EP2581138B1

EP2581138B1 - Pulverbeschichtungsanlage mit Sprühmitteln und gegenüberliegenden Absaugöffnungen

Info

Publication number: EP2581138B1
Application number: EP12006840.8A
Authority: EP
Inventors: Alois Gans; Rolf Mys; Heinrich Plattfaut; Andreas Kleineidam
Original assignee: H Borger & Co GmbH
Current assignee: H Borger & Co GmbH
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2012-10-01
Publication date: 2019-07-31
Anticipated expiration: 2032-10-01
Also published as: EP2581138A2; DE202011051599U1; EP2581138A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pulverbeschichtungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Pulverbeschichten, das oft als Pulverlackieren bezeichnet wird, wird ein elektrisch leitfähiger Werkstoff mit einem Beschichtungspulver beschichtet. Dazu wird das Beschichtungspulver elektrisch geladen und mit dem Sprühmittel, meist als Sprühpistole bezeichnet, auf das entgegengesetzt elektrisch geladene Werkstück gesprüht. Das von den Sprühmitteln ausgebrachte Beschichtungspulver bildet eine Pulverwolke, die das Werkstück umgibt. Ein großer Teil des von den Sprühmitteln ausgebrachten Beschichtungspulvers haftet dann an dem Werkstück an und kann in weiteren Schritten eingebrannt werden. Ein Teil des Beschichtungspulvers sinkt allerdings in Richtung Boden der Kabine. Dieses Pulver wird nachfolgend als überschüssiges Pulver bezeichnet.
Das überschüssige Pulver wird in den meisten Pulverbeschichtungsanlagen zurück gewonnen und für ein erneutes Auftragen von Beschichtungspulver auf Werkstücken aufbereitet. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass überschüssiges Pulver, bevor es auf dem Boden angekommen ist, aus der Kabine abgesaugt wird. Das Absaugen des Pulvers erfolgt häufig über einen offenen Kanal, der sich über die Höhe der Kabine erstreckt und das Pulver über ein Gebläse einer Pulverrückgewinnungsvorrichtung zuführt, wie zum Beispiel in der EP 1 007 222 B1 offenbart. Häufig ist der offene Kanal mit einem Lochblech abgedeckt. In bekannten Pulverbeschichtungsanlagen kann ein hoher Anteil des überschüssigen Pulvers zurück gewonnen werden. Besser wäre es aber, den Anteil des überschüssigen Pulvers gegenüber dem eingesetzten Pulver zu reduzieren, was gleichbedeutend mit einer Erhöhung des Anteils des an dem Werkstück anhaftenden Beschichtungspulvers an dem gesamten eingesetzten Beschichtungspulver ist. Der Quotient aus dem anhaftenden Beschichtungspulver und dem an dem Werkstück eingesetzten Pulver wird auch als Auftragswirkungsgrad bezeichnet.
Aus der EP 0 480 664 A2 ist eine Pulverbeschichtungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer Sprühkabine bekannt, wo in drei hintereinander angeordneten Zonen von Sprühmitteln Beschichtungspulver auf einen zu beschichtenden Gegenstand aufgebracht wird. In der zweiten Zone sind die Sprühmittel vertikal beweglich an gegenüberliegenden Seitenwänden der Sprühkabine angeordnet und werden dort auf und ab bewegt. In allen Zonen gelangt überschüssiges Pulver durch Gitter im Boden der Sprühkabine in eine Pulverauffang- und Rückgewinnungsanlage, die jeweils durch Absaugleitungen über Filter mit einem zugehörigen Sauggebläse verbunden ist.
Aus der US 5 056 460 A ist eine Pulverbeschichtungsanlage mit einer Sprühkabine mit zwei gegenüberliegenden Seitenwänden offenbart, wo eine der Seitenwände eine Sprühöffnung und die entgegengesetzte Seitenwand eine einzige Auslassöffnung aufweist, die der Sprühöffnung direkt gegenüberliegen oder horizontal gegenüber der Sprühöffnung versetzt sein kann.
Die DE 41 34 701 A1 offenbart eine Pulverbeschichtungsanlage mit einer Sprühkabine, die an einer Seite Sprühgeräte zum Besprühen von zu beschichtenden Gegenständen mit Beschichtungspulver und an der entgegengesetzten Seite eine einzige Pulver-Luft-Abzugsöffnung aufweist. Die Sprühgeräte werden von einem Hubständer getragen, der quer und parallel zur Kabine bewegt werden kann, so dass eines der Sprühgeräte gegenüber von der Öffnung positioniert werden kann.
Bei den bekannten Pulverbeschichtungsanlagen ist die Pulverwolke, die durch das aus den Sprühmitteln austretende Beschichtungspulver entsteht und das zu lackierende Werkstück umhüllt, vergleichsweise inhomogen. So ist die Dichte der Pulverwolke in einem unteren, von den Sprühmittel abgewandten Bereich oft deutlich größer als in einem oberen, von den Sprühmitteln abgewandten Bereich, was im Wesentlichen daran liegt, dass das Pulver in der Kabine zu Boden sinkt. Da das Werkstück aber mit einer Lackschicht mit einer Mindeststärke bedeckt sein muss, muss dafür Sorge getragen werden, dass auch in den Bereichen, wo die Pulverwolke eine geringe Dichte hat, ausreichend Beschichtungspulver vorhanden ist, um genug Beschichtungspulver an das Werkstück zu bringen. Die Menge des von den Sprühmitteln ausgetragenen Beschichtungspulvers muss daher so groß sein, dass trotz der inhomogenen Pulverwolke alle Bereiche des Werkstück hinreichend von Beschichtungspulver überdeckt sind, auch wenn dadurch andere Bereiche ein unnötig starke Überdeckung erhalten und eine hohe große Menge von Beschichtungspulver eingesetzt werden muss, was wiederum einen hohen Anteil von überschüssigem Beschichtungspulver zur Folge hat.
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, die Luftführung in einer Pulverbeschichtungsanlage so zu verbessern, dass die Menge des bis zum Boden der Kabine absinkenden überschüssigen Beschichtungspulvers reduziert und der Auftragswirkungsgrad beim Beschichten verbessert werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.
Die Zuordnung von Sprühmitteln einerseits und Absaugöffnungen andererseits ermöglicht eine gleichmäßigere, zum Beispiel laminare Durchströmung der Kabine. Dadurch kann eine homogenere Pulverwolke in der Kabine erreicht werden, als dies bisher der Fall war. Durch die homogene Pulverwolke kann das Werkstück gleichmäßiger mit Pulver beschichtet werden, als durch eine bekannte Pulverbeschichtungsanlage. U. a. wegen dieser Vorteile ist es möglich, die zur Erzielung einer ausreichenden Beschichtung eingesetzte Menge an Beschichtungspulver gegenüber herkömmlichen Anlagen zu reduzieren. Dadurch werden nicht nur die Stückkosten für das Beschichtungspulver reduziert. Auch der Verschleiß an den Pulver führenden oder transportierenden Teilen wie Schläuchen, Sprühmitteln oder Filtern in einer Pulverrückgewinnungsvorrichtung kann reduziert werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Pulverbeschichtungsanlage eine der Anzahl der Sprühmittel entsprechende Anzahl von Absaugöffnungen aufweist, wobei jede Absaugöffnung einem der Sprühmittel derart zugeordnet ist, dass das von diesem Sprühmittel abgegebene überschüssige Beschichtungspulver wenigstens zum Teil durch die dem Sprühmittel zugeordnete Absaugöffnung absaugbar ist. Durch das Vorsehen einer Vielzahl von Absaugöffnungen, von denen jede einem Sprühmittel zugeordnet ist, kann die Luftführung in der Kabine der Beschichtungsanlage entscheidend verbessert werden.
Einerseits durch den verbesserten Auftragswirkungsgrad und andererseits durch das gezielte Absaugen des überschüssigen Beschichtungspulvers aus der Kabine, bevor das letztere zu Boden sinkt, können Ablagerungen auf dem Kabinenboden so weit vermindert werden, dass ein Bodenreinigungssystem zum Beseitigen der Ablagerungen weitestgehend entfallen kann.
Durch den verbesserten Auftragswirkungsgrad kann der Anteil des zurück gewonnenen Beschichtungspulvers in der von den Sprühmitteln ausgetragenen Pulvermenge reduziert und der Anteil des neuen Pulvers erhöht werden. Die Qualität des ausgetragenen Pulvers wird dadurch verbessert, dass zum Beispiel eine Korngrößenfraktion stabilisiert werden kann.
Vorzugsweise sind die Sprühmittel und die Absaugöffnungen so angeordnet, dass die das Beschichtungspulver enthaltende Luftströmung von den Sprühmitteln zu der zugeordneten Absaugöffnung oder den zugeordneten Absaugöffnungen nicht oder fast nicht mit einer Beschichtungspulver enthaltenden Luftströmung von einem benachbarten Sprühmittel zu der zugeordneten Absaugöffnung oder den zugeordneten Absaugöffnungen vermischt wird.
Die Zuordnung zwischen den Absaugöffnungen und den Sprühmitteln ist bevorzugt derart, dass die Absaugöffnungen in einer Sprührichtung der Sprühmittel im Wesentlichen gegenüber von den Sprühmitteln angeordnet sind. Die einem Sprühmittel zugeordnete Absaugöffnung kann zweckmäßig in einer durch die Sprührichtung des Sprühmittels vorgegebenen senkrechten Ebene angeordnet sein, das heißt in einer senkrechten Ebene, durch die sich eine Verlängerung der Mittelachse der allgemein horizontal ausgerichteten Düse des Sprühmittels erstreckt. Erfindungsgemäß ist mindestens ein Teil der Sprühmittel und der Absaügöffnungen jeweils in einer Reihe übereinander angeordnet. Die einem Sprühmittel zugeordnete Absaugöffnung kann in Bezug zum Sprühmittel in der Höhe nach unten versetzt angeordnet sein, um dem Absinken der Partikel des Beschichtungspulvers aufgrund der Schwerkraft auf dem Weg vom Sprühmittel zur Absaugöffnung Rechnung zu tragen. Die Sprühmittel und die Absaugöffnungen sind erfindungsgemäß an gegenüberliegenden Seiten der Kabine angeordnet, so dass ein Werkstück zwischen den Absaugöffnungen und den Sprühmitteln hindurch bewegt werden kann.
Vorzugweise sind die Sprühmittel so in der Kabine angeordnet, dass in einer Außenwand keine unverschlossenen Öffnungen bleiben, durch die Schläuche, Kabel oder die Sprühmittel hindurch geführt sind. Die Öffnungen sind vorteilhaft abgedichtet, so dass ein Lufteintrag in die Kabine vermindert werden kann.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Pulverbeschichtungsanlage Absaugkanäle aufweist, die an den Absaugöffnungen beginnen. Über die Absaugkanäle kann das überschüssige Beschichtungspulver von den Absaugöffnungen abgeführt werden. Alle oder mehrere der Absaugkanäle können an einem Sammelabsaugkanal enden.
Die Absaugkanäle und/oder der Sammelabsaugkanal können an einer Pulverrückgewinnungsvorrichtung enden, in der das überschüssige und abgesaugte Pulver für eine erneute Verwendung zurück gewonnen und aufbereitet werden kann. Vorteilhaft umfasst die Pulverrückgewinnungsvorrichtung mindestens einen Zyklon.
Vorzugsweise sind die Größe von mindestens einem Teil der Absaugöffnungen und/oder der Strömungsquerschnitt von mindestens einem Teil der Ansaugkanäle verstellbar. Dadurch ist möglich, auf die Strömungsgeschwindigkeit an den Absaugöffnungen und auf dem Weg von den Sprühmitteln zu den Absaugöffnungen einzuwirken.
Um eine gleichmäßige Durchströmung der Kabine sicherzustellen, bei der einerseits die Luftströmung mit dem Beschichtungspulver keine oder nur geringe Turbulenzen aufweist und andererseits ein Absinken des Beschichtungspulvers zwischen den Sprühmitteln und den Absaugöffnungen weitestgehend vermieden wird, beträgt die Strömungsgeschwindigkeit an den Absaugöffnungen zweckmäßig zwischen 0,5 und 5 m/s, bevorzugt etwa 0,7 bis 5 m/s. Vorzugsweise verengen sich die Absaugkanäle unmittelbar hinter den Absaugöffnungen, wodurch dort für einen Anstieg der Strömungsgeschwindigkeit um das 2 bis 10-fache gesorgt wird, um einer Ablagerung von Beschichtungspulver in den Absaugkanälen entgegenzuwirken.
Vorteilhaft ist es, wenn alle oder mehrere Absaugkanäle wenigstens einen Fluidboden aufweisen. Ein Fluidboden verhindert die Ablagerung von Partikeln des abgesaugten, überschüssigen Beschichtungspulvers und erleichtert den Weitertransport zur Pulverrückgewinnungsvorrichtung. Vorzugsweise ist ein Fluidboden unmittelbar hinter jeder Absaugöffnung angeordnet und erstreckt sich so weit in den angrenzenden, sich verengenden Absaugkanal hinein, bis die Strömungsgeschwindigkeit im Absaugkanal mit etwa 15 bis 20 m/s ausreichend hoch ist, um eine weitere Ablagerung von Beschichtungspulver zu verhindern.
Ein Fluidboden kann ein Lochblech oder eine Membran aufweisen, durch welche Luft in den Absaugkanal geblasen wird. Dadurch wird Beschichtungspulver, das sich auf dem Lochblech oder der Membran des Absaugkanals ablagert, fluidisiert. Vorzugsweise ist der Fluidboden in Strömungsrichtung der Luft durch den Absaugkanal nach unten geneigt, so dass das fluidisierte Beschichtungspulver vom Luftstrom weitertransportiert wird.
Alle oder mehrere der Sprühmittel können in der Sprührichtung und/oder seitlich bzw. quer dazu verschiebbar sein. Dadurch ist es möglich, die Pulverbeschichtungsanlage und die Luftströmungen durch die Kabine besser an das zu beschichtende Werkstück anzupassen. Vorteilhaft sind die Sprühmittel auch in der Höhe hin und her beweglich.
Weiter ist es auch von Vorteil, wenn die Absaugöffnungen in der Sprührichtung und/oder seitlich bzw. quer dazu verschiebbar sind. Im zuerst genannten Fall lässt sich dadurch der Abstand der Absaugöffnungen von den zu beschichtenden Werkstücken in Abhängigkeit von den Abmessungen der Werkstücke verändern, um die Absaugöffnungen so nahe wie möglich an die von den Sprühmitteln abgewandte Seite der zu beschichtenden Werkstücke heranzubewegen und dadurch möglichst viel überschüssiges Beschichtungspulver in die Absaugöffnungen anzusaugen, während im zuletzt genannten Fall die Absaugöffnungen bei einer seitlichen Verschiebung der Sprühmitteln diesen nachgeführt werden können. Zum Verschieben der Absaugöffnungen sind diese vorzugsweise in einem in Bezug zur Kabine beweglichen Gehäuse angeordnet, das die Absaugkanäle umgibt und an den Sammelabsaugkanal angeschlossen ist.
Die Kabine kann einen Kabinenboden aufweisen, wobei die Kabine im Bereich des Kabinenbodens oder an den Kabinenboden eine weitere Absaugöffnung aufweist. Die weitere Absaugöffnung ist keinem Sprühmittel zugeordnet und kann dem Absaugen von Partikeln des überschüssigen Beschichtungspulvers dienen, das nicht über eine den Sprühmitteln zugeordnete Absaugöffnung aus der Kabine abgesaugt werden kann. Der weiteren Absaugöffnung kann ein weiterer Absaugkanal nachgeordnet sein, der ebenfalls einen Fluidboden aufweist. Dieser Fluidboden kann in der Transportrichtung des Beschichtungspulvers nach unten geneigt sein. Auch der weitere Absaugkanal kann mit dem Sammelabsaugkanal verbunden sein.
Der Sammelabsaugkanal einer erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungsanlage kann einen Strömungsquerschnitt aufweisen, der sich in einer Strömungs- oder Transportrichtung des überschüssigen Beschichtungspulvers vom ersten einmündenden Absaugkanal bis zum letzten einmündenden Absaugkanal vergrößert, womit dem in Strömungs- oder Transportrichtung zunehmenden Volumen des zu transportierenden überschüssigen Beschichtungspulvers und dem zunehmenden Volumen der durch den Sammelabsaugkanal strömenden, das Pulver tragenden Luft Rechnung getragen wird.
Eine erfindungemäße Pulverbeschichtungsanlage kann ein Gebläse aufweisen, mit welchem überschüssiges Beschichtungspulver über die Absaugöffnungen absaugbar ist.
Eine erfindungsgemäße Pulverbeschichtungsanlage kann ein Steuer- und/oder Regelmittel aufweisen, mit welchem die mit den Sprühmitteln ausgetragene Menge des Beschichtungspulvers, die Strömungsgeschwindigkeit in den Absaugöffnungen, den Absaugkanälen oder im Sammelabsaugkanal, die Größe der Absaugöffnungen, der Strömungsquerschnitt in den Absaugkanälen oder im Sammelabsaugkanal und/oder der Abstand der Sprühmittel von den zugeordneten Absaugöffnungen einstellbar, insbesondere steuer- und/oder regelbar ist. Dem Steuer- und/oder Regelmittel können eben diese Größe als Eingangsgrößen zugeführt werden, die von Sensoren der Pulverbeschichtungsanlage erfasst werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand der nachfolgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen einer Pulverbeschichtungsanlage erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungsanlage;
Fig. 2 zeigt eine Oberseitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Pulverbeschichtungsanlage mit einer Kabine, Sprühmitteln und Absaugeinrichtungen;
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht der Pulverbeschichtungsanlage entlang der Linie A-A der Fig. 2 bei der Beschichtung eines dicken Werkstücks;
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht der Pulverbeschichtungsanlage entlang der Linie A-A der Fig. 2 bei der Beschichtung eines dünnen Werkstücks;
Fig. 5 zeigt eine Vorderseitenansicht einer Absaugeinrichtung mit Absaugöffnungen;
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie B-B der Fig. 5;
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Saugkastens der Absaugeinrichtungen;
Fig. 8 zeigt eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht eines Fluidbodens des Saugkastens;
Fig. 9 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht von Teilen des Saugkastens;
Fig. 10 zeigt eine Vorderseitenansicht eines Saugkastens mit anderen Absaugöffnungen;
Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie C-C der Fig. 10.

Fig. 1 zeigt eine Kabine 1 einer Pulverbeschichtungsanlage und darin angebrachte Sprühmittel 2 in Form von Pulversprühpistolen, mit denen ein Beschichtungspulver ausgetragen werden kann. Die Sprühmittel 2 sind in einer Reihe übereinander auf einer Seite der Kabine 1 angeordnet. Den Sprühmitteln 2 gegenüberliegend sind Absaugöffnungen 3 angeordnet. Dabei handelt es sich um horizontale Schlitze. Jedem Sprühmittel 2 ist dabei eine Absaugöffnung 3 zugeordnet.
Durch die Absaugöffnungen 3 wird überschüssiges schwebendes Beschichtungspulver aus der Kabine 1 abgesaugt, bevor es zum Boden der Kabine 1 absinkt. Als überschüssig wird ausgetragenes Beschichtungspulver bezeichnet, das nicht an einem zu beschichtenden Werkstück (in Fig. 1 nicht dargestellt) haftet, zum Beispiel weil es das Werkstück verfehlt, vom Werkstück abprallt oder durch elektrostatische Felder abgelenkt wird.
An die Absaugöffnungen 3 schließen sich Absaugkanäle 4 an, die sich entlang einer der Sprüh- oder Strömungsrichtung des Beschichtungspulvers entsprechenden Linie 5 verjüngen oder verengen. Ein Boden jedes Absaugkanals 4 wird unmittelbar hinter der Absaugöffnung von einem Fluidboden 6 gebildet, durch den Luft in den Absaugkanal 4 strömt, um Ablagerungen des Beschichtungspulvers auf dem Boden des Kanals 4 zu verhindern.
Alle Absaugkanäle 4 münden in einen gemeinsamen Sammelabsaugkanal 7, in dem die Luftströme, die das überschüssige, abgesaugte Beschichtungspulver transportieren, zusammengeführt werden. Der Sammelabsaugkanal 7 führt zu einer Pulverrückgewinnungsvorrichtung, die in Fig. 1 nicht dargestellt ist.
Die Figuren 2 bis 10 zeigen eine Pulverbeschichtungsanlage 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Pulverbeschichtungsanlage 10 umfasst eine weitgehend geschlossene Kabine 12, durch welche die zu beschichtenden Werkstücke 14 mittels eines Hängeförderers 16 (in Fig. 3 und 4 nur schematisch und teilweise dargestellt) entlang eines geradlinigen Bewegungspfades 18 (Fig. 2) hängend hindurch bewegt werden können. Die Werkstücke 14 sind dort vereinfacht als vertikale Zylinder dargestellt, können jedoch eine beliebige Form und Größe besitzen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, umfasst die Pulverbeschichtungsanlage 10 zwei Stationen 20, die mit entgegengesetzter Ausrichtung hintereinander entlang des Bewegungspfades 18 angeordnet sind. In den beiden Stationen 20 werden die Werkstücke 14 quer zu ihrer Bewegungsrichtung von entgegengesetzten Seiten her mit einem Beschichtungspulver, zum Beispiel einem Lackpulver besprüht, das nach dem Verlassen der Kabine 12 in einer nachgelagerten Kabine (nicht dargestellt) durch Einbrennen auf den Werkstücken 14 fixiert wird.
Jede der beiden Stationen 20 umfasst mehrere Sprühmittel 2 in Form von Pulversprühpistolen mit Sprühdüsen, die auf einer Seite des Bewegungspfades 18 in einer Reihe übereinander an einer Halterung 22 angebracht und zusammen mit der Halterung 22 um ein begrenztes Maß auf und ab beweglich sind, das etwas größer als der vertikale Abstand benachbarter Sprühmittel 2 ist. Im Bereich der Halterung 22 ist die Kabinenwand mit einer vertikalen Schlitzöffnung 23 versehen, durch welche die Halterung 22 mit den horizontal ausgerichteten Sprühmitteln 2 in die Kabine 20 bewegt werden kann. In den Figuren 2 bis 4 sind die Sprühmittel 2 selbst nicht dargestellt, sondern nur Pfeile P, welche die Sprührichtung der Sprühmittel 2 oder Pulversprühpistolen anzeigen. Die durchgezogenen Pfeile P in Fig. 3 und 4 repräsentieren die oberste Stellung der Sprühmittel 2 bei der gemeinsamen Auf- und Ab-Bewegung im Zuge der Beschichtung von Werkstücken 14, während die zweistrichpunktierten Pfeile P die unterste Stellung repräsentieren.
Die bewegliche Halterung 22 der Sprühmittel 2 jeder Station 20 wird von einem außerhalb der Kabine 12 angeordneten Wagen 24 mit einem vertikalen Ausleger 26 getragen. Der Wagen 24 lässt sich mittels eines Antriebs in einer zum Bewegungspfad 18 senkrechten horizontalen Richtung gesteuert an die Werkstücke 14 annähern und von den Werkstücken 14 weg bewegen, wie in Fig. 2 durch einen Pfeil R dargestellt, um die Sprühmittel 2 in Abhängigkeit von den Abmessungen der Werkstücke 14 an diese anzunähern oder von diesem weg zu bewegen, bis sie einen gewünschten Abstand von den gegenüberliegenden Oberflächen der Werkstücke 14 aufweisen.
Die Pulverbeschichtungsanlage 10 umfasst Absaugeinrichtungen 28, mit denen sich überschüssiges Beschichtungspulver, das nicht an den Werkstücken 14 haften bleibt, aus der Kabine 12 absaugen und einer Pulverrückgewinnungsvorrichtung 30 jeder Station 20 zuführen lässt, in der das abgesaugte Beschichtungspulver von der Absaugluft getrennt und für einen erneuten Auftrag wiederaufbereitet wird.
Die Absaugeinrichtungen 28 umfassen in jeder der beiden Stationen 20 einen Saugkasten 32, der in der Sprührichtung der Sprühmittel 2 oder Pulversprühpistolen gegenüber von denselben auf der anderen Seite des Bewegungspfades 18 der Werkstücke 14 angeordnet ist.
Wie am besten in den Figuren 5 bis 9 dargestellt, besteht der Saugkasten 32 im Wesentlichen aus einem vertikalen Blechgehäuse 34, das an seiner den Werkstücken 14 und den Sprühmitteln 2 zugewandten Seite mit einer Reihe von übereinander angeordneten rechteckigen Absaugöffnungen 36 versehen ist. Wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 ausgeführt bereits wurde, dienen die Absaugöffnungen 36 dazu, überschüssiges schwebendes Beschichtungspulver aus der Kabine 12 abzusaugen, bevor es zu einem Boden 38 der Kabine 12 absinkt.
Die Anzahl der Absaugöffnungen 36 entspricht der Anzahl der Sprühmittel 2, jedoch ist der vertikale Mittenabstand der Absaugöffnungen 36 etwas kleiner als der vertikale Mittenabstand der Sprühmittel 2, so dass nach jeder Aufwärtsbewegung der Sprühmittel 2 dem obersten Sprühmittel 2 die oberste Absaugöffnung 36 genau gegenüberliegt, wie durch den obersten durchgezogenen Pfeil P in Fig. 3 und 4 dargestellt, während nach jeder Abwärtsbewegung der Sprühmittel 2 dem untersten Sprühmittel 2 das untere Ende der untersten Absaugöffnung 36 gegenüberliegt, wie durch den untersten zweistrichpunktierten Pfeil P in Fig. 3 und 4 dargestellt.
Die abgesaugte Luftmenge bzw. die Leistung eines zur Absaugung dienenden Gebläses (nicht dargestellt) der Absaugeinrichtung 28 jeder Station 20 einerseits und die Größe der Absaugöffnungen 36 andererseits sind so aneinander angepasst, dass während der Beschichtung der Werkstücke 14 die Strömungsgeschwindigkeit der aus der Kabine 12 abgesaugten, mit Beschichtungspulver belasteten Luft an den Absaugöffnungen 36 etwa 0,7 bis 5 m/s beträgt. Bei dieser Strömungsgeschwindigkeit wird einerseits erreicht, dass sich das von den Sprühmitteln 2 ausgestoßene Beschichtungspulver in Form einer weitgehend homogenen Pulverwolke gleichmäßig durch die Kabine hindurch zu den Werkstücken 14 und von dort weiter zu den Absaugöffnungen 36 bewegt, andererseits jedoch vermieden, dass durch die Absaugung Beschichtungspulver von den Oberflächen der Werkstücke 14 weggesaugt wird.
Hinter jeder Absaugöffnung 36 umgibt der Saugkasten 32 einen sich in Strömungsrichtung der Luft verengenden Absaugkanal 40. Durch die Verengung der Absaugkanäle 40 wird dort der Strömungsquerschnitt der Luft bis zur Einmündung 42 in einen vertikalen Sammelabsaugkanal 44 reduziert und dadurch die Strömungsgeschwindigkeit der Luft vergrößert, so dass sie an der Einmündung 42 jedes Absaugkanals 40 in den Sammelabsaugkanal 44 etwa 15 bis 25 m/s beträgt. Diese Strömungsgeschwindigkeit reicht aus, um ein Absetzen von Beschichtungspulver hinter der Einmündung 42 zu verhindern.
Wie am besten in Fig. 9 dargestellt, ist an der Einmündung 42 jedes Absaugkanals 40 in den Sammelabsaugkanal 44 ein Schieber 46 angeordnet, so dass sich dort der Strömungsquerschnitt und damit die Strömungsgeschwindigkeit der Luft einstellen lässt. Vorzugsweise werden die Schieber 46 so positioniert, dass im Betrieb der Pulverbeschichtungsanlage 10 durch sämtliche Absaugkanäle 40 dieselbe Luftmenge abgesaugt wird.
Um im Betrieb der Pulverbeschichtungsanlage 10 zu verhindern, dass sich aufgrund der geringeren Strömungsgeschwindigkeit Beschichtungspulver auf einem Boden 48 der Absaugkanäle 40 absetzt, ist ein großer Teil des Bodens 48 unmittelbar hinter der Absaugöffnung 36 als Fluidboden 50 ausgebildet, wie am besten in Fig. 9 dargestellt.
Wie am besten in Fig. 8 und 9 dargestellt, besteht jeder Fluidboden 50 aus einem flachen geschlossenen Luftkasten 52, der nach oben zu von einer luftdurchlässigen Membran 53 begrenzt wird und mit einem Gebläse oder einer Druckluftquelle (nicht dargestellt) verbunden ist, aus der Luft in den Luftkasten 52 zugeführt werden kann. Die Membran 53 weist vorzugsweise Poren mit einer Porengröße von 20 bis 100 µm, vorzugsweise von 40 bis 80 µm auf, durch welche die in den Luftkasten 52 zugeführte Luft nach oben in den Absaugkanal 40 strömt, wie durch kleine Pfeile S in Fig. 9 dargestellt. Dadurch wird Beschichtungspulver, das sich auf der Membran 53 ablagert, fluidisiert und von der durch den Absaugkanal 40 strömenden Luft mitgeführt.
Eventuell zurückbleibendes Pulver kann abgeführt werden, indem in einem Reinigungsbetrieb der Pulverbeschichtungsanlage 10 die Leistung des Gebläses der Absaugeinrichtung 28 jeder Station 20 durch Ansteuerung mittels eines Frequenzumformers erhöht und dadurch größere Luftmengen durch die Absaugöffnungen 36 und die Absaugkanäle 40 gesaugt werden. Die dadurch hervorgerufene Steigerung der Luftströmungsgeschwindigkeit führt dazu, dass Pulverablagerungen beseitigt werden.
Die Figuren 4 und 9 zeigen weiter ein in jedem Absaugkanal angeordnetes Luftleitblech 54, das zur Homogenisierung der Luftströmung in jedem Absaugkanal 40 dient. Das Luftleitblech 54 ist zur Einmündung 42 in den Sammelabsaugkanal 44 hin nach unten geneigt, so dass sich kein Beschichtungspulver auf dem Luftleitblech 54 absetzen kann. In derselben Weise könnte auch der Boden 48 der Absaugkanäle 40 zu deren Einmündung 42 in den Sammelabsaugkanal 44 hin nach unten geneigt sein, um dadurch die Notwendigkeit von Fluidböden 50 zu vermeiden.
Wie am besten in Fig. 3 und 4 dargestellt, erweitert sich der Strömungsquerschnitt des Sammelabsaugkanals 44 von seinem unteren Ende aus nach oben zu, so dass trotz der durch die Einmündungen der Absaugkanäle 40 in den Sammelabsaugkanal 44 zugeführten Luft die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms im Sammelabsaugkanal 44 über die gesamte Länge desselben im Wesentlichen konstant bleibt.
Wie am besten in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt, umfasst die Pulverrückgewinnungsvorrichtung 30 jeder Station 20 zwei Zyklone 56, deren Einlässe 58 mit den oberen Ende des Sammelabsaugkanals 44 verbunden sind. Innerhalb der beiden Zyklone 56 wird das Beschichtungspulver vom Luftstrom getrennt. Am unteren Ende jedes Zyklons 56 befindet sich jeweils ein Ultraschall- oder Vibrationssieb 59, mit dem Verunreinigungen aus dem abgeschiedenen Beschichtungspulver abgetrennt werden. Die vom Beschichtungspulver getrennte Luft wird in jeder Station 20 durch einen Luftfilter 60 geleitet.
Wie am besten in den Figuren 2, 3 und 4 dargestellt, ist in jeder Station 20 der Saugkasten 32 zusammen mit den beiden Zyklonen 56 in einer zum Bewegungspfad 18 senkrechten Richtung beweglich. Dadurch lassen sich die Absaugöffnungen 36 des Saugkastens 32 in Abhängigkeit von den Abmessungen der Werkstücke 14 so weit an den Bewegungspfad 18 annähern oder von diesen weg bewegen, bis sie einen gewünschten Abstand von den benachbarten Oberflächen der Werkstücke 14 aufweisen. Wenn die Werkstücke 14 quer zur Bewegungsrichtung kleine Abmessungen aufweisen, wie in Fig. 4 dargestellt, kann durch einen beweglichen, an die Werkstücke 14 angenäherten Saugkasten 32 mehr Beschichtungspulver abgesaugt werden als durch einen stationären Saugkasten, weil infolge des geringeren Abstands zwischen den Werkstücken 14 und den Absaugöffnungen 36 weniger Pulver zwischen den Werkstücken 14 und den Absaugöffnungen 36 zum Boden der Kabine 12 absinkt. Außerdem kann auf diese Weise die Luftströmung zwischen den Werkstücken 14 und den Absaugöffnungen 36 weiter homogenisiert werden, wie in Fig. 3 und 4 durch kleine parallele Pfeile dargestellt.
Es hat sich gezeigt, dass mit der Pulverbeschichtungsanlage 10 im Vergleich zu bekannten Anlagen der Auftragswirkungsgrad unter gleichzeitiger Reduzierung der insgesamt abgesaugten Luftmenge erheblich gesteigert werden konnte. Darüber hinaus wird das überschüssige Beschichtungspulver weniger stark verunreinigt und beansprucht, weil ein überwiegender Anteil des überschüssigen Beschichtungspulver bereits abgesaugt wird, bevor es zum Boden 38 der Kabine 12 absinkt. Dadurch kann auch der Aufwand für die Bodenreinigung der Kabine 12 verringert werden.
Zur Absaugung kleinerer Mengen von Beschichtungspulver, die sich ggf. auf dem Boden 38 der Kabine 12 absetzen, umfasst die in den Figuren 2 bis 9 dargestellte Pulverbeschichtungsanlage 10 zum einen am unteren Ende jedes Saugkastens 32 eine zum Inneren der Kabine 12 hin gerichtete Absaugöffnung 62, durch die in der Nähe der Saugkästen 32 Beschichtungspulver vom Boden 38 der Kabine 12 abgesaugt werden kann, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt.
Wie in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt, weist der Boden 38 der Kabine 12 zwischen den Sprühmitteln 2 und dem Saugkasten 32 jeder Station außerdem einen flachen rinnenförmigen Querschnitt auf und ist mit zwei zum Bewegungspfad 18 hin flach nach unten geneigten Fluidböden 64 versehen, die von Zeit zu Zeit durch Beaufschlagung mit Druckluft in Betrieb genommen werden, um eventuell auf den Fluidböden 64 liegendes Beschichtungspulver zu einem mittigen Auslass 65 und von dort durch einen separaten Absaugkanal (nicht dargestellt) zum Einlass der beiden Zyklone 56 zu fördern.
Die Figuren 10 und 11 zeigen einen anderen Saugkasten 66. Der Saugkasten 66 besteht im Wesentlichen nur aus zwei im Abstand hintereinander in ein Blechgehäuse 68 eingesetzten vertikalen Lochblechen 70, 72 und einem hinter dem Lochblech 72 nach oben führenden Sammelabsaugkanal 74. Von den beiden Lochblechen 70, 72 weist das zum Bewegungspfad 18 benachbarte Lochblech 70 eine Vielzahl von kleinen Absaugöffnungen 76 auf, während das zum Sammelabsaugkanal 74 benachbarte Lochblech 72 eine geringere Anzahl von Öffnungen 78 aufweist. Der Öffnungsquerschnitt der Absaugöffnungen 76 und der Öffnungen 78 ist so an die abgesaugte Luftmenge bzw. die Leistung des zur Absaugung dienenden Gebläses angepasst, dass während der Beschichtung der Werkstücke 14 die Strömungsgeschwindigkeit der aus der Kabine 12 abgesaugten, mit Beschichtungspulver belasteten Luft an den Absaugöffnungen 76 etwa 0,7 bis 5 m/s und an den Öffnungen 78 etwas 15 bis 25 m/s beträgt, wie durch unterschiedlich lange Pfeile in Fig. 11 schematisch dargestellt.
Mit anderen Worten werden zwischen den Absaugöffnungen 76 und den Öffnungen 78 Strömungskanäle gebildet, in denen die Strömungsgeschwindigkeit um ein Mehrfaches ansteigt.

Claims

Pulverbeschichtungsanlage (10) mit mehreren Sprühmitteln (2), die allgemein horizontal ausgerichtete Düsen aufweisen, mit welchen Beschichtungspulver zerstäubbar ist, mit einer Kabine (12), in welcher die Sprühmittel (2) angeordnet sind, und mit einer Mehrzahl von Absaugöffnungen (3; 36; 76) zum Absaugen von bei der Beschichtung überschüssigem Beschichtungspulver, die den Sprühmitteln (2) derart zugeordnet sind, dass das von einem Sprühmittel (2) abgegebene überschüssige Beschichtungspulver wenigstens zum Teil über eine diesem Sprühmittel (2) zugeordnete Absaugöffnung (3; 36; 76) absaugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Sprühmittel (2) und der Absaugöffnungen (3; 36, 76) jeweils in einer Reihe übereinander an gegenüberliegenden Seiten der Kabine (12) angeordnet sind, und dass die Absaugöffnungen (3; 36, 76) in einer Sprührichtung der Sprühmittel (2) gegenüber von den Sprühmitteln (2) angeordnet sind.
Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverbeschichtungsanlage (10) eine der Anzahl der Sprühmittel (2) entsprechende Anzahl von Absaugöffnungen (3; 36) aufweist, wobei jede Absaugöffnung (3; 36) einem Sprühmittel (2) derart zugeordnet ist, dass das von dem Sprühmittel (2) abgegebene überschüssige Beschichtungspulver wenigstens zum Teil über die diesem Sprühmittel (2) zugeordnete Absaugöffnung (3; 36) absaugbar ist.
Pulverbeschichtungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulverbeschichtungsanlage (10) Absaugkanäle (4; 40) oder Strömungskanäle aufweist, die an den Absaugöffnungen (3; 36; 76) beginnen, und dass die Größe von mindestens einem Teil der Absaugöffnungen (3; 36; 76) und/oder der Strömungsquerschnitt von mindestens einem Teil der Absaugkanäle (4, 40) oder Strömungskanäle einstellbar ist.
Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit unmittelbar hinter den Absaugöffnungen (3; 36; 76) ansteigt.
Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit hinter den Absaugöffnungen (3; 36; 76) um das 3- bis 10-fache ansteigt.
Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle oder mehrere Absaugkanäle (4; 40) wenigstens einen Fluidboden (50) aufweisen.
Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle oder mehrere der Absaugkanäle (4; 40) oder Strömungskanäle in einen nach oben oder unten führenden Sammelabsaugkanal (7; 44; 74) münden.
Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Strömungsquerschnitt des Sammelabsaugkanals (7; 44; 74) in Strömungsrichtung zwischen der Einmündung (42) des ersten Absaugkanals (4; 40) und der Einmündung des letzten Absaugkanals (4; 40) erweitert.
Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabine (1; 12) einen Kabinenboden (38) und im Bereich des Kabinenbodens (38) mindestens eine weitere Absaugöffnung (62; 66) aufweist.
Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 3 bis 9, gekennzeichnet durch mindestens eine mit den Absaugöffnungen (3; 36; 76) kommunizierende Pulverrückgewinnungsvorrichtung (30) .
Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Absaugöffnungen (3; 36; 76) in einer Sprührichtung der Sprühmittel (2) beweglich sind.
Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugöffnungen (3; 36; 76) in mindestens einem beweglichen Saugkasten (32; 66) angeordnet sind.
Pulverbeschichtungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Sprühmittel (2) in ihrer Sprührichtung und/oder vertikal beweglich sind.
Pulverbeschichtungsanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Steuer- und/oder Regelmittel, mit welchem die mit den Sprühmitteln (2) ausgetragene Menge des Beschichtungspulvers, die Strömungsgeschwindigkeit in den Absaugöffnungen (3; 36; 76), die Größe der Absaugöffnungen (3; 36; 76), der Abstand der Sprühmittel (2) und der Absaugöffnungen (3; 36; 76) von einem Werkstück (14) einstellbar, insbesondere steuer- und/oder regelbar ist.
Pulverbeschichtungsanlage nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Steuer- und/oder Regelmittel, mit welchem die Strömungsgeschwindigkeit in den Absaugkanälen (4; 40) oder im Sammelabsaugkanal (7; 44; 74), der Strömungsquerschnitt in den Absaugkanälen (4; 40) oder im Sammelabsaugkanal (7; 44, 74) einstellbar, insbesondere steuer- und/oder regelbar ist.