Die vorliegende Erfindung betrifft Beschichtungsanordnungen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 6, 11, sowie ein Verfahren zur Verhinderung der Ablagerung von Beschichtungsmaterial an einem Beschichtungskopf nach dem Oberbegriff von Anspruch 8.
Eine Beschichtungsanordnung der erwähnten Art ist z.B. aus der EP-A-0 120 810 bekannt. Solche Anordnungen werden für die Pulverbeschichtung von Metalldosenkörpern, insbesondere von deren Schweissnaht in Durchläuf-Verfahren eingesetzt, bei denen die Dosenkörper kontinuierlich über den Anordnungs-Trägerkörper durchbewegt werden. Diese Beschichtungsanordnungen weisen, wie die in der genannten Schrift gezeigte, nebst einer Zuführleitung für den Sprühstrahl mindestens eine, üblicherweise zwei, Absaugleitungen auf, wobei manchmal die eine bezüglich der Durchführbewegung der zu beschichtenden Körper und der Zuführleitungseinmündung stromaufwärts, die andere stromabwärts liegt. Ein Problem, das sich bei derartigen Beschichtungsanordnungen stellt, ist, dass sich zwischen Ausmündung der Zuführleitung und Einmündung der Absaugleitungen sog. aerodynamische Toträume bilden, in welchen sich Beschichtungspartikel auf der Trägerkörperoberfläche der Anordnung ablagern und mehr und mehr deren aerodyanamisches Profil verändern.
An der Anordnung gemäss der EP-A-0 120 810, bei der beide Absaugleitungen stromabwärts der Ausmündung der Zuführleitung liegen, ergeben sowohl die konkave Verbindungsfläche zwischen dieser Ausmündung und der dieser nächstliegenden Absaugleitungs-Mündung wie auch die ebenso konkave Weiterführung dieser Fläche, hin zur zweiten Absaugleitungs-Mündung, derartige Toträume.
Dies zu verhindern ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Sie wird einerseits gelöst durch die Beschichtungsanordnung erstgenannter Art, die sich nach dem Wortlaut des Anspruchs 1 auszeichnet.
Insbesondere wenn zwei Absaugleitungen vorgesehen sind, die eine davon mit Bezug auf die Bewegungsrichtung zu beschichtender Körper unmittelbar stromaufwärts der Zuführleitungsausmündung einmündend, wird die genannte Anordnung mit Bezug auf diese stromaufwärts gelegene Absaugleitung vorgesehen.
Optimale Verhältnisse werden nun vorzugsweise dadurch erzielt, dass die Anordnung nach dem Wortlaut des Anspruchs 2 ausgebildet ist.
Durch die weiteren bevorzugten Massnahmen nach Anspruch 3 wird erreicht, das die Sprühstrahlströmung im Bereich der Absaugleitungs- einmündung durch keinerlei lippenartige Kanten geschnitten wird.
Wird die Anordnung, wie im Anspruch 4 spezifiziert, weitergebildet, so wird, bei geringer Höhe der Absaugleitungseinmündung in der genannten Ebene, eine breite Absaugwirkung senkrecht zu dieser Ebene und entsprechend an einem breiten Beschichtungsbereich ermöglicht. Dabei wird die Absaugleitung vorzugsweise noch nach Anspruch 5 weitergebildet, wodurch erzielt wird, dass der abgesaugte Sprühstrahl stetig beschleunigt wird.
Dieselbe obgenannte Aufgabe wird nun an der zweitgenannten Beschichtungsanordnung durch Ausbildung nach dem Wortlaut des Anspruchs 6 erreicht.
Es wurde dazu erkannt, dass dann, wenn entlang der beschichtungskammerbildenden Einnenhmung und entlang eines anschliessenden Bereiches der Zuführleitung, der eine Mehrfaches des Masses, ihres Durchmessers in ihrem Ausmündungsbereich beträgt, ein Vorzeichenwechsel der Strömungsfadenkrümmung erfolgt, eine nichtbeherrschte Turbulenz im Zuführleitungsausmündungsbereich entsteht, die mitunter Anlass zu den obgenannten Ablagerungen ist.
Dabei genügt es bereits, zur mindestens teilweisen Behebung dieser Gefahr, wenn die Beschichtungsanordnung weiter nach dem Wortlaut des Anspruchs 7 ausgebildet wird, was zusätzlich herstellungstechnische Vorteile bringt.
Die obgenannte Aufgabe wird nun im weiteren auch durch das oben erwähnte Verfahren, ausgebildet wie im Anspruch 8 spezifiziert, gelöst.
Dadurch, dass man dabei den Strom gasgetriebener Beschichtungspartikel nach Austritt aus der Ausmündung der Zuführleitung mindestens auf den erwähnten Abschnitt stetig beschleunigt, wird die Tendenz zur Ablagerung bzw. Verkrustung in diesem Abschnitt der Beschichtungskopfoberfläche drastisch reduziert.
Die dritte genannte Beschichtungsanordnung, vorzugsweise zur Ausführung des genannten Verfahrens, zeichnet sich nach dem Wortlaut des Anspruchs 11 aus, ebenfalls zur Lösung der genannten Aufgabe.
Um keine zusätzlichen baulichen Massnahmen in der Einnehmung vorsehen zu müssen, wird weiter vorgeschlagen, die Anordnung nach Anspruch 12 auszubilden.
Das Prinzip der stetigen Strömungsbeschleunigung wird dabei vorzugsweise, dem Wortlaut des Anspruchs 13 folgend, auch in einem an die Einmündung anschliessenden Bereich derAbsaugleitung weitergeführt.
Dies erfolgt durch stetige Verengung der Absaugleitungs-Qeuerschnittsfläche.
Um dies nun baulich einfach realisieren zu können, wird die Beschichtungsanordnung weiter bevorzugterweise nach dem Wortlaut des Anspruchs 14 ausgebildet, was ermöglicht, die sich stetig verengenden Hälften der Absaugleitung in je eine Oberfläche eines der Teile einzuarbeiten und die Absaugleitung durch Uebereinanderlegen der Teile in sich zu schliessen.
Eine bevorzugte Beschichtungsanordnung zeichnet sich weiter nach dem Wortlaut des Anspruchs 15 aus.
Optimalerweise werden alle obgenannten Anordnungsmerkmale kombiniert eingesetzt.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert.
Es zeigen:
Gemäss Fig. 1 umfasst ein Beschichtungskopf 1 einen Trägerkörper 3. Der Trägerkörper 3 ist entlang einer Achse A längsausgedehnt und weist an seiner Oberfläche eine rinnenartige Einformung 5 auf. Zu beschichtende Körperoberflächen werden entlang einer Bahn s über der Rinne bzw. Einnehmung 5 durchgeführt und werden diesbezüglich stromauf und stromab über Flächen 70 bzw. 7u wie mittels Bürsten (nicht dargestellt) geführt. Die Rinne 5 erstreckt sich mit ihrer Längsausdehnung in Richtung der Achse A und ist diesbezüglich symmetrisch. Die Flächen 70, 7u definieren eine Verbindungsfläche 7, über der Rinne 5. Unmittelbar zu Beginn der Rinne 5, in Richtung s betrachtet, mündet eine Absaugleitung 9 in die Stirnfläche der Rinne 5 ein. Stromabwärts, in Richtung s, mündet eine Zuführleitung 11 in die Rinne 5 aus, welch letztere, an ihrem Ende, schliesslich in eine weitere Absaugleitung 13 einmündet. Die Querschnittsflächen Q9 bzw. Q11 bzw. Q13 der Leitung 9 bzw. 11 bzw. 13, weisen Flächennormalen N9, N11 bzw. N,3 auf, die in einer gemeinsamen Ebene E liegen. (siehe Fig. 4) Dies ist die Schnittebene von Fig. 1.
Beginnend mit der Beziehung zwischen Zuführleitung 11 und Absaugleitung 9 ist ersichtlich, dass die Schnittkurve der Ebene E mit der die Mündungen der Leitungen 9 und 11 verbindenden Oberfläche 15 des Trägerkörpers 3 so ausgebildet ist, dass sich ihr Krümmungsradius R, ausgehend vom Mündungsbereich der Leitung 11, gegen den Mündungsbereich der Leitung 9 hin, entsprechend dem Uebergang von R, zu R2 gemäss Fig. 1, stetig vergrössert. Erst nach dem Mündungsbereich der Leitung 9 und ohne Einfluss auf die aerodynamischen Verhältnisse in der Rinne 5 bzw. der durch sie und einen darüber geführten zu beschichtenden Körper gebildeten Beschichtungskammer verklemmt sich der die Schnittkurve bzw. die Oberfläche 15 definierende Radius. Bezüglich der Strömung stromabwärts der Mündung der Leitung 9, im Bereich B, kann die Leitung 9 in weiten Grenzen beliebig weitergeführt werden. Bevorzugterweise wird die Kurve 15 als logarithmische Spirale ausgelegt, mindestens in einen Abschnitt zwischen den Mündungen.
Die Schnittfigur 19 der durch die Flächennormalen gebilbildeten Ebene E mit dem Körper 3 zwischen Zuführleitung 11 und Absaugleitung 13 ist, wie in Fig. 1 ersichtlich, flügelprofilartig gewölbt, mit grösserem Krümmungsradius gegen die Einmündung der Leitung 11.
Aus Fig. 3 und den in Fig. 1 eingetragenen Querschnittsflächen Qa, Qb, Qe, Qd ist ersichtlich, dass die seitlichen Rinnewände 17 mit zunehmender Distanz von der Ausmündung der Leitung 11 konvergieren, womit die Querschnittsfläche der Rinne 5, oben abgeschlossen durch den zu beschichtenden Körper entlang Bahn s kontinuierlich abnimmt. Die flügelprofilartige Basiskontur 19, ausgehend von der Ausmündung der Zuführleitung 11 zur Einmündung der Absaugleitung 13, setzt sich im wieder in den Körper 3 zurückführenden Abschnitt der Absaugleitung 13 fort. Die Flächennormale N13 liegt dabei bezüglich der Richtung s in einem wesentlich stumpferen Winkel als die Flächennormale N11 der Zuführleitung 11, die bezüglich s spitzwinklig liegt. Ersteres ergibt, der Bahn s zugewandt, einen lippenartigen Abschluss der Rinne 5 mit der Lippe 21 der Absaugleitungs-Einmündung. Diese Lippe 21 und eine Lippe 23, die wegen der spitzwinkligen Ausrichtung der Flächennormalen N9 bezüglich der Bahnrichtung s gebildet wird, sind kontinuierlich gekrümmt, ohne dass, wie bei einer Pfeife, in die Rücksaugströme einragende scharfe Lippen bzw. Kanten gebildet werden. Von der Absaugleitung 13 aus ragen Absaugbohrungen 25 in die Fläche 7u, um von dort an der zu beschichtenden Fläche nicht genügend haftendes Beschichtungsmaterial noch rückzusaugen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, geht die Absaugleitung 13 vom ovalen Querschnitt Qe unter stetiger Verringerung der Leitungsquerschnittsfläche in einen kreisrunden Querschnitt Qd über. In Fig. 1 und 3 sind die schraffierten Flächen Qa-Qd in die jeweiligen Figurenebenen geklappt.
Wie aus Fig. 4 oder 3 ersichtlich, ist auch die Mündung der Absaugleitung 9, Mg', bzw. Ms oval bzw. elliptisch ausgebildet. Der Leitungsquerschnitt der Leitung 9 geht dann stetig in den Kreisquerschnitt Ks über. Zur Erleichterung der Herstellung der relativ komplizierten Leitungsführungen wird, wie aus Fig. 4 ersichtlich, mindestens diese Partie des Kopfes 3 zweiteilig ausgebildet, so dass die Leitungen je zur Hälfte in einen Teil eingearbeitet werden können und durch Uebereinanderlegen geschlossen werden.
Wie insbesondere in Fig. 2 ersichtlich, verläuft die Strömung durch die Zuführleitung 11 mit ihrer Zentrums-Linie A11 und verlängert entlang des Tragflügelprofils 19, also der Strömungsfaden, entlang einer Bahn, deren Krümmungen, entsprechend Ra bzw. Rb ihr Vorzeichen wechseln. Dies ist, wie gefunden wurde, insbesondere im Bereich der Ausmündung von Leitung 11 ausserordentlich nachteilig. Denn bedingt durch Zentrifugalkräfte wird bei einer Vorzeichenumkehr der Stromfadenkrümmung eine Vorzeichenumkehr der Richtung von Turbulenzen in der Sprühstrahlquerschnittsfläche erzwungen, mit einer unkontrollierbaren Turbulenz bei Wirbelungsrichtungs-Nulldurchgang. Deshalb wird, abweichend von der Fig. 1 und 2 ausgezogen dargestellten Führung der Leitung 11, wie in Fig. 2 gestrichelt angedeutet, die Leitung 11, bevorzugterweise in einem Abschnitt vor ihrer Einmündung in die Rinne 5 so ausgelegt, dass der Sprühstrahlbahn-Strömungsfaden fortgesetzt in die Rinne 5 im oben genannten Sinnekeine Vorzeichenumkehr seiner Krümmung erfährt.
Wie in Fig. 2 dargestellt, wird hierzu in einem Abschnitt der Leitung 11 vor ihrer Einmündung, der wesentlich länger ist als ihr Querschnittsdurchmesser, die Leitung mindestens gerade geführt oder gar, wie strichpunktiert eingezeichnet, mit einer ihrer Fortsetzung entlang des Flügelprofils 19 entsprechenden Krümmung. Die gerade Leitungsführung ist mit 11 a bezeichnet, die entsprechend der Tragflügelprofilierung gekrümmte, mit 11 b.
Es versteht sich nun von selbst, dass die gemeinsam in den Figuren dargestellten Massnahmen:
Das Problem der kontinuierlichen Querschnittsreduktion der Absaugleitung 13 von Fig. 1 bzw. 3 wird im weiteren konstruktiv auf einfache Art und Weise dadurch gelöst, dass der Trägerkörper 3, wie in Fig. 1 dargestellt, aus zwei Teilkörpern 30 und 3u hergestellt wird, in die je die Hälfte der konvergierenden Absaugleitung 13 eingearbeitet wird und die schlussendlich aufeinandergelegt und, wie mit Schrauben, verbunden werden. Dadurch wird das Konstruktionsproblem, in einem Vallkörper eine gekrümmte konvergierende Leitung einzuarbeiten, elegant gelöst. Die Zweiteiligkeit des Körpers 3 ist auch durch die zweiteilige Schrauffur der Querschnittsflächen Qe, Qd in Fig. 1 angedeutet.