專利名稱：粉末涂敷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉末涂敷系統(tǒng)，包括多個(gè)基本上沿鉛直方向上下排列的涂敷單元。
在已知的粉末涂敷系統(tǒng)中，各有待涂敷的工件在水平方向上移動(dòng)在一涂敷室之內(nèi)而經(jīng)過上下移動(dòng)的一些粉末涂敷槍，以致整個(gè)工件將暴露于粉末。按照常規(guī)，許多涂敷槍在各工件通路的方向上沿水平方向彼此接續(xù)地排列起來。
這種包括前后幾個(gè)涂敷槍的結(jié)構(gòu)是有其歷史原因的，即此前的粉末涂敷的效率尚不能使僅一只涂敷槍上下移動(dòng)而形成涂敷工件。具有充分厚度的涂層只有采用許多前后串聯(lián)設(shè)置的涂敷槍才可能達(dá)到。
每單位時(shí)間由單獨(dú)一只涂敷槍所排放的粉末量不是完全不變的，因而粉末涂層只有通過許多前后排列的涂敷槍的合作才能獲得令人滿意的均勻性。
同時(shí)，關(guān)于上面提及的兩點(diǎn)，粉末涂敷技術(shù)的進(jìn)展已經(jīng)向前邁進(jìn)了一大步，而在目前所建立的涂敷系統(tǒng)之中，一些涂敷槍在鉛直方向上上下設(shè)置，在工件在水平方向上經(jīng)過它們時(shí)，只是一只涂敷槍各自“作出反應(yīng)”，用于涂敷工作的一特定的水平帶條。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是，可使涂敷室短得多，這對(duì)本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員來說，將是很明顯的。在這方面，仍參照以下將較為詳細(xì)地予以說明的

圖1和2。
不過，這種沿鉛直方向取齊各涂敷槍的布局引起一項(xiàng)新的問題。如果從一只涂敷槍中排放出來的粉末量有所變動(dòng)，或者如果一只涂敷槍完全失效(比如由于粉末供輸管線或噴嘴堵塞)，則工件上的一完整的水平帶條會(huì)形成過薄的涂層或根本沒有。此外，這一缺陷，不象存在一系列水平涂敷槍的那種情況，是無法由接續(xù)的各涂敷槍予以彌補(bǔ)的。
因而，本發(fā)明的目的是，提供一種粉末涂敷系統(tǒng)，包括多個(gè)沿鉛直方向上下排列的涂敷單元，而在此情況下，可以確保工件上涂層的質(zhì)量在一旦有一個(gè)涂敷單元遭受干擾或故障時(shí)不會(huì)惡化。
按照本發(fā)明，上述目的通過權(quán)利要求1限定的一種粉末涂敷系統(tǒng)和由權(quán)利要求15所限定的一種方法來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提出一種監(jiān)測裝置，可以裝入一涂敷單元的粉末供輸管線或者裝入涂敷單元本身，而且一旦流動(dòng)著的粉末流的量降至事先已經(jīng)設(shè)定的某一所需數(shù)值以下或完全消失，就會(huì)提供某一信號(hào)。在符合本發(fā)明的粉末涂敷系統(tǒng)和方法中，每一涂敷單元的粉末正常流動(dòng)得到監(jiān)測，一旦一涂敷單元所排放的粉末量下降而少于所需或者停止出現(xiàn)，則可發(fā)生某種警報(bào)。
反映某一粉末流的粉末量或存在狀況的測定信號(hào)可以任何適當(dāng)?shù)牟煌绞缴伞?br> 監(jiān)測裝置適合于檢測在一粉末涂敷單元的粉末路徑中的粉末流所生成的摩擦電壓。為此目的，比如，粉末傳送噴射器的推進(jìn)噴嘴或一種用于向涂敷單元供輸粉末的裝置是由一種一旦傳送粉末顆粒就將產(chǎn)生摩擦電壓的材料制成的。這種摩擦電壓取決于被傳送的粉末數(shù)量并被傳遞給粉末傳送路徑的壁板，而通常會(huì)通過管線被傳至地面。摩擦電壓可以通過設(shè)置或是一噴射器的金屬箱體、涂敷單元粉末通道的一金屬部分或是向涂敷單元供輸粉末的裝置之中的一金屬分段而直接加以利用。比如，如果噴射器以絕緣方式裝設(shè)在一塑料卡持器之中，而一電流測定儀器嵌進(jìn)通向地面的管線，流向地面的摩擦電流可以根據(jù)形成的摩擦電壓予以測定。測定摩擦電流可提供一種信號(hào)，表明是否粉末正在流動(dòng)，并且可能表明粉末在粉末一定氣流之中的比例如何。一閥值可以如此確定，即如果摩擦電流降至低于一預(yù)定的數(shù)值，則將觸發(fā)一警報(bào)器或類似裝置。
代替測定摩擦電壓或摩擦電流，可以測定粉末路徑之中的粉末流速度、流動(dòng)在粉末路徑一分段之中的粉末流所包含的粉末質(zhì)量，或者粉末路徑之中的粉末-質(zhì)量流。闡明在DE-A-4406046和DE-A-19650112之中的設(shè)備和方法可以用于這一目的?？删唧w參考前面提及的各項(xiàng)專利申請(qǐng)，它們之中所說明的、用于測定粉末流速度、粉末流密度和粉末-質(zhì)量流的設(shè)備和方法均納入本申請(qǐng)之中作為參考。
本發(fā)明將參照所附各圖通過范例進(jìn)一步予以說明，圖中圖1表明已知的粉末涂敷系統(tǒng)；圖2表明符合本發(fā)明的粉末涂系統(tǒng)；以及圖3表明用于檢測粉末涂敷系統(tǒng)的摩擦電壓(tribo tension)的電路。
圖1表明一粉末涂敷系統(tǒng)的常見的涂敷室10，一有待涂敷的工件在箭頭12方向上移動(dòng)而通過此室。通常，工件(未畫出)從一傳送軌道上懸掛下來，同時(shí)貫穿涂敷室10受到導(dǎo)引。涂敷室的一個(gè)側(cè)壁制有一些鉛直槽孔14，通過這些槽孔，多個(gè)沿水平方向排成一行的涂敷槍16把粉末送進(jìn)涂敷室10而沉積在工件上。這些涂敷槍16裝在一臺(tái)適于在鉛直方向上進(jìn)行往復(fù)移動(dòng)的托架18上。隨著工件在箭頭12方向上行經(jīng)涂敷室10，各涂敷槍16在托架18上上下移動(dòng)，以便在工件上施加一均勻涂層。同樣示于圖1的有一帶有必需的空氣和粉末導(dǎo)管的粉末罐20和一控制裝置22。
在這種已知的粉末涂敷系統(tǒng)中，多個(gè)涂敷槍16在工件通道方向12上前后沿水平方向排列，而且它們在鉛直方向上往復(fù)移動(dòng)，以便在工件上施加一均勻的粉末涂層。前述各涂敷槍的效能并非借助于單獨(dú)一只涂敷槍來形成足夠厚的涂敷膜。其次，每單位時(shí)間從一只涂敷槍16射出的粉末量不曾是足夠恒定以保證得出的涂層厚度會(huì)是均勻的。所希望的涂層均勻和足夠的厚度只有通過依序排列的多只涂敷槍的合作才能獲得。不過，在工件通道方向上先后排列許多涂敷槍16必須導(dǎo)致涂敷室變得相當(dāng)?shù)亻L。
圖2表明符合本發(fā)明的靜電粉末涂敷系統(tǒng)，具有沿鉛直方向上下排列、一個(gè)位于另一個(gè)之上的一些涂敷槍或噴槍24。在圖2中，與圖1中同樣的參照編號(hào)用以標(biāo)示同樣的構(gòu)件，這些零件因而將不再說明。
各涂敷槍24裝在一可在鉛直方向上移動(dòng)的支架26上。在一簡化的實(shí)施例，它們可以是靜止不動(dòng)的。
在根據(jù)圖2的粉末涂敷系統(tǒng)中，各涂敷槍24沿鉛直方向上下排列，工件同樣在箭頭12方向上通過涂敷室10移動(dòng)。不過，現(xiàn)在各涂敷槍24各自只涂敷工件的一水平“帶條”(或者一正弦形的波動(dòng)曲線-如果各涂敷槍24上下移動(dòng))。在這種新型粉末涂敷系統(tǒng)的情況下，粉末涂敷室10在工作通道12方向上可以建造得短得多。然且整個(gè)系統(tǒng)不再象它帶有許多前后噴槍時(shí)那樣“確保安全(foolproof)”，也不會(huì)通過許多向同一“帶條”施加粉末的涂敷槍而達(dá)到粉末排量的“混勻(averaging)”。為此原因，符合本發(fā)明的粉末涂敷系統(tǒng)的一個(gè)特別重要的方面是確保各涂敷槍24運(yùn)作確當(dāng)。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，一用于檢測通過各個(gè)涂敷槍24的粉末流動(dòng)的監(jiān)測裝置按照本發(fā)明予以配置。監(jiān)測裝置的一項(xiàng)實(shí)施例示于圖3。
圖3表明一種帶有粉末供輸管線30的涂敷槍24。粉末供輸管線30的一部分32是由一當(dāng)粉末顆粒通過管線30傳送時(shí)即會(huì)產(chǎn)生摩擦電壓(tribotension或friction tension)的材料制成。這種摩擦電壓傳進(jìn)給金屬套筒，而且通?？捎梢唤拥鼐€引出(carried off)。不過，按照本發(fā)明，供輸管線30并不直接接地。相反，它經(jīng)由一電流測定儀器34連接于接地線36。在另一實(shí)施例中，粉末涂敷槍24之中的粉末傳送噴射器(未畫出)可以一種會(huì)生成摩擦電壓的材料制成。在此情況下，噴射器以絕緣方式安裝在比如由塑料制成的卡持器之中并通過電流測定儀器34連接于接地線36。
摩擦電壓取決于被傳送的粉末數(shù)量。因此，測定摩擦電壓可提供一種信號(hào)，表明是否存在粉末流動(dòng)，而且，如果存在，還可能表明多少粉末正在被傳送。一閥值可確定如下，即如果摩擦電壓降至此值之下則會(huì)發(fā)出警報(bào)，此警報(bào)或是表明一涂敷槍24的完全失效，或是表明至少一只涂敷槍所排放的粉末量不足以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)耐繉印Ｈ绻枰谶@種情況下，涂敷過程也可以自動(dòng)中斷。在另一實(shí)施例中(未示出)，可以提供另外一種涂敷槍，裝在支架26上，以便沿鉛直方向可移動(dòng)到發(fā)生故障或損壞的涂敷槍的位置上以接管無效涂敷槍的任務(wù)。
另外的用于監(jiān)測通過各個(gè)涂敷槍24的粉末流動(dòng)的裝置闡述在DE-A-4406046和DE-A-19650112之中。這些公開物描述的設(shè)備和方法，用以-測定每單位體積的粉末質(zhì)量；-測定粉末-空氣流的速度；-測定在粉末-空氣混合物傳送期間的粉末-質(zhì)量流；并且適合用于檢測分別通過粉末供輸管線和涂敷槍的粉末流?？梢灾苯訁㈤喴呀?jīng)提及的兩項(xiàng)專利申請(qǐng)之中的闡述。按照這些出版物的啟示，特別是監(jiān)測裝置可以包括各種速度測定儀器，以便測定通過各個(gè)涂敷槍的粉末流的速度。這樣一種速度測定儀器包括兩個(gè)沿著粉末路徑彼此間隔設(shè)置的測定電極，以便檢測由正被傳送的粉末所造成的粉末路徑之中的負(fù)載變化并根據(jù)所檢測的負(fù)載變化來確定粉末流的速度。監(jiān)測裝置也可以包括各種測定儀器，以便測定粉末路徑的每一個(gè)別分段之中的每單位體積粉末質(zhì)量。質(zhì)量測定儀器包括一微波共振器以及一種裝置，此裝置可檢測微波共振器的共振頻率和/或微波幅度的變化和從檢測出的共振頻率和/或微波幅度導(dǎo)出粉末路徑分段之中的粉末質(zhì)量。如果另外使用計(jì)算機(jī)根據(jù)測得的速度、測得的每單位體積粉末質(zhì)量和粉末路徑的各尺寸來計(jì)算粉末-質(zhì)量流，那么通過綜合使用質(zhì)量和速度測定儀器來測定粉末流可以做得特別精確。
以上說明書、各項(xiàng)權(quán)利要求、附圖、以及所援引的德國專利申請(qǐng)DE-A-4406046和DE-A-19650112中所公開的各特征，單獨(dú)地或者以任何組合方式，對(duì)于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種各樣的實(shí)施例來說都是意義重大的。
權(quán)利要求
1.一種粉末涂敷系統(tǒng)，包括多個(gè)涂敷單元(24)，基本上沿鉛直方向上下排列，用于同時(shí)向一與一水平部件一起移動(dòng)而經(jīng)過各涂敷單元的工件排放粉末，而且還包括一監(jiān)測裝置(32、34)，用于檢測流經(jīng)各個(gè)涂敷單元的粉末流。
2.按照權(quán)利要求1所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，由一通向涂敷單元(24)的粉末供輸管線(30)和一粉末傳送裝置組成的粉末路徑聯(lián)接于每一涂敷單元(24)，而且在于，監(jiān)測裝置包括多個(gè)檢測器(34)，各自聯(lián)接于一涂敷單元的各個(gè)粉末路徑。
3.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的權(quán)利要求，其特征在于，監(jiān)測裝置(34)在通過至少一個(gè)涂敷單元(24)的粉末流未能達(dá)到一給定的所需值時(shí)發(fā)送一個(gè)信號(hào)。
4.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)測裝置(32，34)檢測由流經(jīng)各涂敷單元(24)和/或其供輸管線(30)和/或其粉末傳輸裝置的各粉末流所生成的摩擦電壓。
5.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，每一涂敷單元(24)或粉末傳送裝置的粉末路徑或部分粉末路徑是絕緣的并經(jīng)由一電流測定儀器(34)接地。
6.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)測裝置包括各速度測定儀器，以便測定流經(jīng)各涂敷單元(24)的粉末流流動(dòng)速度。
7.按照權(quán)利要求6所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，速度測定裝置包括兩個(gè)沿著粉末路徑彼此間隔設(shè)置的測定電極，以便檢測由正被傳送的粉末流所造成的在粉末路徑之中的負(fù)載變化并根據(jù)檢測出的負(fù)載變化確定粉末流的速度。
8.按照權(quán)利要求2至7中任何一項(xiàng)所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)測裝置包括多個(gè)測定儀器，以便測定粉末路徑每一個(gè)別分段中每單位體積的粉末質(zhì)量。
9.按照權(quán)利要求8所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，質(zhì)量測定儀器包括一微波共振器以及一種裝置，此裝置用于檢測微波共振器的共振頻率和/或微波幅度的變化和從檢測出的共振頻率和/或微波幅度導(dǎo)出粉末路徑分段之中的粉末質(zhì)量。
10.按照權(quán)利要求8或9所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，監(jiān)測裝置包括一計(jì)算機(jī)，以便根據(jù)測得的速度、測得的每單位體積粉末質(zhì)量和粉末路徑的各尺寸來計(jì)算粉末-質(zhì)量流。
11.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)基本上沿鉛直方向上下排列的涂敷單元(24)是靜止不動(dòng)的，而工件在水平方向上受到導(dǎo)引而經(jīng)過這些單元。
12.按照權(quán)利要求1至10中任何一項(xiàng)所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)基本上沿鉛直方向上下排列的涂敷單元(24)在鉛直方向上可活動(dòng)地連接起來，而工件在水平方向上受到導(dǎo)引而經(jīng)過這些單元。
13.按照前述各項(xiàng)權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，一附加的涂敷單元，可在鉛直方向上移動(dòng)并可代替另一經(jīng)檢測粉末流不足的涂敷單元。
14.按照權(quán)利要求1至13中任何一項(xiàng)所述的粉末涂敷系統(tǒng)，其特征在于，具有這樣一種裝置，一旦檢測出某一涂敷單元的粉末流不足，就停止粉末涂敷單元的運(yùn)作。
15.一種監(jiān)測粉末涂敷系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包括多個(gè)基本上沿鉛直方向上下排列并基本上同時(shí)向一工件排放粉末的涂敷單元(24)，其中工件被移動(dòng)而經(jīng)過各涂敷單元，流經(jīng)各個(gè)涂敷單元的粉末流受到監(jiān)測，以及在通過至少一個(gè)涂敷單元的粉末流未能達(dá)到一給定的所需值時(shí)發(fā)出一信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及粉末涂敷系統(tǒng),包括多個(gè)涂敷單元,基本沿鉛直方向上下排列,用于同時(shí)向一在水平方向上移動(dòng)而經(jīng)過各涂敷單元的工件排放粉末,而且還包括一監(jiān)測裝置,用于檢測流經(jīng)各個(gè)涂敷單元的粉末流。
文檔編號(hào)B05B12/08GK1196979SQ9810743
公開日1998年10月28日 申請(qǐng)日期1998年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月24日
發(fā)明者漢斯·吉辛格, 霍斯特·亞當(dāng)斯, 沃爾夫?qū)P勒, 比特·昂特西 申請(qǐng)人:瓦格納國際股份公司