DE10120077B4

DE10120077B4 - Beschichtungssystem für die automatisierte Beschichtungstechnik

Info

Publication number: DE10120077B4
Application number: DE10120077A
Authority: DE
Inventors: Gero Weckerle; Stefan Schmidgall
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2021-04-25
Also published as: DE10120077A1

Abstract

Beschichtungssystem für die automatisierte Beschichtungstechnik mit einer Vielzahl von Beschichtungsstoff-Vorratsbehältern und einem mit diesen über eine Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) verbundenen Applikationsorgan (10) zum Auftragen des Beschichtungsstoffes auf einen zu beschichtenden Gegenstand, mindestens einem in der Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) angeordneten ersten Beschichtungsstoff-Wechselsystem (1) zur Umschaltung der Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) zwischen verschiedenen Beschichtungsstoff-Vorratsbehältern und wobei der Beschichtungsstoff unmittelbar oder über ein flüssiges oder gasförmiges Trennmedium mit einem Schiebemedium (17) zur Förderung des Beschichtungsstoffes zum Applikationsorgan (10) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung des Beschichtungsstoffes zum Applikationsorgan und zur Dosierung des Beschichtungsstoffauftrags außerhalb der Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) eine Dosierpumpe (32) angeordnet ist, durch die eine Schiebemittelleitung (130) mit dem Schiebemedium (17) beaufschlagbar ist, wobei die Schiebemittelleitung (130) in die Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5') mündet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Beschichtungssystem sowie ein Beschichtungsverfahren für die automatisierte Beschichtungstechnik. Derartige Beschichtungssysteme und Beschichtungsverfahren werden im gesamten Bereich der Produktion von Gegenständen, beispielsweise in der Automobilindustrie, eingesetzt.

In der automatisierten Beschichtungstechnik spielen schnelle und umweltfreundliche Beschichtungsstoff-Wechsel eine große Rolle. Hierbei muß im allgemeinen eine Beschichtungsstoff-Leitung entleert, gereinigt und wieder mit einem anderen Beschichtungsstoff befüllt werden. So sind beispielsweise in der Automobilindustrie Farbwechsel in kürzester Zeit mit geringen Farb- und Spülmittelverlusten gefordert. Gleichzeitig werden hohe Anforderungen an die exakte Dosie rung der aufzutragenden Farbe gestellt.

Nach dem Stand der Technik werden zur Farbversorgung bzw. Dosierung der Farbmenge Zahnradpumpen oder Farbmengenregler eingesetzt. Diese Bauteile befinden sich im Farbversorgungssystem zwischen dem Farbwechsler und dem jeweiligen Zerstäuber. Mit jedem Farbwechsel müssen also auch die Zahnradpumpen bzw. Farbmengenregler gereinigt und sauber gespült werden. Zahnradpumpen besitzen zwar eine hohe Dosiergenauigkeit, jedoch sind sie sehr schlecht spülbar. Farbmengenregler dagegen sind zwar gut spülbar, besitzen jedoch eine unzureichende Dosiergenauigkeit.

Ein derartiges Beschichtungssystem nach dem Stand der Technik ist in 1 dargestellt. In 1 bezeichnet 1 einen Farbwechsler, der eine Vielzahl von Farbzuleitungen 22 bis 26 aufweist, die an einem zentralen Farbrohr angeordnet sind (die Farbleitungen sind der Übersichtlichkeit halber nur teilweise mit Bezugszeichen versehen). Weiterhin weist der Farbwechsler eine Spülmittelleitung V1, 20 sowie eine Druckluftleitung PL1, 21 auf, über die das Farbrohr und die nachgeschalteten Farbleitungen gespült und gereinigt werden können.

In der Farbleitung in Flußrichtung der Farbe hinter dem Farbwechsler 1 ist ein Farbdruckregler 12 und eine Dosierstation 2 angeordnet. Die Dosierstation 2 besitzt eine Pumpe 32, die über einen Motor 30 angetrieben wird. Um die Pumpe befindet sich ein By-pass 31. Der Ausgang der Pumpe 32 und des By-passes 31 münden in die Farbleitungen 3, 5 und 13. Die Farbleitungen 3, 5 und 13 erstrecken sich bis zu einem Zerstäuber 10, über den die Farbe auf den Gegenstand aufgetragen wird. Unmittelbar vor dem Zerstäuber 10 ist ein Drucksensor 9 angeordnet, über den der Farbdruck erfaßt und anschließend geregelt werden kann. In der Farbleitung 3 sind weiterhin eine Molchparkstation 4 und eine Molchparkstation 8 angeordnet.

Bei diesem Stand der Technik (1) wird zuerst eine Farbe 6 aus einer der Farbzuleitungen 22 bis 26 in die Farbleitung 3 und die Farbleitung 5 transportiert. Die Farbe 6 schiebt den Molch beim Passieren der Molchwechselstation 4 in die Farbleitung 5 vor sich her. In der Molchparkstation 8 wird ein Molch 7 aus den Farbleitungen 3 und 5 ausgerückt, bzw. dort sind die Farbleitungen 3 und 5 beispielsweise mit erweitertem Querschnitt so gestaltet, daß der Molch 7 diese nicht mehr abdichtet, so daß nunmehr die Farbe 6 bis zum Zerstäuber durch eine Farbleitung 13 mittels der Pumpe 32 transportiert werden kann. Wenn der Farbauftrag durch den Zerstäuber 10 beendet ist, wird der Molch 7 wieder in die Leitung 5 eingerückt und mit Spülmittel bzw. Preßluft aus den Anschlüssen 28 bzw. 27 beaufschlagt und dadurch die in der Farbleitung 5 befindlichen Reste der Farbe 6 über das Trennmedium wieder in die entsprechende Farbzuleitung 22 bis 26 zurückgedrückt. Erreicht der Molch die Molchparkstation 4, so wird der Molch wieder in derselben aufgefangen und umströmt. Zusätzlich wird die Farbleitung 13 zwischen dem Zerstäuber 10 und der Molchparkstation 8 über den Spülmittelanschluß 28, den Druckluftanschluß 27 und eine Abführleitung 11 gereinigt. Daraufhin können eine erneute Farbdosierung und ein erneuter Farbauftrag erfolgen.

Nachteilig hieran ist, daß das Dosiersystem, nämlich die Pumpe 32, sich in der Farbleitung befindet und folglich mit Farbe befüllt wird. Daher muß auch die Pumpe 32 von Farbe gereinigt werden, um Farbver schleppungen zu vermeiden. Da die entsprechenden Pumpen jedoch nur sehr schwierig totraumfrei ausgeführt werden können, ist die Gefahr von Farbverschleppungen in den nächsten Beschichtungszyklus groß.

Weiterhin ist es notwendig, die gesamte Farbleitung 5 mit Spülmittel und Druckluft zu beaufschlagen, um den Molch zurück in die Molchparkstation 4 zu drücken und gleichzeitig die Farbleitung 5 von der Farbe 6 zu reinigen. Für diesen Vorgang wird Zeit benötigt, so daß die Taktzyklen dieses Beschichtungssystems erheblich verlängert werden.

Alternativ sind auch Systeme bekannt, bei denen das nächste zu applizierende Farbmaterial als Druckmedium verwendet wird, ohne dazwischen einen Spülvorgang anzusetzen ( DE 197 42 588 A1 ). In diesem Falle wirkt der Molch als Trennelement zwischen zwei verschiedenen Farben bzw. gegebenenfalls zwischen einer aufzutragenden Farbe und einem Druckmedium. Das Druckmedium wird jedoch weiterhin durch eine Pumpe befördert, die sich in der Farbleitung befindet, mit allen Nachteilen bezüglich Farbverschleppungen.

Die EP 0 935 999 A1 zeigt ein Beschichtungssystem, bei dem ein Trennelement zwischen einem aufzutragenden Beschichtungsstoff und einem gasförmigen und/oder flüssigen Schiebemedium angeordnet ist. Auch in diesem Falle wird das Druckmedium über das gemeinsame Farbrohr eines Farbwechselsystems der Beschichtungsleitung zugeführt, so daß sich das Dosiersystem in der Beschichtungsleitung selbst befindet.

Auch hier erfolgt die Dosierung mittels einer im Farbstrom angeordneten Dosierpumpe, denn das Dosiersystem ist unmittelbar vor dem Zerstäuber angeordnet und steht in direktem Kontakt mit dem Beschichtungsmaterial. Dieses Dosiersystem muß daher bei jedem anstehenden Farbwechsel sauber gespült werden.

In der EP 0 888 825 A2 wird ebenfalls eine Lack-Dosiereinrichtung verwendet. Auch in diesem Falle befindet sich die Dosiereinrichtung, wie in 1 zu erkennen ist, immer im Farbstrom selbst.

Die US 5 221 047 A offenbart ein Farbversorgungssystem, bei dem ein Molch im Kreislauf betrieben wird. Nach dieser Druckschrift wird folgendermaßen der Lack dosiert:

a) die Farbleitung wird mit Farbe gefüllt und ein Molch hinter der Farbsäule eingesetzt,
b) dieser Molch wird in Richtung Zerstäuber mit Spülmittel transportiert,
c) dieser Spülprozeß wird mit dem Einsetzen eines Führungsmolches beendet, der von der Farbe gefördert wird,
d) gefördert wird in der US 5 221 047 A mit einem konstanten Farbvordruck, Schiebeluft (soft air) oder Druckluft.

In letzterem Fall wird mit einem Farbdruckregler dosiert, der sich wiederum im Farbstrom vor dem Zerstäuber befindet. Die Kontinuität des Farbstroms beim Farbwechsel wird jedoch im wesentlichen durch gleichmäßige Farbvordrücke und die Kapazität der Farbleitungen gewährleistet.

Die US 5 221 047 A verwendet folglich zur Farbmengen kontrolle und -regelung einen Farbdruckregler, der sich im Farbstrom vor dem Zerstäuber befindet und bei jedem Farbwechsel gespült werden muß. Ein derartiger Farbdruckregler besitzt jedoch große Nachteile, da er lediglich als Drossel wirkt und lediglich die Förderung von Farbmengen ermöglicht, die aufgrund des momentanen Vordrucks möglich sind. Dies führt zur Gefahr von Unterbeschichtungen. Der Farbvordruck in den Ringleitungen schwankt folglich aufgrund der ungleichmäßigen Leistungen der Versorgungspumpen unterschiedlich stark, wodurch auch die Farbmenge, die gefördert wird, schwankt. Es ist daher aufgrund der Trägheit der Farbdruckregler keine konstante Förderung möglich. Bei heutigen Anforderungen an die Dosiergenauigkeit scheiden daher in modernen Lackiersystemen Farbdruckregler zur Dosierung des Beschichtungsmateriales aus.

Die DE 34 40 381 C2 zeigt einen Kolbendosierer zur Lackförderung. Dieser wird direkt mit Lack befüllt und ist unmittelbar mit Lack im Kontakt. Die Förderpumpe befindet sich in der Verbindungsleitung zwischen einem Zwischenbehälter und einem Zerstäuber, wobei der Zylinder der Förderpumpe zum wechselweisen Ansaugen von Lack aus dem Vorratsbehälter oder Zuführen des Lackes aus dem Zwischenbehälter zu einer Sprühvorrichtung dient. Während des Saughubes wird dabei eine bestimmte Menge Lack in den Zwischenbehältern eingesaugt. Die DE 34 40 381 C2 offenbart also einen Kolbendosierer zur Lackförderung, der direkt mit Lack gefüllt wird und sich im Farbstrom befindet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Beschichtungssystem sowie ein Beschichtungsverfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem bei kurzen Taktzyklen unter geringsten Verlusten von Spülmittel und Druckluft eine sichere beschichtungsstoffverschleppungsfreie Dosierung des Beschichtungsstoffes durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das Beschichtungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und durch das Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 33 jeweils in Verbindung mit ihren kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Beschichtungssystems und des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß ist außerhalb der Beschichtungsstoff-Leitung eine Dosierpumpe als Fördereinrichtung, beispielsweise ein Zylinder mit Stempel, angeordnet, die eine Schiebemediumleitung mit einem separaten Schiebemedium beaufschlagt. Die Schiebemediumleitung mündet in die Beschichtungsstoff-Leitung. Die Dosierpumpe kommt nunmehr lediglich mit dem Schiebemedium in Kontakt und muß daher nicht weiter gereinigt werden zwischen einzelnen Beschichtungszyklen. Die Trennung zwischen dem Schiebemedium und dem Beschichtungsmaterial erfolgt dabei dadurch, daß entweder Schiebemittel und Beschichtungsstoff nicht oder kaum miteinander mischbar sind oder durch ein spezielles gasförmiges oder flüssiges Trennmedium, z.B. eine Flüssigkeits- oder Gasblase, das nach Dosierung des Beschichtungsstoffes in der für den Beschichtungszyklus erforderlichen Menge in die Beschichtungsstoff-Leitung hinter diesem Beschichtungsstoff in die Beschichtungsstoff-Leitung eingefügt wird und das dann anschließend durch das Schiebemedium beaufschlagt wird. Das Trennmedium ist dann vorteilhafterweise weder mit dem Schiebemedium noch mit dem Beschichtungs stoff mischbar bzw. kaum mischbar. Dies kann beispielsweise durch die Wahl der Eigenschaften der Paarung von Schiebemedium/Beschichtungsstoff, Schiebemedium/Trennmedium und/oder Trennmedium/Beschichtungsstoff erfolgen. So können beispielsweise polare Medien mit unpolaren Medien kombiniert oder flüssige Schiebemedien bzw. Beschichtungsstoffe mit mit diesen nicht mischbaren flüssigen oder in diesen nicht löslichen gasförmigen Trennmedien kombiniert werden. Auch die Auswahl geeigneter hoher Viskositäten für Schiebemedium oder Trennmedium bzw. geeigneter Oberflächenspannungen für Schiebemedium, Trennmedium und/oder Beschichtungsstoff können die gewünschte geringe Mischbarkeit aneinandergrenzender Medien gewährleisten.

Vorteilhaft ist also, daß die Fördereinrichtung nicht mit dem zu fördernden Beschichtungsmaterial in Berührung kommt und verschiedene Beschichtungsstoffe mit ein und demselben Schiebemedium gefördert werden. Daher muß also die Fördereinrichtung nicht gespült werden. Erfindungsgemäß wird also der Beschichtungsstoff unmittelbar oder unter Zwischenschaltung eines Trennmediums mit dem Schiebemedium beaufschlagt. Bei dem Trennmedium handelt es sich um ein gasförmiges oder flüssiges Trennmedium, nicht jedoch um einen festen Trennkörper (Trennmedium).

Die Fördereinrichtung und die Beschichtungsstoff-Förderung selbst sind folglich voneinander entkoppelt. Die Fördereinrichtung arbeitet dabei sehr verschleißarm, da ihre bewegten Teile nicht mit Beschichtungsstoff (abrasiv) in Kontakt kommen. Insbesondere Schiebezylinder eignen sich durch ihre lineare Schubbewegung für eine hohe Dosiergenauigkeit. Auch Beschichtungsstoffe, die bisher nicht mit Zahn radpumpen dosierbar waren (z.B. UV-Lacke) können hiermit zuverlässig dosiert werden. Auch der Beschichtungsstoff-Verlust beim Beschichtungsstoff-Wechsel wird in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Technik stark reduziert.

Vorteilhafterweise sind das Schiebemedium und/oder das Trennmedium inkompressible Medien, beispielsweise Flüssigkeiten, so daß eine hohe Dosiergenauigkeit erzielt wird, die derjenigen herkömmlicher Systeme in nichts nachsteht.

Vorteilhafterweise können auch zwei Trennmedien in die Beschichtungsstoff-Leitung eingefügt werden. Dabei wird eines der Trennmedien unmittelbar vor Befüllen der Beschichtungsstoff-Leitung mit dem nächsten aufzutragenden Beschichtungsstoff in die Leitung eingefügt und das andere Trennmedium in der beschriebenen Weise als abschließendes Trennmedium hinter den Beschichtungsstoff in die Beschichtungsstoff-Leitung eingefügt. Dadurch ist nun der aufzutragende Beschichtungsstoff sowohl vorne als auch hinten von einem Trennmedium abgegrenzt. Vorteilhaft hieran ist, daß der Einsatz des zusätzlichen vorderen Trennmediums die Reinigungswirkung der Trennmedien innerhalb der Beschichtungsstoff-Leitung weiter verbessert. Zum anderen kann bei einer ausreichenden Anzahl von installierten Trennmedien-Detektoren die Lackmengen-Meßzelle vollständig entfallen, da die Menge des in der Beschichtungsstoff-Leitung befindlichen Beschichtungsstoffes durch die Position des vorderen Trennmediums und des hinteren Trennmediums ausreichend bestimmt ist. Dies hat den Vorteil, daß sich ein Bauteil weniger innerhalb der lackführenden Schlauchabschnitte befindet, so daß eine schnellere und kostengünstigere Reinigung des betreffenden Schlauchab schnittes erfolgen kann. Außerdem ist durch das vorderseitige Trennmedium ein Füllen der Beschichtungsstoff-Leitung ohne Lufteinschlüsse möglich, da die Farbe unmittelbar zwischen den beiden Trennmedien einströmt. Die sich in der Beschichtungsstoff-Leitung befindliche Luft wird von dem vorderen Trennmedium vor diesem hergeschoben und aus der Leitung gedrückt. Es liegt also eine definierte Phasengrenze vor der Beschichtungsstoff-Säule beim Füllen der Leitung vor und verhindert eine Vermischung mit Luft.

Das Schiebemedium kann nach dem Beschichten in die Fördereinrichtung zurückgeschoben werden, beispielsweise indem das Trennmedium auf seiner Vorderseite mit Spülmittel oder Druckluft beaufschlagt wird und das Schiebemedium zurückschiebt.

Die erforderlichen Spülzeiten werden stark verringert, da das Dosierpumpensystem nach dem Stand der Technik nur schlecht spülbar war und daher die Reinigung der Dosierpumpe die Spüldauer des gesamten Systems bestimmte. Auch die erforderlichen Spülmittelmengen werden reduziert.

In gleicher Weise kann ein bisher eingesetzter Beschichtungsstoff-Druckregler vollständig entfallen, wodurch ein weiteres zu reinigendes Bauteil im Beschichtungsstoff-Strom eingespart wird.

Vorteilhaft ist es, wenn die momentane Position des Trennmediums, z.B. die Phasengrenzen zwischen Trennmedium, Beschichtungsstoff und/oder Schiebemedium bzw. zwischen Beschichtungsstoff und Schiebemedium, über Sensoren erfaßt wird, so daß eine genaue Beschichtungsstoff-Mengenüberwachung ermöglicht wird.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn ein zweiter Beschichtungsstoff-Wechsler unmittelbar vor dem Applikationsorgan vorgesehen ist. In diesem Falle kann der überschüssige Beschichtungsstoff nicht, wie bisher üblich, in Richtung des ersten Beschichtungsstoff-Wechslers zurück, sondern in Vorwärtsrichtung in den zusätzlichen Beschichtungsstoff-Wechsler und in an diesen angeschlossene Ringleitungen gedrückt werden.

Auch die Verwendung von Trennmedien, die in einer ersten Einsetzstation für Trennmedien eingesetzt und vor dem Applikationsorgan über eine zweite Station aus der Beschichtungsstoff-Leitung vollständig entnommen und gegebenenfalls verworfen werden, ist möglich.

Eine derartige Station zum Entfernen eines Trennmediums kann vorteilhafterweise auch eine Sammeleinrichtung aufweisen, in der die Trennmedien aufbewahrt werden können. In gleicher Weise kann die Einsetzstation einen Vorratsbehälter aufweisen, in dem Trennmedium, das in die Beschichtungsstoff-Leitung portionsweise eingesetzt werden soll, bevorratet wird. Es ist auch möglich, das Trennmedium gesammelt von der Sammeleinrichtung zu dem Vorratsbehälter in größeren Mengen zu transportieren oder auch über eine separate Leitung zu dem Vorratsbehälter zu transportieren. Dadurch ist es möglich, das Trennmedium im Kreislauf zu führen, wobei jedoch vermieden wird, daß das Trennmedium immer wieder über die Beschichtungsstoff-Leitung selbst in ihre Ausgangsposition gebracht werden muß. Auch hierdurch ergibt sich eine weitere Taktverkürzung für das Beschichtungsverfahren, da der Rücktransport des Trennmediums durch die Beschichtungsstoff-Leitung eingespart werden kann. Außerdem ist eine externe Wäsche des Trennmediums möglich.

Als Beschichtungsstoff-Wechselsystem können herkömmliche Beschichtungsstoff-Wechselsysteme mit einem zentralen Beschichtungsstoff-Rohr verwendet werden. Vorteilhaft können hier jedoch auch Beschichtungsstoff-Wechselsysteme eingesetzt werden, die eine Vielzahl von Beschichtungsstoff-Zuleitungen aufweisen, wobei jede der Beschichtungsstoff-Zuleitungen mit einer eigenen Beschichtungsstoff-Kupplung versehen ist. Weiterhin weist es mindestens eine Beschichtungsstoff-Leitung auf, über die ein gewählter Beschichtungsstoff einem Applikationsorgan zugeführt wird. Die Beschichtungsstoff-Zuleitungen besitzen jeweils Beschichtungsstoff-Kupplungen und die Beschichtungsstoff-Leitung mindestens einen Beschichtungsstoff-Abnehmer, wobei die Beschichtungsstoff-Kupplung und der Beschichtungsstoff-Abnehmer miteinander koppelbar aufgebaut sind, um Farbe von der Beschichtungsstoff-Zuleitung in die Beschichtungsstoff-Leitung fließen zu lassen. Erfindungsgemäß sind die Beschichtungsstoff-Zuleitungen in einer Ebene mit ein oder vorteilhafterweise zwei nebengeordneten Reihen angeordnet. Diese Reihen können linear oder auch kreisbogenförmig angeordnet sein. Weiterhin sind vorteilhafterweise mindestens zwei Beschichtungsstoff-Abnehmer vorgesehen, wobei die Beschichtungsstoff-Abnehmer unabhängig voneinander bewegbar und mit den Beschichtungsstoff-Kupplungen verbindbar sind. Dadurch kann zeitgleich ein Beschichtungsstoff-Abnehmer gereinigt werden, während der andere Beschichtungsstoff-Abnehmer bereits wieder Beschichtungsstoff einem Applikationsorgan zum Beschichten zur Verfügung stellt. Es soll hier darauf hingewiesen werden, daß unter Beschichtungsstoff jegliche Art von Beschichtungsmitteln verstanden werden soll, beispielsweise Lacke, auch Klarlacke, Farben und dergleichen (s.a.

RÖMPP Lexikon Lacke und Druckfarben, Stichwort "Beschichtungsstoffe", Thieme-Verlag 1998).

Durch den Verzicht auf ein zentrales Beschichtungsstoff-Rohr ist die Anzahl der Beschichtungsstoffe, die eingesetzt werden können, nahezu unbegrenzt. Insbesondere wird die zu spülende Strecke durch die Anzahl der Beschichtungsstoffe nicht vergrößert. Dies führt zu minimalem Beschichtungsstoff-Verlust, wenig Spülmittel- und Preßluftverbrauch und auch zu einer geringen Beschichtungsstoff-Verschleppungsgefahr. Das reduzierte zu spülende Volumen führt dazu, daß auch die Spülzeit verkürzt und damit die Taktzeit des Beschichtungsroboters verkürzt werden kann. Das erfindungsgemäße kompakte, selbst arbeitende Beschichtungsstoff-Wechselsystem ermöglicht weiterhin eine einfache Leckageüberwachung.

Die Beschichtungsstoff-Abnehmer können vorteilhafterweise parallel zu den Reihen der Beschichtungsstoff-Kupplungen geführt werden und durch entsprechende seitliche Bewegungen, beispielsweise durch eine Hubbewegung, jeweils an eine Beschichtungsstoff-Kupplung angedockt werden. Damit ist es weiterhin möglich, daß die Beschichtungsstoff-Kupplung und/oder der Beschichtungsstoff-Abnehmer passive Bauteile sind, so daß die pneumatischen Ventile des Standes der Technik vermieden werden. Dadurch ergeben sich eine kompaktere Bauweise, ein geringes Gewicht und folglich auch für derartige kompakter ausgeführte Beschichtungsstoff-Wechselsysteme vollständig neue Einsatzbereiche.

Derartige passive Beschichtungsstoff-Kupplungen besitzen beispielsweise eine Ventilnadel, die im geöffneten Zustand die Öffnung der Beschichtungsstoff- Kupplung verschließt. Diese Ventilnadel kann beispielsweise nach Ankoppeln des Beschichtungsstoff-Abnehmers mittels Preßluft aus ihrem Sitz gedrückt werden, so daß nunmehr der Beschichtungsstoff über die Kupplung fließen kann.

Alternativ kann der Beschichtungsstoff-Abnehmer einen Öffner, beispielsweise einen axial zentral angeordneten Stift, aufweisen, der im angekoppelten Zustand die Ventilnadel aus ihrem Sitz drückt. Weiterhin ist es möglich, den Stift so anzuordnen, daß er in angekoppeltem Zustand durch Druckluft in Richtung der Ventilnadel bewegbar ist und erst nach Druckluftbetätigung die Ventilnadel der Beschichtungsstoff-Kupplung aus ihrem Sitz drückt.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Beschichtungsstoff-Abnehmer einen eigenen Anschluß für die Zuleitung von Spülmittel und/oder Preßluft in die Beschichtungsstoff-Leitung aufweist. In diesem Falle muß der Beschichtungsstoff-Abnehmer nicht von dem Beschichtungsstoff auf einen separaten Spülmittelanschluß umgekoppelt werden, um ihn zu spülen, sondern kann unmittelbar vor der Entkopplung von der Beschichtungsstoff-Kupplung mit Spülmittel und Preßluft gereinigt werden. Dadurch verkürzen sich die Taktzeiten weiter und die Gefahr einer Beschichtungsstoff-Verschleppung wird weiter minimiert.

Insgesamt ist damit eine im Beschichtungsstoff-Abnehmerkopf integrierte Spülvorrichtung realisiert, die es erlaubt, die Beschichtungsstoff-Leitung ab dem Beschichtungsstoff-Abnehmer sowie den Beschichtungsstoff-Abnehmerkopf selbst zu spülen.

Im folgenden werden einige Beispiele eines erfindungsgemäßen Beschichtungssystems und eines erfindungsgemäßen Beschichtungsverfahrens beschrieben
Es zeigen:
1 ein herkömmliches Beschichtungssystem;
2 ein erfindungsgemäßes Beschichtungssystem;
3 ein weiteres erfindungsgemäßes Beschichtungssystem;
4 bis 7 ein weiteres erfindungsgemäßes Beschichtungssystem in verschiedenen Betriebsstadien;
8 einen erfindungsgemäßen Beschichtungsstoff-Wechsler;
9 einen weiteren erfindungsgemäßen Beschichtungsstoff-Wechsler;
10 eine Farbkupplung mit Farbabnehmer;
11 eine weitere Farbkupplung mit Farbabnehmer; und
12 eine weitere Farbkupplung mit Farbabnehmer.
2 zeigt ein erfindungsgemäßes Lackiersystem, wobei dieselben Elemente wie in 1 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet wurden und daher nicht beschrieben werden. Bezugszeichen 4a bezeichnet einen Ventilblock zum Einfügen eines gasförmigen oder flüssigen Trennmediums.
Im Unterschied und zusätzlich zu dem Lackiersystem aus 1 ist weiterhin in 2 an dem Ventilblock 4a eine Schiebemediumleitung 130 angeordnet, die mit einer Dosierstation 2 verbunden ist. Die Do sierstation 2 weist einen mit Schiebemedium 17 gefüllten Schiebezylinder 31b und einen Stempel 18 auf. Der Schiebezylinder 31b ist weiterhin mit einer Schiebemediumzuleitung 19 verbunden, wobei die Zuleitung 19 ihrerseits mit einem nicht dargestellten Vorratsbehälter verbunden ist. Weiterhin ist vor dem Zerstäuber 10 eine zweite Farbwechselstation 1' angeordnet, die, ebenso wie die Farbwechselstation 1, mit Ringleitungen 11' verbunden ist. Die Ringleitungen 11' des Farbwechslers 1' und die Ringleitung 11' des Farbwechslers 1 stehen miteinander bzw. mit den entsprechenden Farbvorratsbehältern in Verbindung. Unmittelbar vor dem zweiten Farbwechsler 1' befinden sich in der Lackleitung 5 drei Sensoren 15, 15', 15" zur Erfassung der Position des Trennmediums. Zwischen dem Ventilblock 4a und dem ersten Farbwechsler 1 befindet sich weiterhin eine Lackmengenmeßzelle 14 in der Farbleitung.
Zu Beginn eines Lackierzyklusses wird die Farbleitung 5 mit einer ersten Farbe 6 aus dem Farbwechsler 1 gefüllt. Dabei wird mittels der Lackmengenmeßzelle 14 genau die für den jeweiligen Lackierzyklus benötigte Menge an Farbe 6 in die Farbleitung 5 gegeben. Im Anschluß an die Farbe 6 wird mit dem Ventilblock 4a eine vorbestimmte Menge an gasförmigem oder flüssigem Trennmedium 7 in die Farbleitung 5 eingefügt. Daraufhin wird von der Dosierstation 2 über den Stempel 18 ein Schiebemedium 17 in die Schiebemediumleitung 130 gedrückt und damit das Trennmedium 7 mit dem Schiebemedium 17 beaufschlagt. Das Trennmedium wird von dem Schiebemedium 17 durch die Farbleitung 5 geschoben und befördert die Farbe 6 vor sich her in Richtung des Zerstäubers 10 und wirkt dabei zum einen als Schiebemittel zum anderen auch als Trennmittel zwischen Farbe und Schiebemedium als auch als Reini gungsvorrichtung, die auf der Rückseite der Farbe von den Wänden der Leitung 5 Farbreste abträgt. Die als Fördereinrichtung dienende Dosierstation 2 kommt dabei mit dem Lack selbst nicht in Kontakt.
Erreicht das Trennmedium 7 die Sensoren 15 bzw. 15', so wird ein Signal erzeugt, das das Ende dieses Lackzyklusses anzeigt. Daraufhin wird der Restlack 6 in der Lackleitung 5 in die Ringleitung 11' des Farbwechslers 1' gedrückt. Dieser Vorgang endet, wenn das Trennmedium 7 den letzten Sensor 15'' am Ende der Farbleitung 5 erreicht hat. Durch eine Spüleinrichtung 16 mit einem Druckluftanschluss 27 und einem Verdünnermittelanschluss 28 wird das Trennmedium 7 nunmehr mit Verdünner als Spülmittel bzw. mit Druckluft beaufschlagt und in den Ventilblock 4a zurückgeschoben. Das Schiebemedium 17 wird dabei größtenteils zurück in die Dosierstation 2 gedrückt und kann wiederverwendet werden.
3 zeigt ein vollständiges Lackiersystem entsprechend der Erfindung, bei dem zusätzlich eine Potentialtrennung durchgeführt werden kann, so daß auch elektrostatisch unterstütztes Lackieren ohne größeren Aufwand möglich ist.
Dieses System weist eine Farbwechselstation 80 auf, die einen linearen Farbwechsler 81, wie nachfolgend in 8 dargestellt, enthält. Dieser Farbwechsler nimmt aus Farbleitungen F1 bis Fx den jeweils aufzutragenden Lack auf und wird über eine Preßluftleitung PL1 und über eine Spülmittelleitung V1 (Verdünner) gereinigt. Der Farbwechsler 81 weist zwei Farbabnehmer auf, die über Farbleitungen 76, 76' zu jeweils gleich aufgebauten Dosiersystemen 72, 72' führen.
Im folgenden wird daher nur eines der Dosiersysteme 72, 72' beschrieben.
Die Farbleitung 76 führt zu einem zu dem Dosiersystem 72 gehörigen Ventilblock 74, durch den in einen Farbstrom eine vorbestimmte Menge eines flüssigen oder gasförmigen Trennmediums eingefügt werden kann, die der Farbe durch eine Farbleitung 77 die Farbleitung 77 abdichtend folgt.
Zum Lackieren wird daher zuerst über die Farbwechselstation 80 und die Farbleitung 76 die aufzulackierende Farbmenge in die Farbleitung 77 eingebracht und anschließend ein Trennmedium 78 aus dem Ventilblock 74 in die Farbleitung 77, die eingebrachte Farbe abschließend, eingebracht. Anschließend wird über eine Dosiereinrichtung 73 ein bei 75 zugeführtes Schiebemedium in Richtung der Farbleitung 77 gedrückt und dadurch über das Trennmedium die in der Leitung 77 befindliche Farbe in Richtung einer weiteren Farbwechselstation 80' gedrückt.
Diese Farbwechselstation 80' weist wiederum einen linearen Farbwechsler 81', wie nachfolgend in 8 beschrieben, auf. In diesem Farbwechsler 81' wird eine Farbleitung 82 zu einem Zerstäuber 71 mit der Farbleitung 77 verbunden und dadurch der Lack zu einem Zerstäuber 71 gefördert und dort auf den zu lackierenden Gegenstand aufgetragen. In der Leitung 82 befindet sich noch ein Abzweig, der zu einer Leitung 84 führt. Diese Leitung 84 dient als Rückführung für die zur Reinigung der Leitung 82 und des Zerstäubers 71 verwendete Spülflüssigkeit.
Während die Farbe aus der Leitung 77 zum Zerstäuber 71 gedrückt wird, wird gleichzeitig über den zweiten Farbabnehmer des Farbwechslers 81' die zweite Leitung 77' mit einer Rückleitung 83 verbunden. Während hier über die Leitung 77 und 82 nunmehr der Gegenstand lackiert wird, werden zugleich die Leitungen 77' und 83 und/oder 76' gereinigt.
Die in 3 beschriebene Lackieranlage eignet sich insbesondere zum elektrostatisch unterstützten Lackieren. Hierzu wird zuerst die Leitung 77 mit der für einen Lackiervorgang benötigten Farbmenge gefüllt und anschließend der Farbabnehmer des Farbwechslers 81 von der entsprechenden Farbkupplung abgenommen. Dadurch ergibt sich eine vollständige Potentialtrennung zwischen den Farbzuleitungen F1 bis Fx und dem Zerstäuber 71 entlang der mit 90 bezeichneten Linie. Daraufhin werden das Dosiersystem 72 und der Zerstäuber 71 unter Hochspannung gesetzt und der Lack der Leitung 77 über das Trennmedium 78 und die Dosiereinrichtung 73 zum Zerstäuber gedrückt und dort auf den Gegenstand elektrostatisch unterstützt auflackiert. Bei Isolationswirkung von nichtleitendem Trennmedium und Schiebemedium bleibt das Dosiersystem 72 spannungsfrei. Eine weitere Potentialtrennung zu dem zweiten System 72' ergibt sich entlang einer zweiten Linie 90' über die Farbwechselstation 80'. Dadurch ist eine vollständige elektrostatische Entkopplung der Farbzuführung F1 bis Fx und der im Moment zu reinigenden Leitung 77' hergestellt.
Während des Lackiervorganges über die Leitungen 77, 82 kann die Leitung 77', die bereits mit der als nächstes zu lackierenden Farbe über die Rückführung 83 befüllt wurde, zum Lackieren unter Hochspannung gesetzt und verwendet werden.
Mit dem in 3 dargestellten Lackiersystem läßt sich insgesamt folglich ein Kurzschluß vom hochspannungsführenden Sprühgerät zur geerdeten Lackversorgung vermeiden. Der Zerstäuber kann damit mit Kontaktaufladung betrieben werden. Dies ermöglicht eine hohe Effektivität der Aufladung sowie einen verschmutzungsarmen Betrieb des Zerstäubers 71.
Damit übernehmen die Farbwechsler 81 und 81' die Aufgabe der Potentialtrennung, so daß keine zusätzlichen Sperrmedien oder Ventile erforderlich sind. Die offenen Farbwechsler 81 und 81' wirken als Isolationsstrecke, die am Zerstäuber angelegte Hochspannung fließt nicht in die geerdete Farbversorgung über die Leitungen F1 bis Fx ab.
Eine zusätzliche Potentialtrennung ist bei Verwendung eines nicht leitenden Schiebemediums 17 oder eines nichtleitenden Trennmediums 78, 78' möglich.
Das bei 3 beschriebene System erlaubt insbesondere im Betrieb ein Befüllen eines Leitungsabschnittes der Leitung 77' mit der im nachfolgenden Lackierzyklus benötigten Lackmenge und -farbe, während über eine zweite parallele Farbleitung 77 elektrostatisch lackiert wird.
Die 4 bis 7 zeigen ein weiteres erfindungsgemäßes Beschichtungssystem, wobei die einzelnen Figuren dieses System in verschiedenen Phasen des Betriebes zeigen. Dabei sind mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen ähnliche oder gleiche Bestandteile wie in den bisherigen 2 und 3 bezeichnet. 4 zeigt den Anfangs- und den Endzustand des Systems. Das Trennmedium 7a, 7b befindet sich noch voneinander nicht getrennt am Anfang der Lackleitung 5. Die zum Lackiervorgang notwendige Farbe 6 wird nun zwischen die beiden Hälften 7a, 7b des Trennmediums aus der Beschichtungsstoff-Leitung 3 in die Beschichtungsstoff-Leitung 5 eingebracht, wodurch das ursprünglich einheitliche Trennmedium 7a, 7b erst in zwei Trennmedien 7a und 7b aufgespalten wird. Dabei schiebt die einströmende Farbe 6 nur das Trennmedium 7a in Richtung des Zerstäubers 10 vor sich her. Das andere Trennmedium 7b verbleibt noch an seiner Ausgangsposition am Anfang der Lackleitung 5. Zusätzlich zu den bisherigen Figuren sind an der Beschichtungsstoff-Leitung 5 insgesamt drei Positionssensoren 15, 15' 15'' angeordnet, um die Position der einzelnen, Trennmedien 7a, 7b zu erfassen.
In 5 ist dargestellt, wie im Laufe der Zeit der mit 6 bezeichnete Lack in die Beschichtungsstoff-Leitung 5 eingebracht wird und das Trennmedium 7a vor sich herschiebt.
6 zeigt das erfindungsgemäße Beschichtungssystem in dem Zustand, in dem der Befüllvorgang der Beschichtungsstoff-Leitung 5 mit Lack 6 beendet ist. Denn hier hat das vorderseitige Trennmedium 7a die Sammelvorrichtung 8a erreicht, was durch den Detektor 15'' an das System und dessen Steuerung gemeldet wird. Es befindet sich nun also ausreichend Lack in der Beschichtungsstoff-Leitung 5 für den nächsten Lackiervorgang.
Zu beachten ist, daß hier noch geringfügig mehr Lack in die Beschichtungsstoff-Leitung 5 eingefüllt wurde, um auch die hinter der Sammelvorrichtung 8a stromabwärts gelegenen Teile der Beschichtungsstoff-Leitung und des Zerstäubers 10 mit Lack zu befüllen.
Anschließend kann der Lackiervorgang beginnen. Hierzu wird die zweite Hälfte 7b des Trennmediums in die Lackleitung 5 eingefügt und über Druckmittel durch die Dosierpumpe 32 durch die Beschichtungsstoff-Leitung 5 geschoben, wobei dieses Trennmedium 7b dabei die Farbe 6 aus dem System durch den Zerstäuber 10 drückt. Um immer eine ausreichende Versorgung mit Druckmittel zu gewährleisten, befindet sich an der Dosierpumpe 32 eine Zuleitung mit einem Druckmesser 9'. 7 zeigt den Endzustand nach durchgeführter Lackierung. In diesem Falle hat auch das Trennmedium 7b den Sensor 15'' in der Sammelvorrichtung 8a erreicht, so daß nunmehr beide Teile 7a und 7b des Trennmediums am Ende der Beschichtungsstoff-Leitung 5 in der Sammelvorrichtung 8a gesammelt wurden. Nun werden die noch verbleibenden mit Lack gefüllten Bauteile und Schlauchabschnitte über eigens dafür vorgesehene Spülmittel- und Preßluftanschlüsse 27 und 28 gereinigt. Ein Spülen bzw. Reinigen der Dosiereinrichtung sowie der gesamten Lackleitung 5 kann entfallen, da die Trennmedien 7a, 7b bereits eine ausreichende Reinigungswirkung entfaltet haben. Ist der Reinigungsvorgang der erwähnten Teilabschnitte, beispielsweise zwischen der Sammelvorrichtung 8a und dem Sprühorgan 10, beendet, so werden das Trennmedium 7a, 7b mittels Schiebeluft aus der Leitung 27' aus der Sammelvorrichtung 8a in seine Ausgangsposition am Anfang der Beschichtungsstoff-Leitung 5 zurückgeschoben. Dabei wird auch das Druckmittel, das in der Beschichtungsstoff-Leitung 5 sich befand, zurück in die Dosierpumpe geschoben.
Abschließend befindet sich das System dann wieder im Ausgangszustand wie es in 4 dargestellt ist und kann mit der nächsten Farbe befüllt werden.
8 zeigt ein erfindungsgemäßes Farbwechselsystem 1, wie es bei dem erfindungsgemäßen Lackiersystem und dem erfindungsgemäßen Lackierverfahren, beispielsweise gemäß 3, eingesetzt werden kann.
Das Farbwechselsystem 1 (Lackwechselsystem) aus 8 weist zwei Reihen von Farbkupplungen (Lackkupplungen) auf, die nur teilweise, hier mit den Bezugszeichen 25a bis 29, mit Bezugszeichen versehen sind. Längs dieser beiden Reihen von Farbkupplungen 25a bis 29 bewegen sich zwei linear verschiebbare Farbabnehmer 21a und 22a (Lackabnehmer) auf Linearführungen 23a bzw. 24a. Die Farbabnehmer 21a und 22a können jeweils jede der Farbkupplungen innerhalb der ihnen zugeordneten Farbkupplungsreihe ansteuern und dort durch eine senkrecht zur Zeichnungsebene gerichtete Bewegung ankoppeln.
9 zeigt ein weiteres entsprechend aufgebautes erfindungsgemäßes Farbwechselsystem 1, das ebenfalls bei dem erfindungsgemäßen Lackiersystem, beispielsweise wie in 3, eingesetzt werden kann. Dieses weist zwei konzentrisch angeordnete Reihen von Farbkupplungen, die hier jeweils beispielhaft mit den Bezugszeichen 36 bis 39 bezeichnet sind, auf. In der Mitte der beiden konzentrisch angeordneten Reihen von Farbkupplungen 36 bis 39 sind an einem Drehpunkt 33 zwei Farbabnehmer 31a und 32a befestigt, die eine Drehbewegung ausführen und dadurch jede Farbkupplung auf dem Kreis erreichen können. Diese Drehbewegung ist durch die beiden Pfeile in 5 dargestellt. Zusätzlich können die beiden Farbabnehmer jeweils längs einer Radialführung 34 bzw. 35 in radialer Richtung verschoben werden und so auf die innere Reihe der Farbkupplung oder auf die äußere Reihe der Farbkupplung eingestellt werden. Es ist folglich mög lich, mit jedem der rotierenden Farbabnehmer 31a bzw. 32a jede der Farbkupplungen 36 bis 39 zu erreichen und dort anzukoppeln.
Mit den Farbwechselsystemen aus 8 und 9 ist es möglich, mittels eines Farbabnehmers bereits die neue Farbe dem Applikationsorgan zuzuführen, während der zuvor verwendete Farbabnehmer gespült und gereinigt wird. Dadurch ist eine erhebliche Verkürzung der Taktzeiten beim automatischen Lackieren möglich.
10 zeigt eine Farbkupplung und einen Farbabnehmer für einen radialen Farbwechsler, wie in 9 dargestellt. In 10 ist ein Träger 40 für eine Farbkupplung 38 und eine Farbkupplung 39 dargestellt. Die Farbkupplungen 38 und 39 sind mit Farbzuleitungen 100 bzw. 101 verbunden.
In der Mitte der durch die Farbabnehmer, wie in 9 dargestellt, gebildeten Kreise, ist um einen Drehpunkt 33 ein Träger 41 drehbar befestigt. Dieser Träger 41 weist eine Linearverschiebung 34 auf, an deren Ende ein Farbabnehmer 31a befestigt ist. Über die Linearverschiebung 34 kann der Farbabnehmer 31a zwischen dem inneren Kreis (Farbkupplung 39) und dem äußeren Kreis (Farbkupplung 38) hin und her bewegt werden. Über eine Drehbewegung um den Drehpunkt 33 kann der Farbabnehmer 31a zu jeder Farbkupplung innerhalb einer kreisförmig angeordneten Kupplungsreihe bewegt werden.
Zum Ankoppeln an eine Farbkupplung 38 wird der Farbabnehmer 31a über eine Hubbewegung (Pfeil B) in Richtung der Farbkupplung bewegt und an diese angedrückt. Eine Dichtung 42 dichtet dann zwischen der Öffnung 49 in dem Farbabnehmer 31a und der Öffnung 46 in der Farbkupplung 38 ab. Die Farbkupplung 38 weist weiterhin eine in der Zentralachse des Farbweges in der Farbkupplung 38 angeordnete Ventilnadel 43 auf, die einen konischen Sitz in der Öffnung 46 aufweist. Diese Ventilnadel 43 ist über eine Feder 44 und ein Gegenlager 45 in Richtung der Öffnung 46 vorgespannt und verschließt gewöhnlich die Öffnung 46, so daß keine Farbe aus der Farbkupplung 38 austreten kann.
Der Farbabnehmer weist einen Öffner 50 auf, der in Richtung der Ventilnadel 43 bewegbar ist und diese aus ihrem Sitz drücken kann. Damit wird die Öffnung 46 freigegeben und Farbe kann aus der Farbkupplung 38 in den Farbabnehmer 31a fließen. Diese Farbe verläßt den Farbabnehmer dann über eine Öffnung 48 in Richtung des Pfeiles C und fließt in einer hier nicht dargestellten Farbleitung zu einem Applikationsorgan.
Zusätzlich zu dieser Öffnung 48 weist der Farbabnehmer 31a einen Einlaß 47 für Spülmittel und Druckluft auf, an dem eine entsprechende Spülmittel- bzw. Druckluftleitung angeschlossen sind (nicht dargestellt). Vor dem Abnehmen des Farbabnehmers 31a von der Farbkupplung 38 kann der Innenraum des Farbabnehmers 31a sowie die Farbkupplung 38 stirnseitig mit Spülmittel und Druckluft gereinigt werden.
11 zeigt ebenfalls eine Farbkupplung 25a und einen Farbabnehmer 31a, wie er beispielsweise in dem Farbwechsler nach 8 oder 9 eingesetzt wird. Dabei werden entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen wie in 6 bezeichnet. In diesem Falle wird in dem Farbabnehmer 31a die Farbe über eine Farbleitung 112 abgeleitet, während zwei Öffnungen an dem Farbabnehmer angeordnet sind, die als Spül mitttelanschluß 53 bzw. Preßluftanschluß 52 vorgesehen sind. Folglich kann zum Reinigen des Farbabnehmers 31a und der Farbleitung 112 sowohl Spülmittel über den Anschluß 53 als auch Preßluft über den Anschluß 52 in den Farbabnehmer 31a und die Farbleitung 112 eingeleitet werden.
In dem in 11 dargestellten System wird der Farbabnehmer 31a an die Farbkupplung 25a angekoppelt, indem der Farbabnehmer 31a eine Bewegung in Richtung des Pfeiles B in Richtung der Farbkupplung durchführt. Anschließend wird über einen Preßluftanschluß 51, der an der Farbkupplung 25a vorgesehen ist, die wiederum in Richtung der Öffnung 46 vorgespannte Ventilnadel aus ihrem Sitz gedrückt, so daß die Farbe aus der Farbleitung 54 innerhalb der Kupplung in die Farbleitung 55 innerhalb des Abnehmers und weiter in die Farbleitung 112 fließen kann. Der mit D bezeichnete Pfeil stellt dabei die Bewegung der Ventilnadel 43 dar.
12 stellt ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäßen Farbkupplung 25a und eines erfindungsgemäßen Farbabnehmers 31a dar, wobei wieder die gleichen Bezugszeichen wie in 10 für entsprechende Elemente verwendet wurden. Im Unterschied zu 11 ist nunmehr die Ventilnadel 43 nicht durch Preßluft bewegbar, sondern wie in 10 angeordnet. Demgegenüber weist der Farbabnehmer 31a einen Öffner 50 auf, der mittig in der Farbleitung 55 im Abnehmer angeordnet ist. Dieser Öffner 50 ist über einen Preßluftanschluß 51 in Richtung des mit E bezeichneten Pfeiles bewegbar. Im angekoppelten Zustand drückt er durch diese Bewegung die Ventilnadel 43 aus ihrem Sitz und ermöglicht das Fließen von Farbe aus der Farbleitung 54 in der Farbkupplung 25a in die Farblei tung 55 und die Farbleitung 112 in dem Farbabnehmer 31a.
Mit dem erfindungsgemäßen Lackiersystem und dem erfindungsgemäßen Lackierverfahren übernimmt der Farbwechsler die Aufgabe der Potentialtrennung für das elektrostatisch gestützte Lackieren. Es sind zusätzlich keine weiteren Sperrmedien oder Ventile erforderlich. Der offene Farbwechsler wirkt weiterhin als Isolationsstrecke, die am Zerstäuber angelegte Hochspannung fließt nicht in die geerdete Farbversorgung ab.

Claims

Beschichtungssystem für die automatisierte Beschichtungstechnik mit einer Vielzahl von Beschichtungsstoff-Vorratsbehältern und einem mit diesen über eine Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) verbundenen Applikationsorgan (10) zum Auftragen des Beschichtungsstoffes auf einen zu beschichtenden Gegenstand, mindestens einem in der Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) angeordneten ersten Beschichtungsstoff-Wechselsystem (1) zur Umschaltung der Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) zwischen verschiedenen Beschichtungsstoff-Vorratsbehältern und wobei der Beschichtungsstoff unmittelbar oder über ein flüssiges oder gasförmiges Trennmedium mit einem Schiebemedium (17) zur Förderung des Beschichtungsstoffes zum Applikationsorgan (10) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung des Beschichtungsstoffes zum Applikationsorgan und zur Dosierung des Beschichtungsstoffauftrags außerhalb der Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) eine Dosierpumpe (32) angeordnet ist, durch die eine Schiebemittelleitung (130) mit dem Schiebemedium (17) beaufschlagbar ist, wobei die Schiebemittelleitung (130) in die Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5') mündet.
Beschichtungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß in Beschichtungsstoff-Flußrichtung hinter dem mindestens einen Beschichtungsstoff-Wechselsystem (1) in der Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5') eine Vorrichtung zum Einfügen eines Trennmediums in die Beschichtungsstoffleitung (5, 5') angeordnet ist.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierpumpe (32) einen mit Schiebemedium (17) befüllten Zylinder (31b) und einen Stempel (18) zum Ausdrücken des Schiebemediums (17) aus dem Zylinder (31b) aufweist.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmedium mit dem Beschichtungsstoff und/oder dem Schiebemedium nicht mischbar ist.
Beschichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebemedium mit dem Beschichtungsstoff nicht mischbar ist.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebemedium (17) und/oder das Trennmedium elektrisch nichtleitend ist.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Applikationsorgan (10) eine Vorrichtung zum Entfernen eines Trennmediums aus der Beschichtungsstoffleitung (5, 5') angeordnet ist.
Beschichtungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß in Flußrichtung des Beschichtungsstoffes hinter der Vorrichtung zum Entfernen des Trennmediums eine Reinigungsvorrichtung (16) für die Beschichtungsstoff-Leitung (13) zwischen der Vorrichtung zum Entfernen eines Trennmediums und dem Applikationsorgan (10) angeordnet ist.
Beschichtungssystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Entfernen eines Trennmediums mit der Vorrichtung zum Einfügen eines Trennmediums über eine Trennmediumleitung verbunden ist, über die ein entferntes Trennmedium von der Vorrichtung zum Entfernen eines Trennmediums zu der Vorrichtung zum Einfügen eines Trennmediums transportierbar ist.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) mindestens ein Sensor (15, 15', 15'') zur Erfassung der Position des Trennmediums angeordnet ist.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) mindestens ein Sensor (15'') zur Erfassung des Trennmediums unmittelbar vor dem Applikationsorgan (10) angeordnet ist.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lackleitung (5, 5', 13) eine Durchflußmengenmeßzelle und/oder ein Durchflußmengenregler angeordnet ist.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Applikationsorgan (10) ein Sprühorgan ist.
Beschichtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Flußrichtung des Beschichtungsstoffes unmittelbar vor dem Applikationsorgan (10) ein zweites Beschichtungsstoff-Wechselsystem (1') angeordnet ist, das über Ringleitungen (11') mit dem ersten Beschichtungsstoff-Wechselsystem (1) oder mit den Beschichtungsstoff-Vorratsbehältern verbunden ist.
Beschichtungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite Beschichtungsstoff-Wechselsystem (1, 1') eine Vielzahl von Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) und mindestens einen Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a), der mit den Beschichtungsstoff-Kupplungen koppelbar aufgebaut ist, aufweist, wobei jede der Beschichtungsstoff-Zuleitungen von einem der Beschichtungsstoff-Vorratsbehälter mit einer eigenen Beschichtungsstoff-Kupplung und die Beschichtungsstoff-Leitung mit dem mindestens einen Beschichtungsstoff-Abnehmer verbunden ist.
Beschichtungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder das zweite Beschichtungsstoff-Wechselsystem (1, 1') mindestens zwei Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) aufweist, die zu den Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) koppelbar aufgebaut und mit mindestens einer Beschichtungsstoff-Leitung verbunden sind.
Beschichtungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) unabhängig voneinander bewegbar und mit den Beschichtungsstoff-Kupplungen verbindbar sind.
Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) in einer Ebene in mindestens einer Reihe angeordnet ist.
Beschichtungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) linear in mindestens zwei Reihen angeordnet sind und die Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) längs der Reihen der Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) bewegbar angeordnet sind.
Beschichtungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) in einer Ebene außerhalb der Ebene der Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) bewegbar und zum Ankoppeln an die Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) in Richtung der Ebene der Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) bewegbar sind.
Beschichtungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) in der Ebene der Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) bewegbar und zum Ankoppeln in dieser Ebene in Richtung der Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) bewegbar sind.
Beschichtungssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstoff-Kupplungen (36 bis 39) kreisförmig oder kreisabschnittsförmig mit verschiedenen Kreisradien angeordnet sind und die Beschichtungsstoff-Abnehmer (31a, 32a) auf einer Kreisbahn parallel der Kreisbahn der Beschichtungsstoff-Kupplungen (36 bis 39) bewegbar angeordnet sind.
Beschichtungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstoff-Abnehmer (31a, 32a) um die Mitte der jeweils zugeordneten Kreisbahn drehbar angeordnet sind.
Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstoff-Abnehmer (31a, 32a) in einer Ebene außerhalb der Ebene der Beschichtungsstoff-Kupplungen (36 bis 39) auf einer Kreisbahn mit zu den Beschichtungsstoff-Kupplungen (36 bis 39) gleichem Radius bewegbar sind und zum Ankoppeln an die Beschichtungsstoff-Kupplungen (36 bis 39) in Richtung der Ebene der Beschichtungsstoff-Kupplungen (36 bis 39) führbar sind.
Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstoff-Abnehmer (31a, 32a) in der Ebene der Beschichtungsstoff-Kupplungen (36 bis 39) auf einer Kreisbahn mit zu den Beschichtungsstoff-Kupplungen (36 bis 39) verschiedenem Radius bewegbar sind und zum Ankoppeln in dieser Ebene in Richtung der Beschichtungsstoff-Kupplungen (36 bis 39) bewegbar sind.
Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) und/oder die Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) passive Bauteile sind.
Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) und die Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) zwei im verbundenen Zustand von Beschichtungsstoff-Kupplung (25a bis 29, 36 bis 39) und Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) formschlüssige Öffnungen (46, 49) aufweisen, wobei die Beschichtungsstoff-Kupplung (25a) eine Ventilnadel (43) aufweist, die im nicht verbundenen Zustand derart vorgespannt ist, daß sie die Öffnung (46) der Beschichtungsstoff-Kupplung (25a) verschließt, und die im verbundenen Zu stand aus ihrem Sitz in der Öffnung (46) der Beschichtungsstoff-Kupplung (25a) drückbar ist derart, daß sie die Öffnung (46) der Beschichtungsstoff-Kupplung (25a) freigibt.
Beschichtungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungsstoff-Abnehmer (31a) einen bewegbaren Öffner (50) aufweist, der im verbundenen Zustand gegen die Ventilnadel (43) der Beschichtungsstoff-Kupplung (25a) drückbar ist derart, daß er die Ventilnadel (43) aus ihrem Sitz drückt.
Beschichtungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffner (50) durch Druckluft, hydraulisch, elektrisch oder elektromagnetisch bewegbar ist.
Beschichtungssystem nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadel (43) durch Preßluft, hydraulisch, elektrisch oder elektromagnetisch aus ihrem Sitz drückbar ist.
Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschichtungsstoff-Abnehmer (31a) einen Anschluß (53) zur Einleitung von Spülmittel und/oder einen Anschluß (52) zur Einleitung von Preßluft in die den Beschichtungsstoff leitenden Bereiche des Beschichtungsstoff-Abnehmers (31a) und die mit dem Beschichtungsstoff-Abnehmer (31a) verbundene Beschichtungsstoff-Leitung aufweist.
Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 15 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß im entkoppelten Zustand von Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) und Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) die Beschichtungsstoff-Zuleitung und die Beschichtungsstoff-Kupplungen von den Beschichtungsstoff-Abnehmern und den Beschichtungsstoff-Leitungen vollständig elektrisch getrennt sind.
Verfahren zum automatischen Beschichten eines Gegenstandes, wobei aus einem Beschichtungsstoff-Vorratsbehälter über ein Beschichtungsstoff-Wechselsystem (1) ein auf den Gegenstand aufzubringender erster Beschichtungsstoff (6) in für den Beschichtungsvorgang ausreichender Menge in eine Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) eingebracht wird, anschließend unmittelbar hinter dem Beschichtungsstoff-Wechselsystem (1) der in die Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5') eingebrachte Beschichtungsstoff unmittelbar oder über ein anschließend hinter dem Beschichtungsstoff-Wechselsystem (11) in die Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) eingefügtes flüssiges oder gasförmiges Trennmedium mit einem Schiebemedium (17) beaufschlagt wird und so der erste Beschichtungsstoff (6) von dem Schiebeelement zu einem Applikationsorgan (10) transportiert und von dem Applikationsorgan (10) auf den Gegenstand aufgebracht wird, wobei nach Einfügen des Trennmediums (7, 7b) in die Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5') die Beschichtungsstoff-Zufuhr aus den Vorratsbehältern oder dem Beschichtungsstoff-Wechselsystem beendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebemedium (17) von einer außerhalb der Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) angeordneten Dosierpumpe (2) in die Beschichtungsstoff-Leitung (5) eingebracht und dosiert wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem Einbringen des ersten Beschichtungsstoffes (6) in die Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) ein weiteres Trennmedium (7a) unmittelbar hinter dem Beschichtungsstoff-Wechselsystem (1) in die Beschichtungsstoff-Leitung (5) eingefügt wird.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmedium (7, 7b) und/oder das weitere Trennmedium (7a) nach dem Aufbringen des Beschichtungsstoffes mittels eines Spülmediums (V) und/oder Druckluft (PL) durch die Beschichtungs stoff-Leitung (5, 5', 13) zu seiner Ausgangsposition befördert und dabei das Schiebemedium (17) zu der Dosierpumpe (32) zurückgedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmedium (7, 7b) und/oder das weitere Trennmedium (7a) unmittelbar vor Erreichen des Applikationsorgans (10) aus der Beschichtungsstoff-Leitung (5) entfernt wird oder umströmt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Beschichtungsstoff-Leitung (5) entfernte Trennmedium (7, 7b) und/oder weitere Trennmedium (7a) zwischengelagert und anschließend wiederverwendet wird oder werden.
Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Beschichtungsstoff-Leitung (5) entfernte Trennmedium (7, 7b) und/oder weitere Trennmedium (7a) über eine keinen Beschichtungsstoff führende Leitung zu der Einsatzstelle (4) zurückgeleitet und dort wiederum in die Beschichtungsstoff-Leitung (5) eingesetzt wird oder werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auftrag des Beschichtungsstoffes die Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) über einen Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) mit einer Beschichtungsstoff-Zuleitung aus einem Beschichtungsstoff-Vorratsbehälter über eine Beschichtungsstoff-Kupplung (25a bis 29, 36 bis 39) verbunden wird, der Beschichtungsstoff zum Applikationsorgan (10) gedrückt und auf den Gegenstand aufgetragen wird, die Beschichtungsstoff-Kupplungen (25a bis 29, 36 bis 39) und der Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) gespült und zuletzt der Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) und die Beschichtungsstoff-Kupplungen getrennt werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auftrag des Beschichtungsstoffes der Beschichtungsstoff-Abnehmer einer der Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) mit der Beschichtungsstoff-Kupplung (25a bis 29, 36 bis 39) der den jeweiligen Beschichtungsstoff zuführenden Beschichtungsstoff-Zuleitung verbunden wird, die Beschichtungsstoff-Leitung (5, 5', 13) mit der benötigten Beschichtungsstoff-Menge befüllt wird, der Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) von der Beschichtungsstoff-Kupplung (25a bis 29, 36 bis 39) abgenommen wird und anschließend der Beschichtungsstoff zum Applikationsorgan (10) gedrückt und von diesem auf den Gegenstand aufgetragen wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verbinden der Beschichtungsstoff-Kupplung (25a bis 29, 36 bis 39) mit dem Beschichtungsstoff-Abnehmer (21a, 22a, 31a, 32a) eine an dem Applikationsorgan (10) anliegende elektrische Hochspannung abgeschaltet und nach dem Lösen dieser Verbindung wieder an das Applikationsorgan (10) angelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß während des Auftrags des Beschichtungsstoffes auf den Gegenstand ein zuvor zum Auftrag von Beschichtungsstoff verwendeter Beschichtungsstoff-Abnehmer (25a bis 29, 36 bis 39) und die mit diesem verbundene Beschichtungsstoff-Leitung gereinigt werden.