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Die
Erfindung betrifft eine Verstelleinrichtung bzw. Aufhängung für eine Pistole,
insbesondere eine Spritzpistole, einer Lackiereinrichtung. Außerdem betrifft
die Erfindung eine Lackieranlage, die mindestens eine Verstelleinrichtung
bzw. Aufhängung
für Spritzpistolen
einer Lackiereinrichtung umfasst.
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In
Lackieranlagen werden in Abhängigkeit von
den zu lackierenden Werkstücken,
die Spritzpistolen für
die Lackiereinrichtung in unterschiedlichem Abstand und Winkel zu
den zu lackierenden Werkstücken
angeordnet, um eine optimale Auftragung des Lackes auf die Werkstücke zu gewährleisten.
Die Spritzpistolen werden an dieser Aufhängung entweder aktiv über die
an ihnen vorbeiziehenden Werkstücke
vorbeibewegt oder starr vorgesehen. Wenn eine neue Lackieraufgabe
ansteht, beispielsweise sich die Geometrie oder Art der zu lackierenden
Werkstücke ändert, müssen Abstand
und Winkel der Spritzpistolen verändert werden. Hierzu werden
diese an der starren Aufhängung
abgeschraubt bzw. gelöst,
verschoben und neu fixiert. Auf diese Weise ist die Spritzpistole
in der Höhe,
d. h. im Abstand zum zu bearbeitenden Werkstück sowie im Bearbeitungswinkel,
d. h. in dem Winkel unter dem die Spritzpistole eingerichtet wird,
um die Hauptrichtung zu definieren, in die der Lack appliziert wird,
eingestellt. Diese Einstellungen erfolgen manuell. Hierdurch wird
der Tatsache Rechnung getragen, dass im Bereich der Spritzpistole
Explosionsgefahr besteht und sich in diesem Ex-Bereich keine elektronischen
Schaltungen oder Kabel befinden dürfen.
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Bei
der manuellen Einrichtung wird eine lange Umrüstzeit benötigt und außerdem können Ungenauigkeiten bei der
händischen
Montage auftreten.
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In
der
DE 202 17 416
U1 wird eine Vorrichtung zum Beschichten eines Werkstücks mit
Pulver beschrieben.
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In
der
DE 101 49 424
A1 wird eine Maschine für
das automatische Anstreichen von Platten oder anderen Gegenständen beschrieben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung war es daher, eine Aufhängung für eine Pistole
bzw. einer Lackieranlage bereitzustellen, die die Nachteile des Standes
der Technik vermeidet.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis
7.
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Die
Aufgabe wird insbesondere gelöst
durch eine Verstelleinheit für
eine Pistole, insbesondere eine Spritzpistole, einer Lackiereinrichtung,
wobei die Pistole über
einen pneumatisch betreibbaren Schrittmotor in seiner Position im
Raum veränderbar
ist.
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Verstelleinheit
bezeichnet in diesem Zusammenhang die Anordnung von Einrichtungen,
die die Verstellbarkeit der Pistolen sicherstellt. Pistolen sind bevorzugt
Spritzpistolen zur Applikation von Lacken, Reinigungspistolen zur
Anwendung von Reinigungsmedien oder Klebepistolen zum Aufbringen
von Klebstoffen. Zur Vereinfachung wird im Folgenden der Begriff
Spritzpistole und Pistole synonym verwendet, um alle Arten von Pistolen
zu bezeichnen. Eine Lackiereinrichtung ist bevorzugt das Bauteil,
in dem die Applikation des Mediums aus der Spritzpistole auf das
Werkstück
erfolgt, mithin die Lackierkabine, die Vorreinigungskabine, die
Kabine, in der der Klebstoff appliziert wird, etc.
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Durch
den Einsatz eines Schrittmotors kann die Pistole einer Lackiereinrichtung
in ihrer Position im Raum automatisiert verändert werden. Auf diese Art
und Weise ist es möglich,
die Umrüstzeiten
stark zu reduzieren. Bevorzugt ist es möglich, eine Steuereinrichtung
anzuschließen,
in der verschiedene Positionierungen der Spritzpistole auswählbar sind
und durch Knopfdruck ein neues Parameterset für die Positionierung der einzelnen
Spritzpistolen im Raum gefunden werden kann. Eine solche Steuerung
kann auch zeitabhängig
erfolgen oder in Abhängigkeit
der aktuell aufliegenden zu lackierenden Werkstücke (beispielsweise durch Raumdetektoren,
die die Geometrie dieser Werkstücke
vor dem Lackieren ermitteln). Besonders vorteilhaft ist der Einsatz
eines pneumatisch betreibbaren Schrittmotors, da hierdurch keine
elektrischen Schalt- und Stromkreise in den Schrittmotor geführt werden
müssen,
was die Gefahr von Explosionen im Raum um die Spritzpistole in Betrieb
verringert. Durch einen pneumatisch betreibbaren Schrittmotor kann
so eine Funkenbildung vermieden werden, die zu einer Explosion innerhalb der
Lackiereinrichtung führen
könnte.
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Weiterhin
ist zusätzlich
ein Faltenbalg vorgesehen. Über
diesen Faltenbalg ist es möglich,
beispielsweise die höhenverstellbare
Aufhängung
teleskopartig auszugestalten und durch das Abdecken dieser teleskopartig
verschiebbaren Höhenverstellung
beim Verfahren in dieser räumlichen
Position gegen äußere Einflüsse zu schützen. Insbesondere können dadurch
entsprechende Lackierrückstände auf
den Teleskoparm selbst vermieden werden, die sonst zu Wartungs-
und Reinigungsarbeiten führen würden.
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Vorteilhafterweise
weist der Faltenbalg eine Beschichtung, insbesondere aus Teflon®,
auf. Wenn der Faltenbalg eine Beschichtung aufweist, sind insbesondere
Lackierrückstände noch
einfacher wieder zu entfernen, bzw. lagern sich erst gar nicht ab.
Dies trifft insbesondere zu, wenn ein für den Lack abstoßendes Material
verwendet wird, wie beispielsweise Teflon®.
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Weiterhin
sind vorteilhafterweise an der Verstelleinrichtung mehr als eine
Spritzpistole vorgesehen. Durch den Einsatz mehrerer Spritzpistolen
an einer Verstelleinrichtung bzw. an mehreren Verstelleinrichtungen
können
entsprechende Raster und Muster von Spritzpistolen in der Lackiereinrichtung ausgebildet
werden, die eine jeweils optimale Lackierung der zu lackierenden
Werkstücke
ermöglicht.
So ist es z. B. möglich,
im Flankenbereich mehrere Spritzpistolen tiefer zu hängen und
horizontaler auszurichten, um senkrechte Flächen zu lackieren, während im
Zentralbereich Spritzpistolen vertikal mit mehr Abstand ausgerichtet
werden, um die optimale Lackierung eines entsprechenden zweiten
Bereichs des Werkstückes
zu gewährleisten.
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Besonders
bevorzugt ist auch die zeitliche Veränderung der Position im Raum
während
des Lackiervorganges. So können
beispielsweise die Spritzpistolen während des Durchganges eines Werkstücks während des
Lackiervorgangs in ihrer Position im Raum geändert werden und ermöglichen auf
diese Art und Weise eine nochmals individuellere Applikation des
Lackes auf den einzelnen Werkstücken.
So ist es beispielsweise möglich,
auch schräg verlaufende
Werkstücke
gleichmäßig zu lackieren, indem
der Abstand der Spritzpistole zu dem entsprechend im Abstand veränderlichen
Werkstück
nachgeführt
und damit konstant gehalten wird.
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Vorteilhafterweise
ist die Spritzpistole im Raum um die x-, die y- und die z-Achse
veränderbar. Durch
die (auch zeitliche) Veränderbarkeit
der Spritzpistole im Raum um die x-, y- und die z-Achse ist es möglich, die
Spritzpistolen sehr individuell für die zu lackierenden Werkstücke und
den zu benutzenden Lack abzustimmen. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedensten
Lackieranforderungen gerecht zu werden. Die Veränderbarkeit der einzelnen Spritzpistolen
in den Positionen im Raum kann auch eingesetzt werden, um diese
während
des Lackiervorgangs selbst zu verändern und beispielsweise Sprühwinkel,
Abstand zum Werkstück,
etc. zu variieren. In der Überlagerung
der Bewegung des Werkstücks,
das bevorzugt an der Lackiereinrichtung vorbeigefördert wird,
und der Spritzpistole selbst können damit
sehr individuelle Lackierungsprofile und Lackieranforderungen realisiert
werden.
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Vorteilhafterweise
weist die Aufhängung
für eine
Spritzpistole drei Schrittmotoren auf. Durch den Einsatz von drei
Schrittmotoren, bevorzugt für
jede Achse im Raum, kann die Spritzpistole in jeder Position und
in jeder dieser Achsen unabhängig
von einander angefahren werden. Besonders bevorzugt wird ein Schrittmotor
eingesetzt, um die Höhe,
d. h. den Abstand der Spritzpistole zum Werkstück zu variieren sowie zwei
weitere Schrittmotoren um zwei Verschwenkbarkeiten im Kreis in zwei
senkrecht aufeinanderstehenden Ebenen zu realisieren. Auf diese
Art und Weise kann die Spritzpistole in alle beliebigen Positionen
gedreht werden.
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Vorteilhafterweise
ist für
die Höheneinstellung
der Verstelleinrichtung bzw. der Spritzpistole ein Spindelmotor
vorgesehen. Diese Verwendung eines Spindelmotors für die Höheneinstellung
der Verstelleinrichtung bzw. der Spritzpistole ist insbesondere deshalb
vorteilhaft, da hierüber
selbst bei größeren Schrittmotoren
eine Belastung in der Raumachse, die den Abstand der Spritzpistole
zum Werkstück
definiert, gering gehalten werden kann. Über den Spindelmotor ist es
damit möglich,
eine Verstellbarkeit in dieser Achse zu realisieren, die hohe Kräfte aufzunehmen
in der Lage ist.
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Vorteilhafterweise
sind Versorgungsleitungen in einer Antriebstechnik bzw. einer Führungstechnik
für die
Spritzpistole integriert ausgebildet. Die Versorgungsleitungen für die Spritzpistolen
liefern insbesondere den Lack, der appliziert werden soll. Genauso
können
hier Kanäle
bzw. Leitungen für
beispielsweise die Druckluft gesehen werden. Besonders bevorzugt
ist diese integrale Ausbildung ringförmig symmetrisch um die Antriebstechnik
herum ausgebildet.
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Die
Aufgabe wird weiterhin durch eine Lackieranlage gelöst, die
eine Verstelleinrichtung der beschriebenen Art für Spritzpistolen aufweist.
Eine solche Lackieranlage umfasst dann eine Lackiereinrichtung,
die mit Verstelleinrichtungen ausgestattet ist, bei der Spritzpistolen über einen
pneumatisch betreibbaren Schrittmotor in ihrer Position im Raum
veränderbar
sind. Auf diese Weise werden Rüstzeiten drastisch
reduziert und individuellere lackiertechnische Profile realisierbar.
Die Erfindung wird nun beispielhaft an den folgenden Figuren näher erläutert, die
ebenfalls vorteilhafte Weiterbildungen enthalten. In den Figuren
zeigen:
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1a Ansicht
eines erfindungsgemäßen Spritzpistolenhalters;
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1b eine
weitere Ansicht des erfindungsgemäßen Spritzpistolenhalters nach 1a;
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2 eine
Detailansicht eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung und
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3 eine
weitere Detailansicht der Schwenkeinheit eines Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung.
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In 1a wird
eine Gesamtansicht eines Spritzpistolenhalters bzw. einer Verstelleinrichtung 10 dargestellt.
Der Spritzpistolenhalter 10 umfasst zwei Stellmotoren 17.1 und 17.2,
einen Spindelmotor 18 und verschiedene Versorgungsleitungen 11.1.
Daneben ist mit dem Bezugszeichen 19 der Bereich dargestellt,
in dem der Faltenbalg 19 (nicht dargestellt) angeordnet
werden kann. Die Schrittmotoren 17.1 und 17.2 sind
als pneumatische Drehmotoren ausgebildet, die kreisförmig eine
Verschwenkung mit zwei mal 180° erlauben.
Die beiden Schrittmotoren sind in zwei zueinander senkrecht stehenden
Ebenen angeordnet und erlauben damit die freie Verschwenkbarkeit
in der x- und z-Ebene. Über den
Spindelmotor 18 ist ebenfalls eine Verstellung des Spritzpistolenhalters
in der y-Ebene möglich.
Die Versorgungsleitungen 11.1 dienen dem pneumatischen
Schrittmotor 17.1 als Luftzuleitung. Gleichzeitig fungieren
sie als Führungsrohre
bei der Verstellung des Spritzpistolenhalters um die y-Achse durch
den Spindelmotor 18. Die Versorgungsleitungen 11.1 führen auf
eine Basisscheibe 21, in der die Luftströme bevorzugt durch
sternförmig
gefräste
Taschen vom Lochkreisdurchmesser der Führungsrohre 11.1 zum
Lochkreisdurchmesser des Motors führen. Auf diese Weise wird
die Druckluft über
die Luftzuleitungen bzw. Führungsrohre 11.1 und
die sternförmig
gefrästen
Taschen in der Basisplatte 21 dem Schrittmotor 17.1 über dessen
Lochkreisdurchmesser zugeführt.
Die Anschlüsse
des Schrittmotors 17.2 sind ohne entsprechende Luftzuleitungen
dargestellt.
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In 1b ist
die Ansicht des Spritzpistolenhalters gemäß 1a nochmals
aus einer schrägen Perspektive
dargestellt. In dieser Position der 1b ist
der Spritzpistolenhalter in der y-Richtung nach unten weiter ausgefahren.
Zusätzlich
zu den Führungs- und
Luftzuführungsleitungen 11.1 sind
nun auch Materialzuführungsleitungen 11.2 dargestellt. Über diese
bevorzugt als Schlauch-in-Schlauch-Verbindungen ausgebildeten Zuführungen
ist es möglich,
die gewünschten
Lacke bis zur Spritzpistole zu führen. Diese
integrale Ausbildung der Materialzuleitungen innerhalb der um die
y-Achse verstellbare Halterungskonstruktion erlaubt die platzsparende
und kompakte Ausführung
der entsprechenden Spritzpistolenhalterungen mit Zuleitungen. Von
der Basisplatte bzw. vom Abschlussring können dann die austretenden
Materialschläuche
mit der Spritzpistole selbst (nicht dargestellt) verbunden werden.
Hier ist es ebenfalls möglich,
weitere Druckluftschläuche
integral, bevorzugt kreisförmig
in dieser Halterung auszubilden, die dann übergeben werden können an
den Schrittmotor 17.2. Damit kann die pneumatische Versorgung
dieses Schrittmotors 17.2 mit Luft und direkt durch Verbindung
mit den entsprechenden Anschlüssen
an den Abschlussring 22 dargestellt werden.
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In 2 ist
nun eine weitere Detailansicht zu sehen, die die Materialzuleitungen 11.2 sowie
die Zuführungsleitungen
für Druckluft 11.1 nochmals
deutlicher zeigen. Zusätzlich
zu den Darstellungen in den 1a und 1b sind
hier auch nochmals die sternförmigen
Ausnehmungen 13 in der Basisplatte 21 gezeigt, über die
die ankommende Druckluft aus den Versorgungsleitungen 11.1 in
die Mittelbohrungen weitergegeben werden, so dass sie an den entsprechenden
Stellmotor weitergegeben werden können. Daneben sind auch nochmals
die Materialzuleitungen 11.2 als Schlauch-in-Schlauch-Verbindungen dargestellt.
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In 3 ist
eine weitere Detailansicht der Schwenkeinheit einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Halter der Schwenkeinheit 23 nimmt
hierbei den Motor 17.2 auf. Bevorzugt wird der Halter der
Schwenkeinheit 23 verdrehsicher in einer 4-Kant-Aufnahme
mit einer M 8 6-Kant-Schraube
am Rotationsmotor 17.2 fixiert. 3 M 5-Senkkopfschrauben 20 verbinden
den Halter formschön
mit dem Schwenkmotor 17.2. Dadurch gibt es kaum Flächen, an
denen sich Farbnebel absetzen kann. Bevorzugt wird der Halter der
Schwenkeinheit 23 mit einer Sicke am 90° Knick versteift.
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Durch
den in 1 angedeuteten Bereich, der
durch einen bevorzugt Teflon® beschichteten Faltenbalg
abgedeckt wird, wird unterhalb des Haupttragerohres die Führungs-,
Material- und Zuluftrohre
vor abrassiven Farbnebeln geschützt.
Der Faltenbalg wird bevorzugt mit jeweils einer Schlauchschelle
am Ende der Faltenbalgstulpen an dem Bereich beim Motor 18 und
der Basisplatte 21 am Umfang der pneumatischen Schrittmotoren
befestigt.
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Mit
der vorliegenden Erfindung ist im Ergebnis eine kompakte, leicht
auswechselbare Spritzpistoleneinheit bereitgestellt worden, die
automatisiert im Raum positioniert werden kann. Bevorzugt werden
Hubspindel und Führungen
unterhalb des Haupttragerohres mit einem teflonbeschichteten Faltenbalg
vor unerwünschten
Abrassionen durch Farbnebel geschützt. Die automatisierte Verstellung
aller geforderten Bewegungsachsen wird realisiert und die Positionen
werden auch bei Energieausfall gehalten. Hierzu trägt die bevorzugte
Bauweise des pneumatischen Stellmotors bei, der nur dann veränderbar
ist, wenn Druckluft anliegt. Beim Ausfall der Druckluft wird die
vorherige Position gehalten.
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- 10
- Verstelleinrichtung
- 11.1,
11.2
- Versorgungsleitung
für Luft
und Material
- 13
- Sternförmige Ausnehmungen
- 15
- Pistole,
Spritzpistole
- 17,
17.1,
- Schrittmotoren
- 17.2
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- 18
- Spindelmotor
- 19
- Faltenbalg
- 20
- Befestigungsmittel
- 21
- Basisscheibe
- 22
- Abschlussring
- 23
- Halter
der Schwenkeinheit