterstützten Querspray-Sammlung durch passende Luftkammern versehen sein, um Luftstrahlen nach unten auf die Fußbodenseitenteile 22 zu richten und die Bewegung des darauf abgeschiedenen, übersprühten Pulvers in die Rinne 24 und auf die Ablenkplatte 26 zu bewirken. Wie bei den Ausführungsformen der rechteckigen Kabinen bedeutet die zur Verfügung Stellung von Luftunterstützung, dass die Neigung der Seitenteile 22 verringert werden kann, so dass es für die Bedienpersonen leichter ist, sich in der Kabine 2 zu bewegen, und ihre Konstruktion erleichtert.
Obwohl nicht erfindungsgemäß, wird angemerkt, dass die Luftunterstützung nicht in Verbindung mit einer Ablenkplatte 26 benutzt werden muss. Die 19 bis 21 zeigen Anordnungen, in denen die Luftunterstützung einfach in Verbindung mit einem schräg abfallenden Fußbodenteil angewandt wird. In der Anordnung der 19 ist nahezu der gesamte Fußboden 10 nach unten geneigt und die Luftunterstützung wird über den gesamten oberen Rand des abwärts geneigten Fußboden 10 vorgesehen. Diese Figur soll auch den Abzug des in Luft schwebenden übersprühten Pulvers über den Schacht 20 und in einen Zyklonabscheider 42 eines Pulverrückgewinnungssystems schematisch zeigen.
In einer runden Kabine kann der gesamte Kabinenfußboden 10 abwärts geneigt sein. Dieses ist in 21 dargestellt, die eine runde Kabine 2 mit einem nach unten geneigten Fußboden 10 zeigt. Wie auch dargestellt ist, kann der Fußboden perforiert und in drei Abschnitten ausgebildet sein, wobei die äußeren Abschnitte angelenkt oder auf andere Weise anhebbar sind, um das Reinigen zu erleichtern. In der Ausführungsform der 21 würde der mittlere Abschnitt der Ablenkplatte feststehend bleiben und die äußeren zwei Abschnitte könnten nach oben schwenkbar sein, um der Bedienperson den Eintritt von beiden Seiten der Kabine zu erlauben.
20 zeigt eine weitere Alternative, in der der Fußboden 10 einen dreieckförmigen Querschnitt besitzt und die Luftunterstützung an seiner Spitze vorgesehen ist. Wie durch die Pfeile gezeigt ist, bewegt die Luftunterstützung abgeschiedenes, übersprühtes Pulver auf jeder Seite des Fußbodens 10 nach unten, um das Aufschichten auf dem Fußboden 10 zu verhindern und das abgeschiedene übersprühte Pulver an den Seiten der Kabine 2 zu sammeln. Die Kabine 2 kann Seiteneinlassschächte zum Aufnehmen des gesammelten übersprühten Pulvers und Leiten in das Pulverrückgewinnungssystem besitzen.
In noch weiteren Alternativen ist die Luftunterstützung über anderen, nicht geneigten Innenflächen der Kabine 2 vorgesehen, zum Beispiel eine oder mehrere der Wände oder die Decke. Die Luftunterstützung kann auch vorteilhaft bei einem nicht geneigten Fußboden vorgesehen werden. Eine besondere Ausführungsform, die großen Nutzen haben kann, ist, die Luftunterstützung mittig der Kabine vorzusehen, wie es in der europäischen Patentanmeldung Nr. EP 1 007 222 offenbart ist, so dass die Luftstrahlen zu den Enden der Kabine gerichtet werden und somit zu jeder der Overspray-Eintrittsöffnungen, die an jenen Enden vorgesehen sind. Die Luftunterstützung erleichtert die Sammlung von abgeschiedenem, übersprühten Pulver auf dem Fußboden und die Bewegung desselben zu den Overspray-Eintrittsöffnungen zur Rückgewinnung durch das Pulverrückgewinnungssystem.
In allen diesen Alternativen kann die Luftunterstützung kontinuierlich oder pulsierend sein. Das Letztere hat den Vorteil der Wirtschaftlichkeit in Folge der verringerten Energieerfordernisse für die Luftquelle und ist deshalb kostensparend.
Bei einem langen Durchgang zwischen den Pulverfarbwechseln ist es wünschenswert, das periodisch ein Luftimpuls vorgesehen wird, während es bei kurzen Durchläufen ausreichend sein kann, einen Impuls unmittelbar vor dem Farbwechsel vorzusehen.
Zurückkommend auf die 1 und 2 wird nun der Reinigungsvorgang beschrieben, der ausgeführt wird, wenn die Farbe des Pulvers gewechselt werden muss. Es wird verständlich sein, dass sich die Beschreibung gleichermaßen auf die anderen Ausführungsformen bezieht, die mit einer Ablenkplatte 26 und einem Pulverrückgewinnungssystems versehen sind, das für eine Luftabführung sorgt. Die Pulverspritzeinrichtungen werden ausgeschaltet und die Türen über den Zugangsöffnungen 12 in der Stirnwand 6 werden geschlossen. Die Ablenkplatte 26 wird nach oben an die angrenzende Stirnwand 6 gedreht, wie auch die Türen 32 zum Schacht 20. Eine Bedienperson, die vorzugsweise einen Luftschlauch benutzt, beginnt am dem Schacht 20 gegenüberliegenden Ende der Kabine 2 und bewegt sich durch die Kabine, wobei das abgeschiedene, übersprühte Pulver, das darin verbleibt, von allen Wand- und Fußbodenflächen und den Flächen der Ablenkplatte 26, dem Schacht 20 und der Overspray-Eintrittsöffnung 18 geblasen wird. Diese beiden letzten Vorgänge sind wegen der schwenkbaren Befestigung der Ablenkplatte 26 und der Türen 32 des Schachtes 20 vereinfacht. Wenn das Pulver von den Oberflächen der Kabine geblasen wird, wird es durch das Gebläse in den Absaugschacht 20 gesaugt.
Die Menge des abgeschiedenen, übersprühten Pulvers, die während dieses Vorganges entfernt werden muss, ist viel weniger als die bei bekannten Kabinen, weil ein erheblicher Anteil des abgeschiedenen, übersprühten Pulvers bereits in Folge der Wirkung der Ablenkplatte 26, der nach unten abfallenden Seitenteile 22 und der Luftkammern 34 entfernt wurde. Demzufolge ist die während des Reinigungsprozesses auszuführende Recyclingarbeit verringert, was die Arbeitskosten reduziert. In einigen bekannten Systemen muss das Pulver außerdem in einer Staubwanne oder einem Abfallbehälter gesammelt und weggeworfen werden, weil das Recyceln zu der Zeit, zu der der Reinigungsprozess beendet ist, noch nicht beendet ist. Diese Verschwendung von Pulverbeschichtungsmaterial tritt in dem vorliegenden System in Folge der reduzierten Zeit und des reduzierten Aufwandes, der zum Reinigen der Kabine erforderlich ist, nicht auf.
In Tests mit dieser Kabine wurde herausgefunden, dass es möglich ist, die Kabinenreinigungszeit auf weniger als 15 Minuten zu verringern.
Diese Verbesserungen in den Farbwechselmöglichkeiten werden erreicht, während gleichzeitig die gegenwärtige Arbeitsweise der Kabine verbessert wird, weil die Ablenkplatte 26 zum Angleichen oder Ausgleichen der Luftströmungen über die Kabinenlänge dient, was übersprühtes Pulver in das System saugt. Dieses hat die Wirkung der Verbesserung des Übertragungswirkungsgrades der Pistolen, weil die Pulverpartikel eine bessere Möglichkeit haben, an dem zu beschichtenden Teil zu haften. Außerdem wird übersprühtes Pulver mittels dieser Konstruktion effektiver innerhalb der Kabine zurückgehalten.

Claims

Pulverbeschichtungssystem, umfassend eine Pulverspritzkabine (2) mit Wänden (4, 6) und einem Fußboden (10), der zwei Seitenteile (22) und einen nach unten versetzten Bereich dazwischen besitzt, der eine Rinne (24) zwischen den Seitenteilen (22) definiert, eine oder mehrere Pulverspritzeinrichtungen, die in bezug auf die Kabinenwände so angeordnet sind, dass über Öffnungen (12) in den Stirnwänden (6) durch die Kabine laufende Artikel gespritzt werden, ein Pulverrückgewinnungssystem, das eine Querspray-Eintrittsöffnung (18), die mit dem Inneren der Kabine in Verbindung steht, und Saugmittel zum Ansaugen von übersprühtem Pulver aus dem Kabineninneren in die Querspray-Eintrittsöffnung (18) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Overspray-Eintrittsöffnung (18) an mindestens einem Ende der Rinne (24) vorgesehen ist und eine Ablenkplatte (26) in der Kabine zwischen den Fußbodenseitenteilen (22) gehalten ist, so dass mindestens ein Teil der Rinne (24) geschlossen ist und ein in Verbindung mit der Overspray-Eintrittsöffnung (18) stehender Schacht gebildet wird, wobei sich die Ablenkplatte (26) von dem Ende/den Enden der Rinne (24), an dem/denen die Querspray-Eintrittsöffnung (18) vorgesehen ist, über einen Teil der Länge der Rinne (24) erstreckt, und mindestens eine Öffnung (28) für den Durchgang von darauf abgeschiedenem, übersprühten Pulver zum Schacht umfasst.
Pulverbeschichtungssystem gemäß Anspruch 1, bei dem die Kabine (2) im allgemeinen rechteckförmig ist und die Overspray-Eintrittsöffnung (18) an einem oder beiden oder nahe einem oder beiden Enden der Kabine vorgesehen ist, und bei dem sich die Ablenkplatte (26) von dem oder jedem Ende über einen Teil der Kabinenlänge erstreckt.
Pulverbeschichtungssystem gemäß Anspruch 2, bei dem es mehrere automatische Pulverspritzeinrichtungen gibt und die Seitenwände Schlitze (14) für die automatischen Pulverspritzeinrichtungen umfassen, und bei dem die Länge der Ablenkplatte der Abstand zwischen dem Ende und dem Pistolenschlitz (14) ist, der am weitesten vom Ende entfernt ist, plus einem Versatz.
Pulverbeschichtungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ablenkplatte (26) mit mehreren, in einem Muster angeordneten Öffnungen (28) versehen ist.
Pulverbeschichtungssystem gemäß Anspruch 4, wenn abhängig entweder von Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem das Muster dreieckig ist, wobei sich die Spitze am Kabinenende befindet.
Pulverbeschichtungssystem gemäß Anspruch 4 oder 5, bei dem die Ablenkplatte (26) im allgemeinen rechteckförmig ist und die Öffnungen (28) in Längsrichtung der Platte länglich sind.
Pulverbeschichtungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ablenkplatte (26) so befestigt ist, dass sie zwischen der Position zwischen den Seitenteilen (22) und einer zweiten Position bewegbar ist.
Pulverbeschichtungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ablenkplatte (26) zwischen den Bodenrändern der Seitenteile (22) befestigt ist, so dass zwischen ihr und jedem der Seitenteile ein Schlitz (27) definiert ist.
Pulverbeschichtungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Ablenkplatte zwei oder mehr Abschnitte (44) umfasst, die in verschiedenen vertikalen Abständen vom Boden der Rinne (24) angeordnet sind, so dass der Schacht über seine Länge unterschiedliche Höhen hat.
Pulverbeschichtungssystem gemäß Anspruch 9, bei dem der Plattenabschnitt/die Plattenabschnitte (44), der/die am dichtesten an der Overspray-Eintrittsöffnung/den Overspray-Eintrittsöffnungen (18) liegt/liegen, den größten vertikalen Abstand vom Rinnenboden hat/haben.
Pulverbeschichtungssystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens eines der Seitenteile (22) nach unten zur Ablenkplatte geneigt ist.
Pulverbeschichtungssystem gemäß Anspruch 11, umfassend Reinigungsluftzuführungsmittel (34, 35, 36, 37, 39) zum Leiten von Luft an dem geneigten Teil/an den geneigten Teilen (22) herunter.
Pulverbeschichtungssystem gemäß Anspruch 12, bei dem die Reinigungsluftzuführungsmittel Luft über die Länge der Ablenkplatte (26) an den Seitenteilen (22) herab lenken.
Pulverbeschichtungssystem gemäß Anspruch 13 oder 14, bei dem die Reinigungsluftzuführungsmittel eine Luftquelle (36) und mindestens eine Luftkammer (34) mit vielen Luftauslässen (35) umfassen, die sich über mindestens einen Teil des geneigten Teiles (22) erstrecken und am oberen Rand des geneigten Teiles (22) angeordnet sind.
Pulverbeschichtungssystem gemäß Anspruch 14, bei dem die Auslässe (35) die Luft in einem Winkel von 1-3° auf das geneigte Teil richten.
Pulverbeschichtungssystem gemäß Anspruch 14 oder 15, bei dem die Luftquelle (36) periodische Luftimpulse zu den Luftauslässen (35) vorsieht.
Pulverbeschichtungssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem Reinigungsluftzuführungsmittel (34, 35, 36, 37, 39) vorgesehen sind, umfassend eine Luftquelle (36) und mindestens eine Luftkammer (34) mit mindestens einem Luftauslass (35), wobei die Luftquelle (36) die Luftimpulse zum Luftauslass (35) vorsieht, und die Luftkammer (34) so angeordnet ist, dass die Luftimpulse über eine Innenfläche der Kabine (2) geleitet wird, auf der sich Querspray-Pulver abgelegt hat.
Pulverbeschichtungssystem gemäß Anspruch 17, bei dem der Fußboden (10) und/oder eine oder mehrere der Wände (4, 6) und/oder die Decke der Spritzkabine (2) mit einer Luftkammer (34) versehen sind.
Pulverbeschichtungssystem gemäß einem der Ansprüche 12 bis 18, bei dem die Luftquelle eine Druckluftquelle, ein oder mehrere Gebläse oder eine Luftzuführung des Pulverrückgewinnungssystems ist.
Pulverbeschichtungssystem gemäß einem der Ansprüche 1, 4 oder 6 bis 19, bei dem die Kabine (2) einen rechteckigen oder runden Querschnitt besitzt.