Pulverdosiereinrichtung mit Dosierscheibe

Abstract

 Es wird eine Pulverdosiereinrichtung zur Bereitstellung von Pulver, insbesondere zur Pulverbeschichtung beschrieben. Die Pulverdosiereinrichtung weist eine Dosierpumpe (1) mit einer zwischen Seitenplatten (2,3) angeordneten drehangetriebenen Dosierscheibe (4) und eine Injektorpumpe (5) auf. Die Dosierpumpe (1) besitzt einen Einlaß, über welchen ihr ein Pulver-Luft-Gemisch zugeführt wird, und einen Auslaß (7), welcher über ein Saugrohr (8) mit der Injektorpumpe (5) verbunden ist. Von dem Auslaß (7) wird das mittels der Dosierscheibe (4) zum Auslaß (7) transportierte Pulver-Luft-Gemisch durch eine in der Injektorpumpe (5) erzeugte, der Dosierpumpe (1) über einen Sauganschluß (9) einströmende Unterdruckströmung abgesaugt und schließlich einem Verbraucher zugeführt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Pulverdosiereinrichtung zur Bereitstellung von Pulver, insbesondere zur Pulverbeschichtung.

[0002] Aus EP 0 412 289 B1 ist eine elektrostatische Pulverbeschichtungseinrichtung bekannt, bei welcher eine Injektorpumpe Beschichtungspulver mittels eines Fördergases fördert und eine zusätzliche Dosiergasleitung von einer Druckluftquelle an die Injektorpumpe angeschlossen ist. Mit der Dosiergasleitung, über welche Dosiergas der Injektorpumpe zugeführt wird, soll eine Einstellung der Förderluftmenge und der Dosierluftmenge auf optimale Werte erleichtert werden. Mit der Einleitung von Dosiergas in die Injektorpumpe wird zwar die Steuerbarkeit einer Injektorpumpe hinsichtlich der Zuführung einer gewünschten Menge an insbesondere zur Beschichtung benötigten Pulvers verbessert, die Steuerbarkeit und damit die Dosierbarkeit der Pulvermenge erreicht jedoch nicht die Genauigkeit von herkömmlichen drehangetriebenen Dosierpumpen in Scheibenbauart.

[0003] Aus DE 4 242 225 A1 ist eine Pulverlackpumpe für die Erzeugung und Dosierung eines unter Überdruck fließenden tribofähigen Pulvers bekannt. Bei der beschriebenen Pulverlackpumpe ist die eigentliche Förderpumpe als Dosierpumpe in Scheibenbauart ausgebildet. Dabei ist eine Dosierscheibe zwischen Seitenteilen drehbar angeordnet. Die Dosierscheibe weist einen Einlaß, welchem ein Pulver-Luft-Gemisch zugeführt wird, und einen Auslaß auf, von welchem das Pulver-Luft-Gemisch einem Verbraucher, d.h. dem beschriebenen Beschichtungszweck zugeführt wird. Der Austrag des Pulver-Luft-Gemisches aus dem Auslaß der Dosierpumpe erfolgt dabei mittels Druckluft. Durch die Druckluft ist es möglich, daß sich Pulver im Innern der Auslaßkammer und insbesondere an den Dichtstellen zwischen der rotierenden Dosierscheibe und den feststehenden Seitenteilen anlagert. Das Anlagern von Pulver an den beschriebenen Bereichen erhöht den Verschleiß der Dosierpumpe. Zudem weist die Dosierpumpe ein erhöhtes Drehmoment auf, das zum Blockieren der Dosierpumpe führen kann. Ebenso ist die Gefahr von Leckagen gegeben.

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Pulverdosiereinrichtung mit einer an sich bekannten Dosierpumpe zu schaffen, welche eine insbesondere zur Beschichtung erforderliche Pulvermenge genau dosiert, verschleißarm und zuverlässig arbeitet und bei welcher ein Ablagern von Pulver insbesondere in deren Dichtspalten im wesentlichen verhindert wird.

[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Pulverdosiereinrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

[0006] Demgemäß weist die Pulverdosiereinrichtung eine Dosierpumpe mit einer zwischen Seitenplatten angeordneten Dosierscheibe auf, welche mit einer Welle verbunden ist, an welcher ein Antrieb angeordnet ist, welcher die Dosierscheibe zwischen den Seitenplatten dreht. In der Dosierscheibe sind Aufnahmeöffnungen bzw. -kammern bzw. Dosierkammern vorhanden, in welche über einen Einläß ein Pulver-Luft-Gemisch der Dosierpumpe zugeführt und durch Rotation der Dosierscheibe zu einem Auslaß transportiert wird, aus welchem das in den Öffnungen bzw. Kammern der Dosierscheibe befindliche Pulver bzw. Pulver-Luft-Gemisch ausgetragen wird. Des weiteren weist die Pulverdosiereinrichtung eine Injektorpumpe auf. Der Auslaß der Dosierpumpe ist über ein Saugrohr mit der Injektorpumpe verbunden. Durch eine in der Injektorpumpe erzeugte, der Dosierpumpe über einen Sauganschluß einströmende Unterdruckströmung wird das Pulver bzw. Pulver-Luft-Gemisch aus dem Auslaß bzw. der Auslaßkammer der Dosierpumpe abgesaugt und einem Verbraucher entsprechend zugeführt.

[0007] Durch die Kombination einer an sich bekannten Dosierpumpe in Scheibenbauart, welche mit hoher Genauigkeit dosiert, welche jedoch aufgrund der Möglichkeit des Anlagerns von Pulver in den Dichtspalten einem relativ hohen Verschleiß unterliegt, mit einer Injektorpumpe, deren Fördermenge nur mit relativ geringer Genauigkeit einstellbar ist und deren Reproduzierbarkeit der Fördermenge von zahlreichen Faktoren wie Korngröße, Schüttdichte, Ausbildung des Fluidbettes in der Pulverzuführeinrichtung usw. abhangig ist, ist es somit möglich, eine einfache, reproduzierbare Einstellung der Fördermenge zu erreichen. Die wesentlichen Einflußgrößen auf die Fördermenge sind dabei die Drehzahl der Dosierpumpe, die Kammergröße und die Schüttdichte. Dadurch, daß das Pulver bzw. das Pulver-Luft-Gemisch aus dem Auslaß bzw. der Auslaßkammer der Dosierpumpe zur Applikationseinrichtung über die Unterdruckströmung abgesaugt wird, wird verhindert, daß sich Pulver in den Dichtspalten zwischen der Dosierscheibe und den die Dosierscheibe begrenzenden Seitenscheiben anlagen. Damit wird der Verschleiß der Dosierpumpe erheblich reduziert.

[0008] Gemäß einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist die Injektorpumpe ein erstes Stellglied zur Steuerung der Unterdruckströmung auf. Mittels dieses ersten Stellgliedes wird die Unterdruckströmung derart gesteuert, daß diese eine Anlagerung von Pulver im Auslaß und/oder zwischen der Dosierscheibe und den Seitenplatten verhindert. Die Größe der Unterdruckströmung, d.h. die in dem Injektorsaugrohr herrschende Strömungsgeschwindigkeit hängt dabei unter anderem von den geometrischen Abmessungen der Injektorpumpe und dem Saugluftstrom ab, mittels welchem in dem Saugrohr des Injektors die Unterdruckströmung erzeugt wird.

[0009] Vorzugsweise ist des weiteren eine Steuereinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Injektorpumpe druckgeregelt in Abhängigkeit von der Drehzahl der Dosierpumpe steuerbar ist. Dies hat den Vorteil, daß Dosierpumpe und Injektorpumpe optimal im Hinblick auf Fördermenge, Genauigkeit, verschleißarmen und zuverlässigen Betrieb optimal aufeinander abstimmbar sind.

[0010] Gemaß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist bei der Pulverdosiereinrichtung das erste Stellglied stromauf von dem Sauganschluß der Dosierpumpe angeordnet. Mittels diesem ersten Stellglied wird strömungsunterstützend ein gesteuerter Luftstrom in den Sauganschluß von einer Druckluftquelle eingeleitet

[0011] Vorzugsweise ist zur Unterstützung der Förderwirkung der Injektorpumpe stromab von der Injektorpumpe ein zweites Stellglied vorgesehen, mittels welchem ein zusätzlicher Luftstrom steuerbar einleitbar ist. Mittels des zusätzlichen Luftstromes wird der Saugluftstrom der Injektorpumpe und damit die Unterdruckströmung bezüglich der Strömungsgeschwindigkeit zielgerichtet beeinflußt.

[0012] Vorzugsweise ist ein drittes Stellglied zur Steuerung des der Injektorpumpe zugeführten Luftstromes vorgesehen. Durch das Vorsehen der jeweiligen Stellglieder ist es somit möglich, die Strömungsverhältnisse und damit den Betrieb der Dosierpumpe sowie die ausgetragene Pulvermenge gezielt und optimal auf die jeweiligen Einsatzfälle abzustimmen und einzustellen.

[0013] Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Pulverdosiereinrichtung sind das erste, das zweite und das dritte Stellglied mittels der Steuereinrichtung steuerbar.

[0014] Vorzugsweise wird das Pulver-Luft-Gemisch in einem Fluidbett in einem Behälter einer mit dem Einlaß der Dosierpumpe verbundenen Pulverdosiereinrichtung erzeugt. Vorzugsweise wird das Fluidbett auch längs eines Einlaufkanals aufrechterhalten, welcher den Behälter mit dem Einlaß der Dosierpumpe verbindet. Damit wird eine gleichmäßige Befüllung der Dosierpumpe gewährleistet. Die Zuführeinrichtung besteht aus einem Behälter und einem Einlaufkanal. Der Behälter sowie der Einlaufkanal weisen ein Fluidbett auf, bei welchem ein Luftstrom in das in dem Behälter befindliche Pulver einströmt und das Pulver somit in ein Pulver-Luft-Gemisch überführt. Dieses Pulver-Luft-Gemisch ist erforderlich, damit das Pulver gleichmäßig fließen kann.

[0015] Gemäß noch einer Weiterbildung weisen zumindest die Seitenplatten der Dosierpumpe von Kühlmittel durchströmte Hohlräume auf. Damit wird gewährleistet, daß innerhalb der Pumpe das Pulver nicht überhitzt wird.

[0016] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine erfindungsgemäße Pulverdosiereinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2

eine erfindungsgemäße Pulverdosiereinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und

Fig. 3

ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pulverdosiereinrichtung.

[0017] In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Eine Dosierpumpe 1, welche eine zwischen Seitenplatten 2, 3 angeordnete Dosierscheibe 4 aufweist, welche mittels einer Pumpenwelle 18 von einem nicht gezeigten Antrieb drehangetrieben ist, weist einen Einlaß 6 und einen Auslaß 7 auf. In der Dosierscheibe 4 sind Dosierbohrungen bzw. Dosierkammern umfangsmäßig verteilt angeordnet. Der Einlaß 6 und der Auslaß 7 sind radial von der Drehachse der Pumpenwelle 18 zu den Dosierkammern beabstandet. Der Einlaß 6 ist mit einer Pulverzufuhreinrichtung 13 verbunden. Die Pulverzuführeinrichtung 13 besteht im wesentlichen aus einem Einlaufkanal 19, welcher an dem Einlaß 6 der Dosierpumpe 1 angeschlossen ist, einem Behälter 20 und einem darin angeordneten Fluidbett bzw. Wirbelbett 12. In dem Behälter 20 ist Pulver enthalten, in welches Luft eingeblasen wird, so daß in dem Behälter 20 das Fluidbett 12 erzeugt wird. In gleicher Weise wird Luft in den Einlaufkanal 19 eingeblasen, so daß auch dort ein Fluidbett vorhanden ist. Dadurch entsteht ein Pulver-Luft-Gemisch, welches aus dem Behälter 20 über den Einlaufkanal 19 und den Einlaß 6 den Dosierkammern 21 der Dosierscheibe 4 zugeführt wird. Durch die Rotation der Dosierscheibe 4 werden die mit Pulver bzw. Pulver-Luft-Gemisch zumindest zum Teil gefüllten Dosierkammern 21 auf die Auslaßseite der Dosierpumpe 1 gefördert.

[0018] In einem radialen Abstand wie die Dosierbohrung 21 bezüglich der Drehachse der Pumpenwelle 18 ist in der Seitenplatte 2 ein Sauganschluß und in der Seitenplatte 3 der Auslaß 7 bzw. eine entsprechende Auslaßkammer angeordnet, welche über das Injektorsaugrohr 8 mit der Injektorpumpe 5 verbunden sind. Durch das Zuführen von einem Förderluftstrom zu der Injektorpumpe 5, welcher mittels des Stellgliedes 15 steuerbar ist, wird in dem Injektorsaugrohr durch die Wirkung der Injektorpumpe 5 eine Unterdruckströmung 10 erzeugt. Durch diese Unterdruckströmung 10 wird über den Sauganschluß 9 Luft angesaugt, und mittels dieser angesaugten Luft wird das in der mit dem Sauganschluß 9 und dem Auslaß 7 jeweiligen zusammenfallenden Dosierkammer 21 das darin befindliche Pulver-Luft-Gemisch ausgetragen und der Injektorpumpe 5 über das Injektorsaugrohr durch die Unterdruckströmung 10 zugeführt. Von der Injektorpumpe 5 gelangt das Pulver bzw. Pulver-Luft-Gemisch zu dem Verbraucher in der gewünschten Menge.

[0019] Durch das Erzeugen der Unterdruckströmung 10 mittels der Injektorpumpe 5 auf der Auslaßseite der Dosierpumpe 1 wird erreicht, daß sich im wesentlichen kein Pulver an den Dichtstellen zwischen der Dosierscheibe 4 und der Seitenplatte 2 und der Seitenplatte 3 anlagern kann. Dadurch wird der Verschleiß der Dosierpumpe 1 erheblich herabgesetzt. Mit der Verbindung der Injektorpumpe 5 mit der Dosierpumpe 1 in Scheibenbauart werden die Vorteile beider Systeme vereinigt und ein zuverlässiges, reproduzierbares und genau arbeitendes Pulverdosiersystem geschaffen.

[0020] In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der prinzipielle Aufbau und die prinzipielle Funktion der dargestellten erfindungsgemäßen Pulverdosiereinrichtung gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht dem in Fig. 1 beschriebenen. Der Unterschied zu dem in Fig. 1 beschriebenen besteht darin, daß ein erstes Stellglied zur Steuerung des Saugluftstromes am Sauganschluß 9 vorgesehen ist. Mit diesem ersten Stellglied wird direkt der Saugluftstrom und damit die Unterdruckluftströmung 10 im Injektorsaugrohr 8 gezielt auf die gewünschten Gegebenheiten der jeweiligen Anwendung gesteuert.

[0021] Darüber hinaus ist stromab von der Injektorpumpe 5 ein zweites Stellglied 14 vorgesehen, mittels welchem ein zusätzlicher Saugluftstrom gesteuert in die Förderleitung einführbar ist. Damit kann die Förderleistung der Injektorpumpe 5 ebenfalls gezielt beeinflußt werden.

[0022] Darüber hinaus ist stromab von der Injektorpumpe 5 ein drittes Stellglied vorgesehen, welches der Steuerung des Förderluftstromes zu der Injektorpumpe 5 dient. Über die Größe des Förderluftstromes wird die Saugfähigkeit der Injektorpumpe und damit die Unterdruckströmung 10 und damit der Austrag von Pulver bzw. Pulver-Luft-Gemisch aus dem Auslaß 7 der Dosierpumpe 1 gezielt gesteuert.

[0023] In den Seitenscheiben 2 und 3 sind jeweils entsprechende Hohlräume 17 vorgesehen, welche von Kühlmittel durchströmt sind, um zu verhindern, daß das Pulver bzw. das Pulver-Luft-Gemisch in der Dosierpumpe 1 überhitzt wird.

[0024] In Fig. 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, dessen Funktion den in den Fig. 1 und 2 beschriebenen im wesentlichen entspricht. Der Unterschied zu dem in Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht darin, daß zusätzlich eine Steuereinrichtung 16 vorgesehen ist, welche elektronisch den Antrieb 22 der Dosierpumpe 1 und das zweite Stellglied für den zusätzlichen Saugluftstrom sowie das dritte Stellglied zur Steuerung des Förderluftstromes in der Weise steuert, daß der Druck des Injektors in Abhängigkeit von der Drehzahl der Dosierpumpe gesteuert wird.

Ansprüche

1. Pulverdosiereinrichtung zur Bereitstellung von Pulver, insbesondere zur Pulverbeschichtung, welche eine Dosierpumpe (1) mit einer zwischen Seitenplatten (2, 3) angeordneten drehangetriebenen Dosierscheibe (4) und eine Injektorpumpe (5) aufweist, wobei die Dosierpumpe (1) einen Einlaß (6), über welchen der Dosierscheibe (4) ein Pulver-Luft-Gemisch zuführbar ist, und einen Auslaß (7) aufweist, welcher über ein Saugrohr (8) mit der Injektorpumpe (5) verbunden ist und von welchem das mittels der Dosierscheibe (4) transportierte Pulver-Luft-Gemisch durch eine in der Injektorpumpe (5) erzeugte, der Dosierpumpe (1) über einen Sauganschluß (9) einströmende Unterdruckströmung (10) absaugbar und einem Verbraucher zuführbar ist.

2. Pulverdosiereinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Injektorpumpe (5) ein erstes Stellglied (11) zur Steuerung der Unterdruckströmung (10) derart aufweist, daß diese eine Anlagerung von Pulver im Auslaß (7) und/oder zwischen der Dosierscheibe (4) und den Seitenplatten (2, 3) verhindert.

3. Pulverdosiereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher eine Steuereinrichtung (16) vorgesehen ist, mittels welcher die Injektorpumpe (5) druckgeregelt in Abhängigkeit von der Drehzahl der Dosierpumpe (1) steuerbar ist.

4. Pulverdosiereinrichtung nach Anspruch 3, bei welcher das erste Stellglied (11) stromauf von dem Sauganschluß (9) angeordnet ist und die Zufuhr eines Luftstromes von einer Druckluftquelle in den Sauganschluß steuert.

5. Pulverdosiereinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, bei welcher zur Unterstützung der Förderwirkung der Injektorpumpe (5) stromab von der Injektorpumpe (5) ein mittels eines zweiten Stellgliedes (14) steuerbarer zusätzlicher Luftstrom einleitbar ist.

6. Pulverdosiereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei welcher ein drittes Stellglied (15) zur Steuerung des der Injektorpumpe (5) zugeführten Luftstromes vorgesehen ist.

7. Pulverdosiereinrichtung nach Anspruch 6, bei welcher das erste (11), das zweite (14) und das dritte Stellglied (15) mittels der Steuereinrichtung (16) steuerbar sind.

8. Pulverdosiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher das Pulver-Luft-Gemisch in einem Fluidbett (12) in einem Behälter (20) einer mit dem Einlaß (6) der Dosierpumpe (1) verbundenen Pulverzuführeinrichtung (13) erzeugbar ist.

9. Pulverdosiereinrichtung nach Anspruch 8, bei welcher das Fluidbett (12) in einem den Behälter (20) mit dem Einlaß (6) der Dosierpumpe (6) verbindenden Einlaufkanne (19) der Pulverzuführeinrichtung (13) erzeugbar ist.

10. Pulverdosiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher zumindest die Seitenplatten (2, 3) der Dosierpumpe (1) von Kühlmittel durchströmte Hohlräume (17) aufweist.

Zeichnung