DE4331896C2 - Besprenkelungsvorrichtung zum Beschichten von Oberflächen, insbesondere von schrumpfbaren Gegenständen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Besprenkelungsvorrichtung zum Beschichten von Oberflächen, insbesondere von schrumpfbaren Gegenständen.

Allgemein bekannte Sprühverfahren zum Aufbringen einer Schutzschicht, wie zum Beispiel das Aufspritzen von Lacken oder dergleichen, sind für das Aufbringen einer Suspension nicht geeignet. Es läßt sich auch mit einem solchen Verfahren kein kontinuierlicher Fertigungsprozeß durchführen, da diese Farbsprühsysteme infolge Entmischung der Suspension sofort verstopft werden. Außerdem ist die Punktgröße des Auftrags aufgrund zu großer Viskositätsunterschiede ungleichmäßig. Diese Farbsprühsysteme sind also für den Auftrag einer Suspension, wie sie zum Beispiel beim Auftrag einer Thermoumschlagfarbe für schrumpfbare Objekte benötigt werden, nicht geeignet.

Die DE 32 38 996 C2 offenbart eine Besprenkelungsvorrichtung zur Oberflächenbeschichtung eines sich über eine Auftragsvorrichtung hinwegbewegenden Bandes aus Fasermaterial, mit einem Vorratsbecken, einer Pumpe, einem Becken mit Zulauf und einer Niveauüberwachung, wobei die Auftragseinrichtung eine in die Auftragsflüssigkeit eintauchende Tauchwalze und eine an der Tauchwalze drehbar angeordnete Auftragsbürste aufweist, welche zur Tauchwalze gegensinnig angetrieben ist und das Band mit der Auftragsflüssigkeit benetzt.

Die US-Patentschrift 2 986 337 offenbart eine Befeuchtungseinrichtung für Offset-Druckmaschinen mit einem Wasservorratsbecken und einem kombinierten Zu- und Überlauf zur Niveauregulierung, wobei die Auftragseinrichtung eine ins Wasser eintauchende, drehbare Walze mit am Umfang verteilten Bürsten aufweist, welche das Wasser in Drehrichtung der Walze weiterfördern und an einem Ablenkblech derart abgestreift werden, daß das Wasser oben an der Bürstenwalze tangential weggeschleudert wird.

Die DE 79 02 905 U1 offenbart eine Vorrichtung zum Aufspritzen von balkenförmigen Markierungen mittels einer Auftragseinrichtung auf relativ zu ihr bewegte Gegenstände, wobei die Auftragseinrichtung einen scheibenförmigen Rotationskörper und eine Kombination aus einer Pumpe mit einer Düse aufweist, und die aufzutragende Farbe mittels der Pumpe und der Düse auf den scheibenförmigen Rotationskörper gespritzt wird, welcher die Farbe in Form eines Streifens über eine Blende auf die Gegenstände schleudert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Besprenkelungsvorrichtung für Oberflächen, insbesondere für die Beschichtung von schrumpfbaren Gegenständen mit einer Thermoumschlagfarbe, zu schaffen, mit der es möglich ist, eine Suspension, d. h. eine Flüssigkeit mit Festkörperanteilen und sich verflüchtigenden Lösungsmitteln, auf ebenes oder geformtes Material punktförmig oder in elliptischer Form aufzusprenkeln, ohne daß dabei Sprühnebel entstehen. Die gestellte Aufgabe wird durch eine Besprenkelungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein kontinuierlicher Auftrag von Suspensionen auf Oberflächen ermöglicht wird. Diese gestellte Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, das die Merkmale aus dem Anspruch 15 oder 16 aufweist.

Mit Hilfe einer Besprenkelungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist es nun möglich, den Auftrag einer Suspension, insbesondere einer Thermoumschlagfarbe für schrumpfbare Gegenstände, in einem kontinuierlichen Fertigungsprozeß vorzunehmen, da sich während des Auftragvorganges keine Sprühnebel bilden und auch die Gefahr des Verstopfens von Sprühdüsen und der Entmischung der Suspension nicht besteht. Diese erfindungsgemäße Besprenkelungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Scheibe, die in der Suspension, an bzw. dicht über der Suspensionsoberfläche rotiert und entweder selbst oder durch das dünne Luftpolster zwischen der Scheibe und der Suspensionsoberfläche die Suspension hochschleudert und somit den Auftrag in Tröpfchenform ermöglicht. Die Höheneinstellung der Scheibe liegt bei maximal 5 mm über der Suspensionsoberfläche bzw. bis maximal 10 mm in die Suspension eintauchend, vorzugsweise jedoch 1 mm eintauchend. Die Nachteile beim Stand der Technik treten dabei nicht auf.

Die Erfindung wird nun anhand von acht Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Besprenkelungsvorrichtung gemäß der Er­ findung.

Die Fig. 2 bis 7 zeigen Ausführungsformen der rotieren­ den Scheibe, die in der Besprenke­ lungsvorrichtung eingesetzt werden können.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt den Aufbau der Besprenkelungsvorrichtung 1 und verdeutlicht gleichzeitig die Wirkungsweise des Verfahrens. In einem Becken 2 wird die Suspension auf gleich hohem Flüssigkeitsstand 7 gehalten, so daß während Ablauf des Verfahrens jeweils gleiche Verhältnisse an der Scheibe 4 gegeben sind. Dies wird mit Hilfe eines Überlaufes 6, ei­ nem mit Suspension gefüllten Vorratsbehälter 8, sowie ei­ ner Regelung über eine Pumpe 13 und einem Dreiwegeventil 9 und einem Zulauf 21 erreicht. Die Scheibe 4 wird von einem Motor 3 in Rotation versetzt, wobei die Richtung 5 so gewählt ist, daß die Suspension von der Oberfläche hochgeschleudert wird und in Tröpfchenform 10 auf dem zu beschichtenden Gegenstand 11 als Niederschlag 20 auftrifft. Dabei wird der zu beschichtende Gegenstand 11, hier zum Beispiel eine schrumpfbare Manschette, auf einer Transport­ vorrichtung 12 vorbeigeführt, so daß auf diese Weise ein kontinuierlicher Vorgang ablaufen kann. Wenn die schrumpf­ bare Manschette auf ihrer Außenseite beschichtet werden soll, muß sie selbstverständlich gegenüber der gezeichne­ ten Anordnung um 180° gedreht werden.

Während des Verfahrens wird die Suspension im Becken 2 und im Vorratsbehälter 8 ständig gerührt, geschüttelt und umgepumpt, so daß keine Entmischung der festen Bestandtei­ le der Suspension erfolgen kann. Die Scheibe 4 besteht zum Beispiel aus Metall, Kunststoff, Keramik oder ähnli­ chen Materialien und ist, wie nachstehend gezeigt wird, verschieden gestaltet. Der Antrieb der Scheibe 4 wird mit Hilfe eines Motors 3 (zum Beispiel Elektromotor oder andere, vorzugsweise geschützte Motorantriebe wegen der bestehenden Explosionsgefahr) so schnell in Drehung ver­ setzt, daß die Scheibe 4 oder das durch die Rotation ent­ stehende Luftpolster die Suspension aus dem Becken 2 in Tropfenform herausschleudert. Dabei ist wichtig, daß die Suspension ohne Nebel und punktförmig auf das zu be­ schichtende Material aufgesprenkelt wird.

Aufgrund der hohen Drehzahl findet kaum eine Benetzung der Scheibe 4 statt, so daß nur geringe Ablagerungen auf der Scheibe 4 entstehen; eine Verstopfung wie bei den bekannten Sprühgeräten kann sowieso nicht erfolgen, da keine empfind­ lichen Düsen im System enthalten sind.

Wie bereits erwähnt wird der Flüssigkeitsstand 7 durch einen Überlauf 6 auf konstantem Niveau gehalten. Die über­ laufende Suspension gelangt in den unterhalb des Beckens 2 befindlichen Vorratsbehälter 8 und wird erneut zum Becken 2 zurückgepumpt.

Durch Variation der Scheibendrehzahl (500-5000 U/min, vorzugsweise 1700 U/min) kann die Punktgröße der aufzutra­ genden Beschichtung eingestellt werden, wobei die Punkt­ größe auch abhängig ist vom Scheibendurchmesser bzw. von der Umfangsgeschwindigkeit. Der Scheibendurchmesser be­ trägt vorzugsweise 60 mm. Das Sprenkelbild ist nur in geringem Maße von der Viskosität der Suspension abhängig und fällt kaum ins Gewicht.

In den folgenden Fig. 2 bis 7 werden verschiedene Ausge­ staltungen der Scheibe 4 dargestellt, wobei dies nur eine geringe Auswahl ist.

Fig. 2 zeigt abweichend von der in Fig. 1 dargestellten kreisrunden Form eine Scheibe 4.1 mit leicht ovaler Ge­ stalt.

Fig. 3 skizziert eine Scheibe 4.2 mit eckig gestaltetem Umfang, wobei zusätzlich Löcher 14 bzw. eine Lochreihe in der Gesamtheit angeordnet sind.

Fig. 4 zeigt eine Scheibe 4.3 von ovaler Gestalt mit Schlitzen 15.

Fig. 5 zeigt eine Variation der Oberfläche der Scheibe 4.4, die in diesem Fall mit Zacken 16, Ausbuchtungen oder Verdickungen 17 versehen ist.

Fig. 6 zeigt eine Scheibe 4.5 mit sägezahnartigem Umfang 18.

Fig. 7 zeigt, daß bei der Scheibe 4.6 am Umfang auch seg­ mentartige Ausschnitte 19 gestaltet werden können.

Insgesamt können viele Variationen zusammengestellt werden, wobei mit jeder Formgebung ein anderer Einfluß auf die Formgebung der Tropfen in bezug auf die Gestalt wie auch die Größe erreicht wird. Die einfachste Scheibenform ist die kreisrunde Ausbildung mit stumpfer Umfangfläche oder mit einer umlaufenden Schneide. Diese beiden Variationen sind wegen ihrer Einfachheit nicht dargestellt.

Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem eine Tauch­ pumpe 23 verwendet wird. Dadurch kann auf ein Dreiwegeven­ til verzichtet werden. Im Behälter 22 findet sich die Su­ spension 21, die mittels einer Tauchpumpe 23 in den als Überlaufbecken 26 ausgebildeten Trichter hochgepumpt wird. Ein Rührwerk 24 mit außerhalb angeordnetem Motoran­ trieb 33 verhindert eine Entmischung der Suspension 21. Die Tauchpumpe 23 ist nach dem Prinzip der freilaufenden Welle und hat in der gesamten Pumpe keine Lager- oder Dichtungsteile. Dadurch ist sie besonders für Suspensio­ nen geeignet, die abrasive Feststoffe und/oder aggressive Lösungsmittel enthalten. Die Wellenlagerung ist extern auf den Behälterdeckel im Antrieb 32 angebracht. In das Über­ laufbecken 26 ist, wie bereits beschrieben, die mittels Motor 31 angetriebene Scheibe 30 einsenkbar, wodurch die Suspension in Tröpfchen 28 ausgeschleudert wird. Die über­ schüssige Suspension 27 fließt über den Rand des Überlauf­ beckens 26 wieder zurück. Innerhalb des Überlaufbeckens 26 ist unterhalb der Scheibenposition eine Prallscheibe oder Prallkegel angeordnet, vorzugsweise 8 mm unterhalb der Suspensionsoberfläche. Die Prallscheibe hat vorzugs­ weise einen Durchmesser von 30 mm. Die Schleuderscheibe 30 hat vorzugsweise eine umlaufende Schneide und einen Außendurchmesser von 60 mm. Doch sind auch hier alle auf­ gezeigten Varianten einsetzbar. Als Antriebsmotoren 31, 32, 33 werden z. B. Druckluftgetriebemotoren verwendet. Der gesamte Behälter 22 ist mit einem Deckel 34 versehen, in dem die erforderlichen Durchlässe enthalten sind.

Dadurch, daß die rücklaufende Suspension 27 allseitig über den Rand des trichterförmigen Überlaufbeckens 26 fließt, wird ein Antrocknen der Suspension am Rand verhindert und die Suspensionsoberfläche bleibt auch nach längerer Be­ triebszeit konstant.

Claims (17)

1. Besprenkelungsvorrichtung (1) zum Beschichten von Oberflächen, insbesondere von schrumpfbaren Gegenständen (11), mit einem Becken (2, 26) für eine Suspension, und einem Vorratsbecken (8, 22), das über eine Pumpe (13, 23) und einen Zulauf (21, 23) mit dem Becken (2, 26) verbunden ist, an dem ein Überlauf (6, 27) ausgebildet ist von dem die Suspension im Becken (2, 26) auf konstantem Niveau (7) gehalten wird, wobei eine rotierende Scheibe (4; 4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6, 30) an bzw. dicht über der Oberfläche der Suspension oder in die Suspension eintauchend angeordnet ist und die Drehrichtung (5) der Scheibe (4; 4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6, 30) so gewählt ist, daß die Suspension in Tropfenform aufgeschleudert wird, wobei eine Transporteinrichtung (12) für zu besprenkelnde Gegenstände (11) im Besprenkelbereich der Vorrichtung geführt ist.

2. Besprenkelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (4, 30) kreisförmig ist.

3. Besprenkelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (4.1, 30) oval ist.

4. Besprenkelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (4.2, 30) eckige Form aufweist.

5. Besprenkelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (4.4, 30) am Scheibenaußenrand Zacken (16) aufweist.

6. Besprenkelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (4.4, 30) Ausbuchtungen (17) aufweist.

7. Besprenkelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (4.4, 30) Verdickungen (17) aufweist.

8. Besprenkelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (4, 30) Löcher (14) aufweist.

9. Besprenkelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (4, 30) Lochreihen (14) aufweist.

10. Besprenkelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (4, 30) am Scheibenaußenrand eine umlaufende Schneide aufweist.

11. Besprenkelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfenform und die Tropfengröße der Suspension durch Wahl des Abstandes zwischen dem Rand der Scheibe (4; 4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6, 30) und dem Niveau (7) der Suspension und/oder der Drehzahl der Scheibe und/oder der Gestaltungsform der Scheibe und/oder des Scheibendurchmessers wählbar sind.

12. Besprenkelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Niveau (7) der Suspension im Becken (2) durch den Überlauf (6), die Pumpe (13) und ein Dreiwegeventil (9) steuerbar ist.

13. Besprenkelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Becken (26) als Trichter ausgebildet ist und einen allseitigen Überlauf am Rand aufweist und daß eine Tauchpumpe (23) für den Suspensionstransport zum Becken (26) angeordnet ist.

14. Besprenkelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorratsbehälter (8, 22) ein Rührwerk (24) angeordnet ist.

15. Verfahren zur Herstellung einer besprenkelten Oberfläche eines Gegenstandes (11) mit Hilfe einer Besprenkelungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Suspension im Becken (2) und im Vorratsbehälter (8) mittels einer Pumpe (13) über ein Dreiwegeventil (9), einen Zulauf (21) und einen Überlauf (6) am Becken (2) zur ständigen Schwebehaltung der Festkörperteilchen in der Suspension in Bewegung gehalten wird, und die Suspension in Tropfenform aus dem Becken (2) mittels einer rotierenden Scheibe (4; 4.1; 4.2; 4.3; 4.4; 4.5; 4.6) aufgeschleudert wird und dadurch ein auf einer fortlaufenden Transportvorrichtung (12) befindlicher Gegenstand (11) mit Suspensionstropfen besprenkelt wird.

16. Verfahren zur Herstellung einer besprenkelten Oberfläche eines Gegenstandes (11) mit Hilfe einer Besprenkelungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-14, wobei die Suspension (21) im Vorratsbehälter (22) mittels eines Rührwerks (24) in Bewegung gehalten wird, mittels einer Tauchpumpe (23) zum Überlaufbecken (26) gepumpt wird und über den als Überlauf ausgebildeten Rand des Überlaufbeckens (26) zurückfließt, und wobei die Suspension in Tropfenform (28) aus dem Überlaufbecken (26) durch die Rotation einer Scheibe (30) auf den zu beschichtenden Gegenstand geschleudert wird, wobei dieser Gegenstand vorbeibewegt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Tropfenform durch die Wahl der Rotationsgeschwindigkeit der Scheibe (4; 4.1; 4.2; 4.3; 4.4, 4.5; 4.6), der Oberflächengestaltung der Scheibe und des Scheibendurchmessers verändert wird.