DE10003958A1 - Sprühgemischsteuerung für ein Sprühgerät - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung (30) zur Steuerung eines Sprühgemisches (18) aus Fördermedium (17) und Beschichtungsmaterial (13) für ein Sprühgerät zum elektrostatischen Sprühbeschichten eines Gegenstandes (20) mit dem Beschichtungsmaterial, wobei dieses auf eine einstellbare Aufladespannung elektrostatisch aufgeladen wird auf den Gegenstand (20) gesprüht wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Sprühgerät mit einer Steuereinrichtung hierfür sowie ein Verfahren und ein Programm-Modul hierfür. Es ist vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung (30) den jeweiligen Abstand zwischen dem Sprühauslass (19) des Sprühgerätes und dem Gegenstand (20) oder einen von dem Abstand abhängenden Parameter, z. B. den jeweils eingestellten Aufladespannungswert erfasst und davon abhängig zumindest einen Parameter des Sprühgemisches (18) einstellt, so dass eine optimale, im jeweiligen Arbeitsabstand auf den zu beschichtenden Gegenstand aufbringbare Menge an Beschichtungsmaterial in dem Sprühgemisch enthalten ist. Dadurch wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit bei konstant hoher Beschichtungsqualität wesentlich erhöht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung zur Steuerung eines Sprühgemisches aus Fördermedium und Beschichtungsmaterial für ein Sprühgerät zum elektrostatischen Sprühbeschichten eines Gegenstandes mit dem Beschichtungsmaterial, wobei das Beschichtungsmaterial durch eine Aufladeelektrode des Sprühgerätes auf eine einstellbare Aufladespannung zwischen der Aufladeelektrode und dem zu beschichtenden Gegenstand elektrostatisch aufgeladen wird und durch einen Sprühauslass des Sprühgerätes auf den Gegenstand gesprüht wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Sprühgerät mit einer Steuereinrichtung hierfür sowie ein Verfahren und ein Programm-Modul hierfür.

Durch die Aufladeelektrode des Sprühgerätes wird ein zumeist pulverförmiges Beschichtungsmaterial elektrostatisch auf eine einstellbare Aufladespannung aufgeladen und durch das Fördermedium, zumeist Druckluft, von dem Sprühgerät wegtransportiert. Der zu beschichtende Gegenstand stellt den elektrischen Gegenpol zu dem elektrostatisch aufgeladenen Beschichtungsmaterial dar, so dass beim Sprühvorgang das Beschichtungsmaterial von dem Gegenstand angezogen wird.

Damit bei Annäherung der Aufladeelektrode an den zu beschichtenden Gegenstand oder einen sonstigen geerdeten Bereich kein Hochspannungsüberschlag zwischen der Aufladeelektrode und dem Gegenstand oder dem geerdeten Bereich stattfindet, bei dem sich beispielsweise das Beschichtungsmaterial entzünden kann, wird die Aufladespannung aus Sicherheitsgründen von dem Sprühgerät überwacht und bei Annäherung zurückgeregelt. Diese Rückregelung hat zur Folge, dass für die elektrostatische Aufladung des zu versprühenden Beschichtungsmaterials weniger Ladungsträger zur Verfügung stehen. Das Beschichtungsmaterial kann dann nicht genügend elektrostatisch geladen werden, haftet nicht mehr ausreichend an dem zu beschichtenden Gegenstand und fällt herunter.

Zwischen der Aufladeelektrode und dem zu beschichtenden Gegenstand bilden sich Feldlinien aus, die senkrecht zu der jeweils zu beschichtenden Fläche stehen. Daher sind Innenecken, Innenwinkel und Hohlräume nur sehr schlecht beschichtbar und man ist gezwungen, den Arbeitsabstand zu verringern, also mit dem Sprühgerät nahe an den Gegenstand heranzugehen, so dass das Beschichtungsmaterial im Wesentlichen durch das Fördermedium zu dem Gegenstand getragen wird. Dabei reduziert das Sprühgerät jedoch die Aufladespannung, so dass der oben beschriebene Effekt ungenügender Aufladung auftritt und Beschichtungsmaterial zum Teil in erheblichen Mengen herunterfällt.

Nur durch eine entsprechend geringe Dosierung des Beschichtungsmaterials kann dies verhindert werden, was jedoch unmittelbar zur Folge hat, dass die Verarbeitungsgeschwindigkeit erheblich absinkt, da auch bei ausreichendem Arbeitsabstand zum zu beschichtenden Gegenstand und damit hoher Aufladespannung das Beschichtungsmaterial nur mit geringer Dosierung aufgetragen wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Beschichtungsmaterial mit Hilfe eines elektrostatischen Sprühgerätes auch bei wechselnden Arbeitsabständen optimal aufzutragen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Steuereinrichtung zur Steuerung eines Sprühgemisches aus Fördermedium und Beschichtungsmaterial für ein Sprühgerät zum elektrostatischen Sprühbeschichten eines Gegenstandes mit dem Beschichtungsmaterial, wobei das Beschichtungsmaterial durch eine Aufladeelektrode des Sprühgerätes auf eine einstellbare Aufladespannung zwischen der Aufladeelektrode und dem zu beschichtenden Gegenstand elektrostatisch aufgeladen wird und durch einen Sprühauslass des Sprühgerätes auf den Gegenstand gesprüht wird, wobei die Steuereinrichtung Erfassungsmittel zur Erfassung des jeweiligen Abstandes zwischen dem Sprühauslass des Sprühgerätes und dem Gegenstand oder eines von dem Abstand abhängenden Parameters aufweist und wobei die Steuereinrichtung Stellmittel zur Einstellung zumindest eines Parameters des Sprühgemisches in Abhängigkeit des jeweiligen Abstandes aufweist.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Sprühgerät gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 12, ein Verfahren gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 14 und ein Programm-Modul gemäß der technischen Lehre des Anspruchs 15.

Der Erfindung liegt dabei der Gedanke zugrunde, die von dem Sprühgerät abhängig vom jeweiligen Arbeitsabstand zwischen Aufladeelektrode und zu beschichtendem Gegenstand zu erfassen und zur Einstellung eines optimalen Sprühgemisches auszuwerten. Dabei wird erfindungsgemäß sichergestellt, dass stets eine optimale, im jeweiligen Arbeitsabstand auf den zu beschichtenden Gegenstand aufbringbare Menge an Beschichtungsmaterial in dem Sprühgemisch enthalten ist. Dadurch wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit wesentlich erhöht und zugleich eine gleichbleibend hohe Beschichtungsqualität erzielt.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung.

Zur Erfassung des Arbeitsabstandes zwischen Aufladeelektrode und zu beschichtendem Gegenstand wird vorzugsweise die von dem Sprühgerät ohnehin in Abhängigkeit vom jeweiligen Arbeitsabstand geregelte Aufladespannung erfasst und zur Einstellung eines optimalen Sprühgemisches ausgewertet.

Der Anteil des Beschichtungsmaterials an dem Sprühgemisch kann vorteilhafterweise dadurch eingestellt werden, dass die Zufuhr des Beschichtungsmaterials zu dem Sprühgemisch verändert wird, so dass bei geringem Arbeitsabstand nur wenig Beschichtungsmaterial zum Sprühauslass des Sprühgerätes gelangt.

Es ist gemäß der Erfindung möglich, dass mehr oder weniger Fördermedium zugeführt wird, so dass dadurch einerseits das Sprühgemisch mehr oder weniger Beschichtungsmaterial enthält und dieses andererseits in Abhängigkeit vom jeweiligen Arbeitsabstand mit mehr oder weniger Fördermedium-Druck zu dem zu beschichtenden Gegenstand gefördert wird. Gerade im Bereich von Innenkanten, wo die Förderung des Beschichtungsmaterials durch ungünstig verlaufende Feldlinien, wie eingangs dargestellt, abnimmt, wird dann das Beschichtungsmaterial "mit mehr Druck" auf den zu beschichtenden Gegenstand aufgesprüht.

Im Folgenden werden die Erfindung und ihre Vorteile anhand von Ausführungsbeispielen unter Zuhilfenahme der Figuren dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Ausführung der Erfindung,

Fig. 2 eine elektrische Schaltung zur kontinuierlichen Steuerung des Sprühgemisches sowie

Fig. 3 eine elektrische Schaltung zur gestuften Steuerung des Sprühgemisches.

In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild zur Ausführung der Erfindung dargestellt. Aus einem Behälter 10 wird über eine Fördereinrichtung 11 Beschichtungsmaterial, dargestellt durch Pfeile 12 und 13, zu einer Mischungseinrichtung 14 gefördert. Ferner wird durch eine Fördereinrichtung 15 ein Fördermedium, insbesondere Druckluft, der Mischungseinrichtung 14 zugeführt.

Das Beschichtungsmaterial ist vorzugsweise pulverförmig und besteht aus elektrostatisch aufladbaren Lack-Partikeln. Die Fördereinrichtung 11 ist beispielsweise eine Pumpe, die Luft in den Behälter 10 einbläst und deren Förderleistung einstellbar ist. Es ist jedoch auch möglich, dass als Fördereinrichtung 11 ein nicht dargestelltes Gebläse Luft in den Behälter 10 konstant einbläst und ein Beschichtungsmaterial-Luft-Gemisch aus diesem herausfördert, das dann in Richtung des Pfeils 13 durch eine steuerbare Ventilanordnung regulierbar ist, die z. B. aus kaskadierten Ventilen oder aus einem oder mehreren auf konstanten Durchlass einstellbaren Ventilen besteht.

Die Fördereinrichtung 15 ist beispielsweise eine steuerbare Pumpe, die durch einen Pfeil 16 dargestellte Luft verdichtet und als Druckluft, dargestellt durch einen Pfeil 17, in die Mischungseinrichtung 14 einbläst. Die Mischungseinrichtung 14 ist z. B. ein Verwirbelungsrohr, das das einströmende Beschichtungsmaterial 13 mit der Druckluft 17 zu einem Sprühgemisch 18 vermischt, das dann durch einen Sprühauslass 19 auf einen zu beschichtenden Gegenstand 20 aufgespritzt wird.

Die in dem Sprühgemisch 18 enthaltenen Partikel des Beschichtungsmaterials 13 werden von einer Hochspannungseinrichtung 22 über eine Aufladeelektrode 21 elektrostatisch gegen Erde aufgeladen. Die Aufladeelektrode 21 ist vorzugsweise konzentrisch in dem Sprühauslass 19 angeordnet. Da der zu beschichtende Gegenstand 20 durch eine nicht dargestellte Einrichtung mit der Erde verbunden ist, zieht er die elektrostatisch aufgeladenen, in dem Sprühgemisch 18 enthaltenen Partikel des Beschichtungsmaterials 13 an.

Die Funktionen der Fördereinrichtungen 11 und 15 sowie der Hochspannungseinrichtung 22 werden von einer Steuereinrichtung 30 gesteuert. Die Steuereinrichtung 30 weist ein Ein-/Ausgabemodul 31, eine Prozessoranordnung 32 und Speichermittel 33 auf, die jeweils durch nicht gezeigte Verbindungen untereinander verbunden sind. Die Steuereinrichtung 30 wird durch ein Betriebssystem sowie durch Software-Module betrieben, die in dem Speichermittel 33 gespeichert sind und deren Programmcode-Sequenzen durch die Prozessoranordnung 32 ausgeführt werden. Die Prozessoranordnung 32 besteht beispielsweise aus einem oder mehreren Signalprozessoren. Das Speichermittel 33 umfasst beispielsweise RAM-Module (RAM = Random Access Memory) für temporär zu speichernde Daten sowie Flash-Memory-Module und/oder ROM-Module (ROM = Read Only Memory) für langfristig zu speichernde Daten. Es ist jedoch auch möglich, dass die Steuereinrichtung 30 aus analogen Steuerungselementen aufgebaut ist, beispielsweise aus analogen Regelkreisen und dergleichen. Erfindungsgemäß aufgebaute Bestandteile einer solchen analogen Steuereinrichtung werden später anhand der Fig. 2 und 3 noch erläutert.

Über einen Geber 34, verbunden mit einem Leitung 35 mit der Steuereinrichtung 30, wird dieser von einen Bediener vorgegeben, wieviel des Sprühgemisches 18 auf dem zu beschichtenden Gegenstand 20 aufspritzt werden soll. Der Geber 34 ist z. B. ein Fingerschalter, der in einem Handgriff eines pistolenartigen Handsprühgerätes angeordnet ist. Die Mischungseinrichtung 14, der Sprühauslass 19 sowie die Aufladeelektrode 21 und die Hochspannungseinrichtung 22 sind dann vorzugsweise ebenfalls in dem Handsprühgerät angeordnet, während der Behälter 10 Teil einer vorzugsweise fahrbaren Versorgungseinheit ist, die auch die Fördereinrichtungen 11 und 15 sowie die Steuereinrichtung 30 umfassen kann. Die Versorgungseinheit und das Handsprühgerät sind durch Schläuche und elektrische Leitungen miteinander verbunden. Es ist jedoch auch möglich, dass die Fördereinrichtungen 11 und 15 sowie die Steuereinrichtung 30 ebenfalls in dem Handsprühgerät untergebracht sind oder dass anstatt eines Handsprühgerätes ein Sprühgerät eingesetzt wird, das beispielsweise Teil eines Lackier-Roboters ist.

Die Steuereinrichtung 30 steuert über eine Leitung 36 die Fördereinrichtung 11 sowie über ein Leitung 37 die Fördereinrichtung 15. Über eine Leitung 38 erhält die Steuereinrichtung 30 von einem Abstandssensor 39, z. B. einem Radar-, Infrarot oder Ultraschall-Sensor, Abstandswerte über den jeweiligen Abstand zwischen dem Sprühauslass 19 und dem Gegenstand 20. In Abhängigkeit der jeweiligen Abstandswerte gibt die Steuereinrichtung 30 der Hochspannungseinrichtung 22 über eine Leitung 40 Vorgabewerte über die jeweils an der Aufladeelektrode 21 einzustellenden Aufladespannung. Dabei stellt die Hochspannungseinrichtung 22 den Aufladestrom entsprechend ein und verhindert so, dass ein möglicherweise das Beschichtungsmaterial 13 entzündender Hochspannungsüberschlag zwischen Aufladeelektrode 21 und zu beschichtenden Gegenstand 20 stattfindet. Diese Gefahr wird deutlich, wenn man sich vor Augen hält, dass zur Beschichtung von Außenflächen - bei ausreichendem Arbeitsabstand - Hochspannungswerte von etwa 90000 Volt bis 100.000 Volt.

üblich sind, die durch Aufladeströme bis ca. 100 Mikroampere eingestellt werden.

Bei hohem Aufladestrom können viele Partikel des Beschichtungsmaterials 13 elektrostatisch aufgeladen werden, bei niedrigem Aufladestrom entsprechend weniger. Daher steuert die Steuereinrichtung 30 die Fördereinrichtungen 11 und 15 so an, dass das Sprühgemisch 18 stets soviele Partikel enthält, wie entweder durch ausreichende elektrostatische Aufladung oder durch die Druckluft 17 einwandfrei zu dem Gegenstand 20 gefördert werden können. Dazu erfasst die Steuereinrichtung 30 die von dem Abstandssensor 39 gelieferten Abstandswerte und wertet diese aus. In Abhängigkeit der Abstandswerte gibt die Steuereinrichtung 30 der Fördereinrichtung 11 dann vor, bei größerem Arbeitsabstand die Fördermenge des Beschichtungsmaterials 13 zu erhöhen, bei kleinerem Arbeitsabstand zu verringern. Dazu kann die Fördereinrichtung 11 beispielsweise eine Kaskade von Ventilen zu- oder abschalten, zwischen unterschiedliche Mengen durchlassenden Ventilen umschalten oder auch ein Magnetventil kontinuierlich weiter öffnen oder schliessen. Durch die Ansteuerung der Fördereinrichtung 11 ist es möglich, dass die Fördereinrichtung 15 ungesteuert arbeitet, also eine gleichbleibende Menge Druckluft 17 fördert.

Es ist auch möglich, dass die Steuereinrichtung 30 zusätzlich oder alternativ zur oben dargestellten Steuerung der Fördereinrichtung 11 der Fördereinrichtung 15 vorgibt, bei geringerem Arbeitsabstand die Fördermenge der Druckluft 17 zu erhöhen, so dass das in dem Sprühgemisch 18 enthaltene Beschichtungsmaterial mit höherem Druck zu dem Gegenstand 20 gefördert wird und zugleich der Anteil des Beschichtungsmaterials an dem Sprühgemisch 18 absinkt. Zur feineren Dosierung des Sprühgemisches 18 kann die Steuereinrichtung 30 jedoch auch bei geringeren Arbeitsabständen nicht nur die Fördereinrichtung 11 zurückregeln, sondern zusätzlich auch die Druckluft über die Fördereinrichtung 15, so dass insgesamt weniger Sprühgemisch 18 den Sprühauslass 19 durchströmt.

In einer bevorzugten Variante der Erfindung stellt die Hochspannungseinrichtung 22 die jeweils einzustellenden Aufladeströme unabhängig von der Steuereinrichtung 30 selbst ein. Die sich einstellende Aufladespannung gibt die Hochspannungseinrichtung 22 über eine Leitung 41 an eine Anzeigeeinrichtung 42 weiter, die den jeweiligen Aufladespannungswert z. B. mit Hilfe einer Leuchtdiodenkette oder einer Flüssigkristall-Anzeige anzeigt. Ferner werden die Aufladespannungswerte über eine Leitung 43 an die Steuereinrichtung 30 weitergegeben. Diese kann dann anhand der Aufladespannungswerte den jeweiligen Arbeitsabstand zwischen Aufladeelektrode 21 und dem zu beschichtenden Gegenstand 20 ermitteln und, wie oben dargestellt, in Abhängigkeit des Arbeitsabstandes, repräsentiert durch den Aufladespannungswert, die Fördereinrichtungen 11 und 15 steuern. Der Abstandssensor 39 ist dann nicht erforderlich.

Über eine Stelleranordnung 44, die z. B. Potentiometer umfasst und über eine Leitung 45 mit der Steuereinrichtung 30 verbunden ist, können der Steuereinrichtung 30 Vorgabewerte für das Mischungsverhältnis zwischen Beschichtungsmaterial 13 und Druckluft 17 für das Sprühgemisch 18 vorgeben werden, nach deren Vorgabe die Steuereinrichtung 30 die Förderleistung der Fördereinrichtungen 11 und 15 einstellt.

Ferner zeigt Fig. 1 eine Beleuchtungseinrichtung 47, die z. B. aus einer Glühlampe oder einer Anordnung hell leuchtender Leuchtdioden besteht und über eine Leitung 46 von der Steuereinrichtung 30 zur Beleuchtung des Gegenstandes 20 eingeschaltet wird. Die Beleuchtungseinrichtung 47 stellt an sich schon einen erfinderischen Gedanken dar. Ferner ist es möglich, dass die Steuereinrichtung 30 die Beleuchtungseinrichtung 47 in Abhängigkeit des jeweiligen Arbeitsabstandes in ihrer Helligkeit dimmt sowie auch ein- oder ausschaltet.

Sowohl für die Steuerung der Fördereinrichtung 11 als auch für die Steuerung der Fördereinrichtung 15, jeweils separat oder in Abhängigkeit voneinander, sind verschiedene kontinuierliche oder stufige Stellwerte vorgebende Regelcharakteristiken möglich. Beispielsweise kann ein kontinuierlich arbeitendender Proportionalregler wie in Fig. 2 oder ein Zweipunktregler wie in Fig. 3 eingesetzt werden. Im Gegensatz zu der anhand von Fig. 1 hauptsächlich beschriebenen Lösung sind die Regler in den Fig. 2 und 3 nicht digital, sondern analog ausgeführt.

Der Proportionalregler in Fig. 2 besteht im Wesentlichen aus je einer Verstärkeranordnung zur Einstellung der Steilheit der Regelkurve sowie zu deren Parallelverschiebung. Die Verstärkeranordnung zur Einstellung der Steilheit der Regelkurve weist einen Operationsverstärker 60 auf, dessen P- Eingang über einen Widerstand 61 mit Masse verbunden ist und dessen N-Eingang über einen Widerstand 62 mit einer Eingangsspannung U1 versorgt wird. Die Eingangsspannung U1 wird beispielsweise von dem Abstandssensor 39 oder der Anzeigeeinrichtung 42 geliefert und entspricht dem jeweiligen Aufladespannungswert an der Aufladeelektrode 21 und damit z. B. dem Abstand zwischen Aufladeelektrode 21 und dem zu beschichtenden Gegenstand 20. Der Operationsverstärker 60 verstärkt die an N-Eingang anliegende Spannung zu einer Ausgangsspannung UA60 an seinem Ausgang, wobei die Verstärkungswirkung durch einen regelbaren Widerstand 63 einstellbar ist, der in die Rückkopplungsschleife zwischen den N-Eingang und den Ausgang des Operationsverstärkers 60 geschaltet ist. Ferner ist parallel zu dem Widerstand 63 ein Kondensator 64 in die Rückkopplungsschleife geschaltet, der eine Dämpfung hoher Frequenzen der Ausgangsspannung UA60 bewirkt.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 60 ist über einen Widerstand 65 mit dem N-Eingang eines Operationsverstärkers 70 verbunden, so dass an diesem eine Eingangsspannung UE70 anliegt. Ferner wird der Operationsverstärker 70 mit positiver Versorgungsspannung +UC und negativer Versorgungsspannung -UC zur Einstellung bipolarer Aussteuerbereiche am Ausgang des Operationsverstärkers 70 versorgt. Der P-Eingang des Operationsverstärkers 70 ist über einen Widerstand 71 mit Masse verbunden, während der Ausgang des Operationsverstärkers 70 über einen Widerstand 72 mit dem N-Eingang rückgekoppelt wird. Über einen regelbaren Widerstand 73 wird von der negativen Versorgungsspannung -UC eine einstellbare Spannung UE71 abgegriffen, die an einem mit dem N-Eingang des Operationsverstärkers 70 verbundenen Widerstands 73 anliegt, so dass insgesamt eine invertierende Additionsschaltung gebildet wird. Diese addiert die Spannung UA60 gemäß dem Verhältnis der Widerstände 72 zu 65 und die Spannung UE71 gemäß dem Verhältnis der Widerstände 72 zu 74 zu einer Ausgangsspannung UA70 am Ausgang des Operationsverstärkers 70. Die Spannung UA60 wird also invertiert und parallel verschoben.

Über einen Widerstand 75 ist ein durch eine Magnetspule angedeutetes Magnetventil 76 an den Ausgang des Operationsverstärkers 70 angeschlossen, an dem die zu der Ausgangsspannung UA70 in deren positivem Bereich proportionale Spannung U2 anliegt. Bei hoher Spannung U2 wird das Magnetventil 76 geöffnet, bei niedriger Spannung U2 geschlossen. Das Magnetventil 76 ist z. B. Bestandteil der Fördereinrichtungen 11 oder 15 und hat eine proportional zu der Ausgangsspannung UA70 mehr oder weniger geöffnete Durchlassöffnung, durch die z. B. das Beschichtungsmaterial, das Beschichtungsmaterial mitnehmende Förderluft oder Druckluft strömen kann.

Wird die Aufladeelektrode 21 sehr nahe an den zu beschichtenden Gegenstand 20 herangeführt, sinkt die Aufladespannung und damit die Spannung U1 unter einen kritischen Wert. Die Schaltung in Fig. 2 steuert dann die Ausgangsspannung UA70 auf "0", so dass das Magnetventil 76 ganz geschlossen wird und kein Beschichtungsmaterial und/oder keine Druckluft mehr zu dem Sprühauslass 19 gelangt. Durch eine zu dem Magnetventil 76 parallel geschaltete Freilaufdiode 77 kann nach dem Abschalten der durch eine Magnetspule des Magnetventils 76 geführte Strom bis zu seinem vollständigen Abfallen auf "0" weiterfließen.

Fig. 3 zeigt eine Verstärkeranordnung bestehend aus einem Operationsverstärker 80, dessen P-Eingang über einen Widerstand 81 mit Masse verbunden ist und dessen N-Eingang über einen Widerstand 82 mit der Fig. 2 bekannten Eingangsspannung U1 versorgt wird. Der Operationsverstärker 80 verstärkt die an N-Eingang anliegende Spannung zu einer Ausgangsspannung UA80 an seinem Ausgang, wobei die Verstärkungswirkung durch einen regelbaren Widerstand 83 einstellbar ist, der in die Rückkopplungsschleife zwischen den N-Eingang und den Ausgang des Operationsverstärkers 80 geschaltet ist.

Über einen Widerstand 84 sind jeweils die P-Eingänge eines Operationsverstärkers 90 und eines Operationsverstärkers 100 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 80 verbunden. Dem Operationsverstärker 90 ist eine Schaltung nachgeschaltet, die auf einen Relaisschalter 85 zum Ein- und Ausschalten einer Versorgungsspannung UV wirkt. Diese liegt dann an einem Relaisschalter 86 an, der durch eine von dem Operationsverstärker 100 gesteuerten Schaltung geschaltet wird. Der Relaisschalter 86 legt über Umschaltkontakte die Versorgungsspannung UV entweder an eine Spule eines Ventils 87 oder eine Spule eines Ventils 88 an. Die Ventile 87 und 88 sind beispielsweise Bestandteile der Fördereinrichtungen 11 und 15 und weisen unterschiedlich große Durchlassöffnungen auf, so dass je nach Ventil mehr oder weniger Beschichtungsmaterial 13 oder Druckluft 17 gefördert wird. Durch einen regelbaren Widerstand 91 kann an den N-Eingang des Operationsverstärkers 90 eine einstellbare Eingangsspannung angelegt werden, die über den Widerstand 91 von einer Versorgungsspannung UC abgegriffen wird.

Entsprechend der Vorgabe durch diese Eingangsspannung liegt eine durch den Operationsverstärker 90 gebildete Ausgangsspannung UA90 an dessen Ausgang an, der über einen Widerstand 92 mit der Basis eines Transistors 93 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 93 ist mit Masse verbunden, der Kollektor mit der Spule 94 des Relaisschalters 85 sowie mit einer zu dieser parallel geschalteten Freilaufdiode 95. Weiter sind die Spule 94 und der Relaisschalter 85 jeweils mit der Versorgungsspannung UC verbunden. In Abhängigkeit von der durch den Widerstand 91 beeinflussbaren Ausgangsspannung UA90 sperrt der Transistor 93 oder wird leitend, so dass ein Strom über die Spule 94 des Relaisschalters 85 fliessen kann, dieser geschlossen wird und die Versorgungsspannung UV an dem Relaisschalter 86 anliegt.

Bei abfallender Eingangsspannung U1, beispielsweise bei Annäherung der Aufladeelektrode 21 an den zu beschichtenden Gegenstand 20, fällt die durch den Widerstand 91 auf einen Arbeitspunkt einstellbaren Ausgangsspannung UA90 unter einen kritischen Wert, so dass der Transistor 93 sperrt, die Spule lediglich über die Freilaufdiode 95 noch kurzzeitig stromführend ist und der Relaisschalter 85 in seine in Fig. 3 gezeigte Ruhestellung abfällt. Da darin keines der Ventile 87 oder 88 stromdurchflossen ist, sind deren Durchlassöffnungen gesperrt und es kann keine Druckluft 17 und/oder keine Beschichtungsmaterial 13 mehr zu dem Sprühauslass 19 gelangen.

Die Schaltung um den Operationsverstärker 100 ist analog zu der Schaltung um den Operationsverstärker 90 aufgebaut, wobei die Bezugszeichen der Bauteile jeweils um "10" erhöht sind. Ein Widerstand 101 entspricht also dem Widerstand 91, ein Widerstand 102 dem Widerstand 92, ein Transistor 103 dem Transistor 93, eine Freilaufdiode 105 der Freilaufdiode 95 sowie eine Spule 104 der Spule 94, wobei die Spule 104 auf den Relaisschalter 86 wirkt. Durch Verstellen des Widerstandes 101 kann der Umschaltpunkt des Transistors 103 in Abhängigkeit von der Eingangsspannung U1 verstellt werden, wobei der Transistor 103 bei hoher Eingangspannung U1 leitend ist und den Relaisschalter 86 zur Versorgung der Spule des Ventils 87 umschaltet und bei niedriger Eingangspannung U1 sperrt, der Relaisschalter 86 in seine Ruhestellung abfällt und die Spule des Ventils 88 mit der Versorgungsspannung UV verbindet.

Durch Veränderung des Widerstandes 83 kann die Spannung UA80 beeinflusst werden, so dass sowohl der Schaltpunkt Transistors 93 als auch der des Transistors 103 gemeinsam und gleichwirkend verändert werden.

Claims (15)

1. Steuereinrichtung (30) zur Steuerung eines Sprühgemisches (18) aus Fördermedium (17) und Beschichtungsmaterial (13) für ein Sprühgerät zum elektrostatischen Sprühbeschichten eines Gegenstandes (20) mit dem Beschichtungsmaterial (13), wobei das Beschichtungsmaterial (13) durch eine Aufladeelektrode (21) des Sprühgerätes auf eine einstellbare Aufladespannung zwischen der Aufladeelektrode (21) und dem zu beschichtenden Gegenstand (20) elektrostatisch aufgeladen wird und durch einen Sprühauslass (19) des Sprühgerätes auf den Gegenstand (20) gesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (30) Erfassungsmittel (31, 39) zur Erfassung des jeweiligen Abstandes zwischen dem Sprühauslass (19) des Sprühgerätes und dem Gegenstand (20) oder eines von dem Abstand abhängenden Parameters aufweist, und dass die Steuereinrichtung (30) Stellmittel (32, 31) zur Einstellung zumindest eines Bestandteils des Sprühgemisches (18) in Abhängigkeit des jeweiligen Abstandes aufweist.

2. Steuereinrichtung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (30) zur Erfassung und zur Auswertung des jeweils eingestellten Aufladespannungswertes als Parameter des jeweiligen Abstandes zwischen dem Sprühauslass (19) des Sprühgerätes und dem Gegenstand (20) ausgestaltet ist.

3. Steuereinrichtung (30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (32, 31) als den zumindest einen Bestandteil den Anteil des Beschichtungsmaterials (13) an dem Sprühgemisch (18) einstellen.

4. Steuereinrichtung (30) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (32, 31) als den zumindest einen Bestandteil den Anteil des Fördermediums (17) an dem Sprühgemisch (18) einstellen.

5. Steuereinrichtung (30) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (32, 31) den zumindest einen Bestandteil kontinuierlich, insbesondere proportional, einstellen.

6. Steuereinrichtung (30) nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (32, 31) den zumindest einen Bestandteil in zumindest zwei Stufen einstellen.

7. Steuereinrichtung (30) nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (32, 31) eine Parametriereinrichtung (44) zur Beeinflussung der Wirkungsweise der Stellmittel (32, 31), insbesondere zur Einstellung von Schaltpunkten und/oder zur Einstellung von zumindest einem Mischungsverhältnis von Fördermedium (17) und Beschichtungsmaterial (13) für das Sprühgemisch, aufweisen.

8. Steuereinrichtung (30) nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (32, 31) derart ausgestaltet sind, dass sie zur Beeinflussung des zumindest eines Bestandteils des Sprühgemisches (18) zwischen zumindest zwei Zufuhreinrichtungen (87, 88), insbesondere Ventilen, für das Fördermedium (17) und/oder für das Beschichtungsmaterial (13) umschalten können, wobei die Zufuhreinrichtungen (87, 88) jeweils zur Zufuhr unterschiedlicher Mengen des Fördermediums (17) oder des Beschichtungsmaterials (13) voreingestellt sind.

9. Steuereinrichtung (30) nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (32, 31) derart ausgestaltet sind, dass sie zur Beeinflussung des zumindest eines Bestandteils des Sprühgemisches (18) zumindest eine kontinuierlich einstellbare Zufuhreinrichtung (76), insbesondere ein Magnet-Ventil, für das Fördermedium (17) und/oder für das Beschichtungsmaterial (13) steuern.

10. Steuereinrichtung (30) nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (32, 31) derart ausgestaltet sind, dass die Steuereinrichtung (30) bei Unterschreiten eines vorbestimmten Abstandes und/oder vorbestimmten Aufladespannungswertes die Zufuhr des Sprühgemisches (18) zu dem Sprühauslass (19) abschaltet.

11. Steuereinrichtung (30) nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsmittel (31, 39) den jeweils eingestellten Aufladespannungswert an einer für den Aufladespannungswert vorgesehenen Anzeigeeinrichtung erfassen.

12. Sprühgerät zum elektrostatischen Sprühbeschichten eines Gegenstandes (20) mit Beschichtungsmaterial (13) mit einer Steuereinrichtung (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 11.

13. Sprühgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprühgerät eine Beleuchtungseinrichtung (47) zum Beleuchten des zu beschichtenden Gegenstandes (20) aufweist.

14. Verfahren zur Steuerung eines Sprühgemisches (18) aus Fördermedium (17) und Beschichtungsmaterial (13) für ein Sprühgerät zum elektrostatischen Sprühbeschichten eines Gegenstandes (20) mit dem Beschichtungsmaterial (13), wobei das Beschichtungsmaterial (13) durch eine Aufladeelektrode (21) des Sprühgerätes auf eine einstellbare Aufladespannung zwischen der Aufladeelektrode (21) und dem zu beschichtenden Gegenstand (20) elektrostatisch aufgeladen wird und durch einen Sprühauslass (19) des Sprühgerätes auf den Gegenstand (20) gesprüht wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (30) den jeweiligen Abstand zwischen dem Sprühauslass (19) des Sprühgerätes und dem Gegenstand (20) oder einen von dem Abstand abhängenden Parameter erfasst und auswertet und dass die Steuereinrichtung (30) zumindest einen Bestandteil des Sprühgemisches (18) in Abhängigkeit des jeweiligen Abstandes einstellt.

15. Programm-Modul für ein Sprühgerät zur Steuerung eines Sprühgemisches (18) aus Fördermedium (17) und Beschichtungsmaterial (13) zum elektrostatischen Sprühbeschichten eines Gegenstandes (20) mit dem Beschichtungsmaterial (13), wobei das Beschichtungsmaterial (13) durch eine Aufladeelektrode (21) des Sprühgerätes auf eine einstellbare Aufladespannung zwischen der Aufladeelektrode (21) und dem zu beschichtenden Gegenstand (20) elektrostatisch aufgeladen wird und durch einen Sprühauslass (19) des Sprühgerätes auf den Gegenstand (20) gesprüht wird und wobei das Programm-Modul Programmcode enthält, der von einem Steuermittel (31) des Sprühgerätes ausgeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm-Modul Erfassungsmittel (31, 39) zur Erfassung und Auswertemittel zur Auswertung des jeweiligen Abstandes zwischen dem Sprühauslass (19) des Sprühgerätes und dem Gegenstand (20) oder eines von dem Abstand abhängenden Parameters aufweist, und dass das Programm-Modul Stellmittel (32, 31) aufweist, die derart ausgestaltet sind, dass das Programm-Modul das Sprühgerät zur Einstellung zumindest eines Bestandteils des Sprühgemisches (18) in Abhängigkeit des jeweiligen Abstandes anweisen kann.