-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Gegenständen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.
-
Das Pulverbeschichten von Gegenständen und hier wiederum insbesondere das Lackieren von Fahrzeugkarosserien gewinnt in jüngster Zeit zunehmendes Interesse. Ein besonders wichtiger Grund hierfür ist die Umweltfreundlichkeit, da bei der Pulverbeschichtung keine Lösemittel anfallen, deren Entsorgung oft mit großem apparativem Aufwand verbunden ist. Trotz dieses großen, offensichtlichen Vorteils findet die Pulverbeschichtung bisher nur beschränkt Einsatz.
-
Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Pulver auf dem Weg zur Applikationseinrichtung alle Strömungswege verunreinigt, so dass bei einem Wechsel des Beschichtungsmaterials, also beispielsweise bei einem Wechsel der Farbe des Lackpulvers, ein erheblicher Reinigungsaufwand nötig wird. Ein solches Verfahren ist zum Beispiel in der
DE 199 37 425 A1 beschrieben. Überall dort, wo in bunter Folge Gegenstände mit unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien, insbesondere unterschiedlich gefärbten Lackpulvern, beaufschlagt werden sollen, ist daher der Einsatz der Pulverbeschichtung bisher noch wenig wirtschaftlich. Die zur Reinigung bei einem Wechsel des Beschichtungsmaterials erforderlichen Stillstandszeiten der Anlage sind einfach zu hoch.
-
Ein Verfahren und eine Anlage der eingangs genannten Art sind aus der
DE 196 16 668 A1 bekannt geworden. Dort werden Farbmaterialien in Kartuschen abgefüllt und über ein Rohrleitungssystem zu einer Applikationseinrichtung befördert, wo die Kartuschen geöffnet und geregelt entleert werden.
-
Die
EP 0 796 665 A2 beschreibt ein ähnliches System, wobei die Kartuschen mittels eines Band- oder Kettenförderers transportiert werden.
-
Ebenfalls Kartuschen verwendet das in der
DE 198 38 805 A1 beschriebene System, wobei dort ein verfahrbarer Lackierroboter im Wesentlichen den Transport zwischen einer Versorgungsstelle und dem Ort der Beschichtungsanlage übernimmt.
-
In den drei zuletzt genannten Druckschriften finden sich keine Hinweise, dass es sich bei dem Beschichtungsmaterial um Pulver handelt.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welche auch bei einem häufigen Wechsel des Beschichtungsmaterials, insbesondere der Farbe des verwendeten Lackpulvers, eine rationelle, kostengünstige Beschichtung ermöglichen.
-
Diese Aufgabe wird, was das Verfahren angeht, mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst.
-
Wie im Stand der Technik an sich bekannt, wird das Beschichtungsmaterial zumindest über den größten Teil seiner Förderstrecke hinweg nicht als freies Pulver geführt, das diese Förderstrecke verunreinigen könnte. Vielmehr wird das Beschichtungsmaterial in einem abriebfesten Behälter transportiert, der keine ”Spuren” in Form von Pulver hinterlässt und deshalb auch keine Reinigung der Förderstrecke erforderlich macht.
-
Erfindungsgemäß liegt das Beschichtungsmaterial als Pulver vor und die Behälter sind als Pulverbehälter ausgebildet.
-
Weiter ist vorgesehen, dass Portionen von Beschichtungsmaterial, die gegenüber der Gesamtmenge des Beschichtungsmaterials, die für einen Lackiervorgang benötigt wird, klein sind, in entsprechend kleinen Pulverbehältern befördert werden. Dadurch ist das Verfahren besonders flexibel und ermöglicht auch, unterschiedliche Beschichtungsmaterialien, die gemeinsam aufgebracht werden sollen, ggf. zu vermischen. ”Klein” gegenüber der Gesamtmenge bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die Gesamtmenge ein Vielfaches, beispielsweise das Hundertfache oder Fünfzigfache oder Zehnfache, der Einzelportion beträgt.
-
Ein weiterer Vorteil der Verwendung vergleichweise kleiner Portionen von Beschichtungsmaterial besteht darin, dass die Gesamtmenge an der Applikationseinrichtung zugeführtem Beschichtungsmaterial durch Zählen der beförderten Pulverbehälter bestimmt werden kann. Je kleiner die Pulverbehälter sind, umso genauer kann die erforderliche Gesamtmenge an Beschichtungsmaterial dosiert werden.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können Pulverbehälter verwendet werden, deren Fassungsvermögen für Beschichtungsmaterial kleiner als 50 g, vorzugsweise kleiner als 20 g, ist.
-
Die Pulverbehälter können insbesondere aus Kunststoff oder Metall bestehen, also aus einem Material, das inert, preiswert und leicht aufzubrechen ist.
-
Besonders bevorzugt wird, wenn insbesondere die kleinen Pulverbehälter aus Klarlack-Material bestehen. Ein eventuell im ungünstigsten Fall doch in den Förderwegen verbleibender Abrieb dieser Pulverbehälter wäre unschädlich. Außerdem lassen sich diese Pulverbehälter zur Entnahme des Beschichtungsmaterials zermahlen und gemeinsam mit dem Beschichtungsmaterial über die Applikationseinrichtung abgeben, so dass keine gesonderte Entsorgung erforderlich ist.
-
Vorteilhaft ist ferner, die Pulverbehälter durch ein Schiebemedium nach Art einer Rohrpost oder eines Molchs durch die Zuführleitung zu fördern. Als Schiebemedium empfiehlt sich Druckluft.
-
Die oben genannte Aufgabe wird, was die Anlage angeht, mit den im Patentanspruch 10 angegebenen Mitteln gelöst.
-
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage entsprechen sinngemäß den oben erwähnten Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Auch die zweckmäßigen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage gemäß den Ansprüchen 11 bis 31 haben im wesentlichen ein Analogon in einer oben in ihren Vorteilen erläuterten Verfahrensvarianten, so dass hierauf Bezug genommen werden kann.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung ab 9 näher erläutert; die 1 bis 8 dagegen sind durch die Ansprüche nicht gedeckt, helfen jedoch beim Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
-
1 schematisch eine Anlage zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien;
-
2 in größerem Maßstab eine Lackdosiereinrichtung, wie sie bei der Anlage der 1 Verwendung findet;
-
3 einen Axialschnitt durch ein Beschickungskarussell, das ebenfalls in der Anlage der 1 eingesetzt wird;
-
4 eine Draufsicht auf das Beschickungskarussell von 3;
-
5 einen Axialschnitt durch ein mit einem Roboterarm zusammenwirkendes Entnahmekarussell, das ebenfalls Teil der Anlage der 1 ist;
-
6 eine Draufsicht auf das Entnahmekarussell der 5;
-
7 einen Schnitt durch einen Lackpulverbehälter;
-
8 im Schnitt den Lackpulverbehälter der 7 in kleinerem Maßstab mit der Andock- und Öffnungseinrichtungen des Arm des Roboters;
-
9 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Anlage zum Lackieren von Fahrzeugkarosserien;
-
10 eine Ausschnittvergrößerung aus 9;
-
11 in der Draufsicht einen Mahlwerk-Revolver, der bei der Anlage der 9 Verwendung findet;
-
12 in größerem Maßstab als in 9 den bei der dortigen Anlage verwendeten Roboter sowie die diesem benachbarten Teile der Lackzuführeinrichtung;
-
13 im schematischen Axialschnitt einen mit einem Mahlwerk zu einer Einheit verbundenen Hochrotationszerstäuber.
-
Die in 1 dargestellte und insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Lackieranlage umfasst eine an und für sich bekannte Lackierkabine 2, durch deren Innenraum 3 mit Hilfe eines nur schematisch dargestellten Transportsystems 4 die zu lackierenden Fahrzeugkarosserien 5 transportiert werden können.
-
Die Lackieranlage 1 ist im wesentlichen symmetrisch zu ihrer Mittelebene aufgebaut; es genügt daher, nachfolgend nur die in 1 rechts von der Mittelebene dargestellte Hälfte zu beschreiben.
-
Ein von einem Roboter 20 in ebenfalls bekannter Weise geführte Applikationseinrichtung 6 sprüht Lack in Pulverform auf die Fahrzeugkarosserie 5, die während dieses Vorgangs stillstehen oder auch bewegt werden kann. Die Applikationseinrichtung 6 enthält eine Hochspannungselektrode, an welcher das Lackpulver vorbeigeführt und so ionisiert wird. Dieses Lackpulver schlägt sich dann bevorzugt an der auf Massepotential liegenden Fahrzeugkarosserie 5 nieder.
-
Die Besonderheit der dargestellten Lackieranlage 1 besteht darin, wie das von der Applikationseinrichtung 6 versprühte Lackpulver von mehreren, im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei, Vorratsbehältern 11, die mit Lackpulver unterschiedlicher Farbe gefüllt sind, den Applikationseinrichtungen 6 zugeführt wird.
-
Wie besonders deutlich aus 2 hervorgeht, ist jeder Vorratsbehälter 11 über eine Pumpe 12 mit zwei parallel liegenden Wägeeinrichtungen 13 verbunden. Die einen Wägeeinrichtungen 13 jeden Paares bedienen jeweils den in 1 rechts der Mittelebene dargestellten Roboter 20, während die anderen Wägeeinrichtungen 13 jeden Paares jeweils den in 1 links der Mittelebene angeordneten Roboter 20 versorgen.
-
Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich auf die Erörterung derjenigen Bauteile, die der rechten Hälfte der 1 zugeordnet sind.
-
Die beiden Wägeeinrichtungen 13 sind über Leitungen 14, 15 mit einer als Beschickungskarussell 16 ausgebildeten Beschickungseinrichtung verbunden, das weiter unten anhand der 3 und 4 näher beschrieben wird. Das Beschickungskarussell 16, welches sich in der Nähe der Wägeeinrichtungen 13 befinden kann, ist über zwei Leitungen oder Schläuche 17, 18, die einen verhältnismäßig großen lichten Querschnitt aufweisen und sehr lang sein können, mit einer als Entnahmekarussell 19 ausgebildeten Entnahmeeinrichtung verbunden. Das Entnahmekarussell 19, dessen nähere Beschreibung weiter unten anhand der 5 und 6 erfolgt, ist in unmittelbarer Nähe einer Seitenwand 21 der Lackierkabine 2 angeordnet und reicht bereichsweise durch eine Öffnung in dieser Seitenwand 21 hindurch in den Innenraum 3 der Lackierkabine 2, wie ebenfalls später noch deutlich wird.
-
In dem Beschickungskarussell 16 wird das zugeführte Lackpulver in abriebfeste Lackpulverbehälter 22 vorzugsweise aus Kunststoff eingefüllt, deren Bauweise aus dem Schnitt der 7 entnehmbar ist. Jeder Lackpulverbehälter 22 hat die Form eines hohlen Kreiszylinders mit einer Zylinderwandung 22a, einem in der Draufsicht kreisförmigen Boden 22b und einem in der Draufsicht kreisförmigen Deckel 22c. Sowohl im Boden 22b als auch im Deckel 22c befindet sich eine zentrische Durchgangsbohrung 23, die von einer Verschlusskugel 24 dicht verschlossen werden kann. In die Zylinderwandung 22a des Lackpulverbehälters 22 sind in axialem Abstand zwei ringförmige Einstiche 25 eingebracht, welche zur Handhabung und Fixierung der Lackpulverbehälter 22 insbesondere in den beiden Karussells 16 und 19 dienen.
-
Wie insbesondere der 4 zu entnehmen ist, weist das Beschickungskarussell 16 einen in der Draufsicht kreisförmigen Drehkörper 26 auf, der von einem Motor 27 um die vertikale Achse des Beschickungskarussells 16 verdreht werden kann.
-
Der Drehkörper 26 des Beschickungskarussells 16 enthält eine Mehrzahl, im dargestellten Ausführungsbeispiel sechzehn, Aufnahmen 29 für jeweils einen Lackpulverbehälter 22. Alle Aufnahmen 29 besitzen voneinander den selben Winkelabstand. Die Drehpositionen, welche die Aufnahmen 29 einnehmen können, sind in 4 von [1] bis [16] durchnumeriert.
-
Die in der Position [1] befindliche Aufnahme 29 steht in Verbindung mit einer Schleuse (”Bahnhof”) 30, die ihrerseits über eine verschließbare Klappe 31 mit der Leitung 18 verbunden ist, welche die beiden Karussells 16 und 19 miteinander verbindet. Über diese Leitung 18 kehren leere oder nahezu leere Lackpulverbehälter 22 von dem Entnahmekarussell 19 zum Beschickungskarusell 16 zurück.
-
In der Position [2] werden den leeren Lackpulverbehältern 22 der Deckel 22c und ggf. auch der Boden 22b abgenommen. Dies geschieht mit Einrichtungen, die nicht näher dargestellt und beschrieben sind und grundsätzlich von beliebiger Bauweise sein können. In der Position [3] werden die geöffneten Lackpulverbehälter 22 gereinigt, beispielsweise durchblasen. In der darauffolgenden Position [4] werden die Lackpulverbehälter 22 wieder mit Deckel 22c und ggf. Boden 22b versehen, wobei sich in der Durchgangsöffnung 23 des Bodens 22b bereits eine Verschlusskugel 24 befinden kann.
-
In den Positionen [5] bis [14] werden die dort befindlichen Lackpulverbehälter 22 jeweils mit Lackpulver befüllt, wobei jede dieser Positionen über eine Leitung 14 bzw. 15 mit einer Wägeeinrichtung 13 und damit letztendlich mit einem Vorratsbehälter 11 für Lackpulver der entsprechenden Farbe verbunden ist. Grundsätzlich kann es also maximal so viele Vorratsbehälter 11 für unterschiedliche Lackpulver geben, wie es Farbabfüllpositionen in dem Beschickungskarussell 16 gibt.
-
In 3 befindet sich der links dargestellte Lackpulverbehälter 22 in einer der Farbabfüllpositionen, nämlich der Position [9]. Erkennbar in 3 ist die Pulverzuführleitung 14, die mit der entsprechenden Wägeeinrichtung 13 verbunden ist. Aus dieser Lackzuführleitung 14 wird der in der Position [9] befindliche Lackpulverbehälter 22 über die Bohrung 23 des Deckels 22c mit Lackpulver aufgefüllt. Sodann wird die Bohrung 23 des Deckels 22c über eine schematisch dargestellte Kugelzuführeinrichtung 32 mit einer Verschlusskugel 24 verschlossen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt jede Position, in welcher ein Lackpulverbehälter 22 mit Lackpulver befüllt werden kann, seine eigene Kugelzuführeinrichtung 32. Es ist jedoch auch möglich, eine gesonderte Position des Beschickungskarussells 16 vorzusehen, in der alle Lackpulverbehälter 22 mit Hilfe der selben Kugelzuführeinrichtung 32 verschlossen werden.
-
In der Position [15] kommunizieren die Aufnahmen 29 mit einer weiteren Schleuse 46, deren Ausgang ähnlich wie derjenige der Schleuse 30 durch eine nicht dargestellte Klappe beherrscht wird und zu der Leitung 17 führt, über welche mit Lackpulver beschickte Lackpulverbehälter 22 zwischen dem Beschickungskarussell 16 und dem Entnahmekarussell 19 befördert werden können.
-
Die letzte, mit der Ziffer [16] bezeichnete Position des Beschickungskarussells 16 ist eine Leerposition.
-
Der Transport der leeren oder gefüllten Lackpulverbehälter 22 durch die Leitungen 17 und 18 zwischen den beiden Karussells 16 und 19 geschieht nach Art einer Rohrpost mit einem Schiebemedium, wie dies an und für sich bekannt ist. Als Schiebemedium kommt in erster Linie Druckluft in Betracht.
-
Einzelheiten des Entnahmekarussellls 19 sind den 5 und 6 zu entnehmen. Wie bereits oben angemerkt, ist das Entnahmekarussell 19 in der Nähe einer Seitenwand 21 der Lackierkabine 2 angeordnet und zwar in einem an die Seitenwand 21 angebauten Nebengehäuse 33. Die Bauweise des Entnahmekarussells 19 ähnelt grundsätzlich derjenigen des Beschickungskarussells 16. Auch das Entnahmekarussell 19 besitzt daher einen Drehkörper 34, der mit der Hilfe eines nicht dargestellten Motors im Sinn des Pfeils 35 von 6 in Drehung versetzt werden kann. Auch der Drehkörper 34 des Entnahmekarussells 19 besitzt eine Mehrzahl von Aufnahmen 36, die jeweils einen Lackpulverbehälter 22 aufnehmen können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel gibt es acht derartige Aufnahmen 36, die sich in gleichem Winkelabstand voneinander befinden. Die verschiedenen Positionen, die von den acht Aufnahmen 36 eingenommen werden können, sind in 6 mit Ziffern 1 bis 8 durchnumeriert.
-
Die Aufnahme 36, die sich in der Position 1 befindet, kommuniziert mit einer Schleuse 37, die ihrerseits über eine Klappe 38 mit der Leitung 17 in Verbindung steht, über welche von dem Beschickungskarussell 16 befüllte Lackpulverbehälter 22 zugeführt werden können. Die Positionen 2 bis 4 sind Bereitstellungspositionen und enthalten jeweils einen mit Lackpulver befüllten Lackpulverbehälter 22.
-
Die Position 5 dient als Andockstation, in welcher die dort befindlichen Lackpulverbehälter 22 an den Arm des Roboters 20 andocken können. Die Ausgestaltung dieser Andockstation wird weiter unten anhand der 8 näher beschrieben.
-
Die Positionen 6 und 7 des Entnahmekarussells 19 werden von vollständig oder nahezu geleerten Lackpulverbehältern 22 eingenommen. In der Position 8 schließlich können die dort befindlichen Lackpulverbehälter 22 aus der entsprechenden Aufnahme 36 in eine Schleuse 39 überführt werden, die über eine nicht dargestellte Klappe eine Verbindung zu der Leitung 18 herstellt, welche zurück zum Beschickungskarussell 16 führt.
-
Wie bereits oben erwähnt, werden in der Position 5 des Entnahmekarussells 19 die Lackpulverbehälter 22 an den Arm des Roboters 20 übergeben. Der Roboter 20 besitzt hierzu, seitlich an seinen Arm anmontiert, zwei Andock- und Öffnungseinrichtungen 40, 41, die einerseits zum Haltern eines Lackpulverbehälters 22 und andererseits zur strömungsmäßigen Verbindung des Innenraums des entsprechenden Lackpulverbehälters 22 mit den Lackpulver-Strömungswegen innerhalb des Roboters 20 zur Applikationseinrichtung 6 dienen. Wie 8 zeigt, besitzt jede Andock- und Öffnungseinrichtung 40, 41 hierzu einen doppelt wirkenden Pneumatikzylinder 42, dessen Kolbenstange 43 an ihrem äußeren Ende zugespitzt ist. In der angedockten Position des Lackpulverbehälters 22 können die Kolbenstangen 43 beim Ausfahren die im Boden 22b und im Deckel 22c befindlichen Verschlusskugeln 24 ins Innere des Lackpulverbehälters 22 drücken und auf diese Weise den Weg zu nicht näher dargestellten Leitungen freigeben, über welche das im Inneren des Lackpulverbehälters 22 befindliche Lackpulver entnommen bzw. dem Inneren Luft zugeführt werden kann.
-
Zur Erläuterung der oben beschriebenen Lackieranlage 1 sei angenommen, dass eine ”bunte Folge” von Fahrzeugkarosserien 5 zu lackieren ist. Unter einer ”bunte Folge” wird eine Reihe von Fahrzeugkarosserien 5 verstanden, bei denen es sich um unterschiedliche Typen handelt, die unterschiedliche Lackmengen benötigen, und die in unterschiedlichen Farben zu lackieren sind.
-
Die Anlagensteuerung weiß zu jedem Zeitpunkt, an welcher Stelle sich die einzelnen Fahrzeugkarosserien 5 befinden und in welcher Weise sie zu lackieren sind. Diese Kenntnis erhält die Anlagensteuerung entweder durch automatische Programmierung und Übernahme der Daten aus einer vorausgegangenen Bearbeitungsstation oder durch Ablesen der Daten von einem mit der Fahrzeugkarosserie 5 mitgeführten Datenträger in einer bestimmten Entfernung vor der Lackierkabine 2 oder durch manuelle Programmierung.
-
Es sei nun angenommen, dass eine bestimmte Fahrzeugkarosserie 5 sich in einer Entfernung vor der Lackierkabine 2 befindet, die genügend Zeit zur Durchführung der nachfolgend beschriebenen Schritte lässt. Die Anlagensteuerung gibt nunmehr den Befehl, mit Hilfe der entsprechenden Pumpe 12 demjenigen Vorratsbehälter 11 Lackpulver zu entnehmen, der die entsprechende Farbe enthält. Die Pumpe 12 fördert dieses Lackpulver in die entsprechenden Wägeeinrichtungen 13. Diese Zufuhr von Lackpulver wird gestoppt, wenn sich in den beiden zum Paar gehörenden Wägeeinrichtungen 13 jeweils die Hälfte der Gesamtmenge des Lackpulvers befindet, die zum Lackieren der fraglichen Fahrzeugkarosserie 5 erforderlich ist. Nun werden die Schieber 44 am Auslass der Wägeeinrichtungen 13 geöffnet. Das darin befindliche Lackpulver wird mit Hilfe von Pumpen 45 durch die Leitungen 14 zu denjenigen Stationen der beiden Beschickungskarussells 16 gefördert, die der jeweiligen Farbe entsprechen.
-
Für die nachfolgende Beschreibung der in der rechten Hälfte der 1 weiter ablaufenden Vorgänge sei angenommen, dass dies die Station Nr. [5] in 4 ist. Dort wartet auf das Pulver bereits ein leerer Pulverlackbehälter 22, der zuvor in der Position [1] in die entsprechende Aufnahme 29 eingesetzt worden ist. Die durch die Wägeeinrichtung 13 abgemessene Lackpulvermenge wird nunmehr in den Lackpulverbehälter 22 eingefüllt; danach wird die Durchgangsbohrung 23 des Deckels 22c mit Hilfe der Kugelzuführeinrichtung 32 mit einer Verschlusskugel 24 verschlossen. Der betrachtete Lackpulverbehälter 22 wird jetzt durch Verdrehen des Drehkörpers 26 des Beschickungskarussells 16 in die Position [15] gebracht. Dort wird der Lackpulverbehälter 22 über die Schleuse 46 in die Leitung 17 eingeführt und in dieser in Rohrpostart zum Entnahmekarussell 19 befördert.
-
Über die Schleuse 37 gelangt der betrachtete Lackpulverbehälter 22 in der Position 4 des Entnahmekarussellls 19 in eine Aufnahme 36 des Drehkörpers 34. Nunmehr wird der Drehkörper 34 verdreht, bis die den fraglichen Lackpulverbehälter 22 enthaltende Aufnahme 36 in der Position 5 angelangt ist. Jetzt nähert sich der Arm des Roboters 20 mit den beiden Andock- und Öffnungseinrichtungen 40, 41, welche den Boden 22b und den Deckel 22b des bereitstehenden Lackpulverbehälters 22 übergreifen. Die doppelt wirkenden Pneumatikzylinder 42 werden betätigt; die zugehörigen Kolbenstangen 43 fahren aus und stoßen mit ihren Spitzen die Verschlusskugeln 24 ins Innere des Lackpulverbehälters 22. Gleichzeitig werden die Strömungswege für das Pulver zur Applikationseinrichtung 6 und zum Einlass von Luft freigegeben.
-
Die Anlagensteuerung hat während des gesamten Prozesses zwischen dem Einfüllen des Lackpulvers in den Lackpulverbehälter 22 in dem Beschickungskarussell 16 und dem Bereitstellen des Lackpulverbehälters 22 in der Andockstation 5 des Entnahmekarussells 19 die Position der Fahrzeugkarosserie 5 auf dem Fördersystem 4 ständig verfolgt und dafür gesorgt, dass die Fahrzeugkarosserie 5 zu der selben Zeit in der Lackierkabine 2 ankommt, zu der sich auch der zu dieser Fahrzeugkarosserie 5 gehörende Lackpulverbehälter 22 in der Andockstation 5 des Entnahmekarussells 19 befindet.
-
Der Arm des Roboters 20 hebt nunmehr mit dem Lackpulverbehälter 22 von der Andockstation 5 des Entnahmekarussells 19 ab und beginnt, die bereitstehende Fahrzeugkarosserie 5 in bekannter Weise zu lackieren.
-
Nach Abschluss der Arbeiten kehrt der Arm des Roboters 20 wieder in die Andockstation 5 des Entnahmekarussells 19 zurück und gibt den weitgehend geleerten Lackpulverbehälter an die wartende Aufnahme 36 ab. In einer benachbarten Aufnahme 36 wartet bereits ein neuer Lackpulverbehälter 22, dessen Inhalt den Anforderungen der nächsten zu lackierenden bereitstehenden Fahrzeugkarosserie 5 entspricht.
-
Der geleerte Farbpulverbehälter 22 wandert bei der Weiterdrehung des Entnahmekarussells 19 in die Position 8, wo er über die Schleuse 39 in die Leitung 18 und von dort zurück zum Beschicklungskarussell 16 gelangt.
-
Bei der obigen Beschreibung wurde nur der Weg eines einzigen Lackpulverbehälters 22 verfolgt. Es versteht sich, dass die Karussells 16 und 19 im Regelfall mit einer Mehrzahl von Lackpulverbehältern 22 beschickt sind, wobei die Anlagensteuerung dafür sorgt, dass in der Lackierkabine 2 jeweils die richtige Fahrzeugkarosserie 5 und der entsprechende Lackpulverbehälter 22 zusammentreffen.
-
Bei dem oben beschriebenen und in den 1 bis 8 dargestellten Beispiel einer Lackieranlage 1 handelt es sich, wie oben bereits gesagt, um eine nicht von den übergeordneten Ansprüchen gedeckte Ausführung, da die Lackpulverbehälter 22 so groß gewählt waren, dass sie die gesamte Lackpulvermenge aufnehmen können, die eine Applikationseinrichtung 6 zum Lackieren einer Fahrzeugkarosserie 5 bzw. des dieser Applikationseinrichtung 6 zugewiesenen Teils einer Fahrzeugkarosserie 5 benötigt. Bei dem erfindungsgemäßen, in den 9 bis 13 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies anders: Hier besitzen die Lackpulverbehälter 22 eine vergleichsweise geringe Größe, so dass sie beispielsweise jeweils nur wenige 10 g aufnehmen können. Sie verhalten sich ähnlich einer Schüttung und können ähnlich einem Molch durch eine Zuführleitung befördert werden.
-
Komponenten des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer Lackieranlage, die solchen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, sind mit denselben Bezugszeichen zuzüglich 100 gekennzeichnet.
-
Auch die in 9 dargestellte Lackieranlage 101 ist im wesentlichen symmetrisch zu ihrer Mittelebene aufgebaut; es genügt daher, nachfolgend nur die in 9 rechts von der Mittelebene dargestellte Hälfte zu beschreiben.
-
Die von dem Roboter 120 geführte Applikationseinrichtung 106 sprüht Lack in Pulverform auf die Fahrzeugkarosserie 105. Jede Hälfte der Lackieranlage 101 besitzt eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 110 versehene Lackzuführeinrichtung. Diese umfasst mehrere, im dargestellten Beispiel zwei Vorratsbehälter 111, die mit Pulverbehältern beschickt sind. Die Pulverbehälter der beiden Vorratsbehälter 111 enthalten Lackpulver unterschiedlicher Farbe. Jeder Pulverbehälter enthält eine vergleichsweise kleine Pulverportion, so dass zum vollständigen Lackieren der Fahrzeugkarosserie eine Vielzahl derartiger Pulverbehälter benötigt wird. Ihre Größe entspricht etwa der Größe von derzeit auf dem Markt befindlichen Spültabletten.
-
Die Pulverbehälter selbst bestehen aus Klarlackmaterial oder Bindemittel, also aus einem neutralen Material, das in dem Lackpulver ohnehin enthalten ist bzw. sich mit diesem in der aufgetragenen Lackschicht verträgt.
-
Die Pulverbehälter gelangen aus dem Inneren der Vorratsbehälters 111 jeweils in eine horizontal angeordnete, motorisch angetriebene Führungsschnecke 150 und werden von dieser einzeln einem unteren Auslass 151 zugeführt. Die Auslässe 151 befinden sich über dem Fülltrichter einer Wägeeinrichtung 152. Diese ist über einen beweglichen Schieber 153 mit dem Einlass eines Wendelförderers 154 verbunden (vgl. 10).
-
Der Auslass des Wendelförderers 154 ist seinerseits mit einer Zuführleitung 117 verbunden, die zu einem Mahlwerks-Karussell 119 führt. Dieses ist in unmittelbarer Nähe des Roboters 120, so nahe wie möglich an der Applikationseinrichtung 106, angeordnet.
-
Zwischen den beiden Vorratsbehältern 111 ist ein Vorratsbehälter 155 angeordnet, der sogenannte Trennkörper enthält. Diese Trennkörper können dieselbe Gestalt wie die Pulverbehälter aufweisen, besitzen jedoch eine Eigenschaft, die es möglich macht, ihre Position in einer Leitung oder einem Schlauch berührungslos von außen zu ermitteln. Die Trennkörper können hierzu besondere mechanische, magnetische oder optische Eigenschaften aufweisen, in denen sie sich von den Pulverbehältern unterscheiden. Beispielsweise können sie eine andere Dichte, eine andere Farbe oder eine von Licht durchstrahlbare Öffnung besitzen.
-
Am unteren Ende des Vorratsbehälters 155 befindet sich eine steuerbare Klappe 156, über deren Auslass die Trennkörper einzeln in die Wägeeinrichtung 152 abgegeben werden können.
-
Das Mahlwerks-Karussell 119 ist in sehr schematisierter Weise in Draufsicht in 11 abgebildet. Er umfasst drei Mahlwerke 119a, 119b, 119c, die in einem Winkelabstand von 120° zueinander in einem um seine Achse motorisch verdrehbaren, zylindrischen Revolver 119d montiert sind. Das Mahlwerks-Karussell 119 ist außerhalb der durch eine Seitenwand 121 begrenzten Lackierkabine 102 angeordnet. Das Mahlwerk 119a befindet sich in einer Beschickungsstelle, in der es mit der Zuführleitung 117 verbunden ist. Das Mahlwerk 119b befindet sich in einer Reinigungstelle, an der es mit Druckluft ausgeblasen oder in sonstiger Weise gereinigt werden kann. Das Mahlwerk 119c schließlich nimmt eine Arbeitsstellung ein, in welcher es über einen Schlauch 157 mit der Applikationseinrichtung 106 verbunden ist.
-
Die oben beschriebene Lackieranlage 101 arbeitet wie folgt:
Zunächst werden die Vorratsbehälter 111 mit Pulverbehältern angefüllt.
-
Wird nunmehr eine Fahrzeugkarosserie 105 mit Hilfe des Transportsystemes 104 in die Lackierkabine 102 eingebracht, so wird die zum Lackieren erforderliche Lackmenge entweder automatisch durch Ablesen des jeweiligen Karosserietyps oder manuell in die Anlagensteuerung eingegeben. Nun beginnt die Transportschnecke 150 des die richtigen Pulverbehälter enthaltenden Vorratsbehälters 111 zu arbeiten und eine solche Anzahl von Pulverbehältern in die Wägeeinrichtung 152 abzugeben, bis das der erforderlichen Lackmenge entsprechende Gewicht erreicht ist.
-
Jetzt wird der Schieber 153 der Wägeeinrichtung 152 geöffnet; die Pulverbehälter werden von dem Wendelförderer 154 in die Zuführleitung 117 eingebracht und durch diese hindurch in einer beliebigen Weise zum Mahlwerk 119a des Mahlwerk-Karussells 119 befördert. Bevorzugt wird dabei die dargestellte Beförderung nach Art eines Molches bzw. nach Rohrpostart unter Verwendung eines Schiebemediums, welches die Pulverbehälter vor sich herschiebt. Hierzu mündet in der Nähe des Wendelförderers 154 in die Zuführleitung 117 ein Anschluss 158 für das Schiebemedium (vgl. 10), bei dem es sich vorzugsweise um Druckluft handelt.
-
Ggf. können auch Molche eingesetzt werden, wie dies aus der Lackiertechnik an und für sich bekannt ist. Die Einrichtungen, die zum Auslass des Schiebemediums aus der Zuführleitung 117 erforderlich sind, sowie die ggf. bei Einsatz von Molchen notwendigen Molchstationen sind in der Zeichnung nicht dargestellt; sie sind dem Fachmanne bekannt.
-
Die Pulverbehälter durchqueren die Zuführleitung 117, die eine erhebliche Länge haben kann, ohne nennenswerten Abrieb, d. h., ohne nennenswerte Verschmutzung der Zuführleitung 117.
-
Nunmehr wird das Mahlwerks-Karussell 119 in 11 um 120° gegen den Uhrzeigersinn verdreht. Dabei gelangt das mit Pulverbehältern beschickte Mahlwerk 119a in die Arbeitsstellung, die zuvor vom Mahlwerk 119c eingenommen worden war. Das Mahlwerk 119c dreht sich an die Reinigungsstelle, die in 11 vom Mahlwerk 119b eingenommen wird. Letzteres Mahlwerk 119b schließlich nimmt die Beschickungsstelle ein, die in 11 das Mahlwerk 119a besitzt.
-
Das nun in der Arbeitsstellung befindliche Mahlwerk 119a, das mit Pulverbehältern beschickt ist, beginnt nunmehr die Pulverbehälter zu zermahlen und setzt dabei das im Inneren befindliche Lackpulver frei. Das Material der Pulverbehälter selbst wird ebenfalls pulvrig und mit dem Lackpulver vermischt. In diesem Sinne dient das Mahlwerk 119a als ”Öffnungseinrichtung” für die Pulverbehälter.
-
Auf kürzestem Wege wird das so entstandene Pulvergemisch, das überwiegend aus Lackpulver, zum kleineren Teil aus dem neutralen, Material der Pulverbehälter besteht, nunmehr über den Schlauch 157 der Applikationseinrichtung 106 zugeführt die mit dem Lackiervorgang beginnen kann. Wenn der Lackiervorgang beendet ist, also alle zu lackierenden Flächen der Fahrzeugkarosserie 105 beschichtet sind, ist der Vorrat an Pulverbehältern innerhalb des Mahlwerkes 119a bis auf einen kleinen Überschuß verbraucht.
-
Zwischenzeitlich wurde das Mahlwerk 119b, das sich nunmehr in der Position des Mahlwerkes 119a der 3 befindet, neu mit Pulverbehältern angefüllt, deren Gewicht erneut der Menge von Lackpulver entspricht, die für die nächste zu lackierende Fahrzeugkarosserie 105 benötigt wird.
-
Bei der in 9 dargestellten Lackieranlage 101 wird ein Farbwechsel dadurch durchgeführt, dass in der Wägeeinrichtung 152 auf den letzten, die ”alte” Farbe enthaltenden Pulverbehälter ein Trennkörper aufgesetzt wird, indem die Auslassklappe 156 des Vorratsbehälters 155 kurz geöffnet wird. Sodann wird die Beschickung der Wägeeinrichtung 152 mit eine andere Farbe enthaltenden Pulverbehältern aus dem anderen Vorratsbehälter 111 fortgesetzt. In der Nähe der Beschickungsstelle des Mahlwerk-Karussells 119 befindet sich ein Detektor 159, der in der Lage ist, die kennzeichnende Eigenschaft der Trennkörper, also deren abweichende optische, mechanische oder magnetische Eigenschaft, zu erkennen und dadurch zu erfassen, wann der letzte die ”alte” Farbe enthaltende Pulverbehälter passiert und deshalb die Verdrehung des Mahlwerk-Karussells 119 einzuleiten ist.
-
Eine Reinigung der Zuführleitung 117 ist bei diesem Farbwechsel normalerweise nicht erforderlich. Das zuvor aktive Mahlwerk 119a, 119b, 119c wird in derjenigen Position des Mahlwerks-Karussells 119, die in 11 von dem Mahlwerk 119b eingenommen wird, gereinigt, beispielsweise durch Blasen. In ähnlicher Weise werden die sehr kurzen Pulverströmungswege im Schlauch 157 zwischen dem jeweils in Arbeitsstellung befindlichen Mahlwerk und der Applikationseinrichtung 106 gereinigt. Diese verglichen mit dem Stande der Technik geringfügigen Reinigungsarbeiten können sehr schnell und ohne großen Aufwand durchgeführt werden.
-
Auf diese Weise können bunte Folgen von Fahrzeugkarosserien 105 ohne spürbare Betriebsunterbrechungen hintereinander lackiert werden.
-
Die Trennkörper können an dem Mahlwerk-Karussell 119 ausgeschleust und zum Vorratsbehälter 155 zurückgeführt werden. Sie können jedoch auch zermahlen und über die Applikationseinrichtung 106 versprüht werden, wenn sie aus einem hierfür geeigneten Material, beispielsweise aus Bindemittel oder Klarlackmaterial, bestehen.
-
Es ist auch möglich, Mischfarben zu erzeugen, indem mehrere der parallel liegenden Vorratsbehälter 111 zur Lackierung einer Fahrzeugkarosserie 105 in Funktion genommen werden. Es wird dann, je nach der gewünschten Mischfarbe, eine bestimmte Anzahl von Pulverbehältern aus dem einen Vorratsbehälter 111 und eine entsprechende Zahl von die andere Farbe enthaltenden Pulverbehältern aus dem anderen Vorratsbehälter 111 in die Wägeeinrichtung 152 eingewogen. Selbstverständlich muss das Farbpulver, das durch Zermahlen dieser Pulverbehälter im Mahlwerks-Karussell 119 entsteht, noch gründlich vermischt werden, damit tatsächlich eine homogene Pulvermischung vor der Applikation entsteht.
-
Die zur Abmessung einer bestimmten Lackmenge eingesetzte Wägeeinrichtung 152 kann auch durch eine Zähleinrichtung ersetzt werden, welche die sie passierenden Pulverbehälter, die jeweils eine bestimmte Menge Lackpulver enthalten, abzählt.
-
Bei dem oben zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel werden Pulverbehälter eingesetzt, die gefüllt jeweils eine Gewicht von einigen zehn Gramm besitzen. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, kleinere ”Einheiten” einzusetzen.
-
Die Pulverbehälter können grundsätzlich beliebige Form besitzen. In Frage kommen insbesondere Kugelform, Zylinderform oder Drageeform; die Wahl der Form im Einzelfall erfolgt unter Berücksichtigung des Lackmaterials, der Art der Förderung der Pulverbehälter sowie der Art, in der die Pulverbehälter wieder geöffnet werden.
-
Als Förderart für die Pulverbehälter wurde oben ein Schiebemedium erwähnt. Es kommen jedoch beliebige Förderarten in Frage, seien diese nunmehr mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, durch Druck oder Unterdruck.
-
Die Öffnung der Pulverbehälter kann auf andere Weise als durch die oben erwähnten Mahlwerke 119a, 119b, 119c erfolgen. So ist es grundsätzlich möglich, die Pulverbehälter aufzuschneiden und auf diese Weise das darin enthaltene Lackpulver zu entnehmen. Die zerschnittenen Behälter werden dann entsorgt.
-
13 zeigt in sehr schematischer Weise eine Applikationseinrichtung 106, in welche ein Mahlwerk 119 integriert ist. In dem konisch zulaufenden vorderen Endbereich 160a des gemeinsamen Gehäuses 160 befindet sich in bekannter Weise eine Luftturbine 161, der über einen rückwärtigen Druckluftanschluss 162 Druckluft zugeführt werden kann und auf diese Weise in schnelle Drehung versetzt wird. Im zylindrischen Bereich 160b des Gehäuses 160 befindet sich das Mahlwerk 119, das ein konisch nach vorne sich verjüngendes Mahlwerksgehäuse 163 aufweist. In dem Mahlwerksgehäuse 163 ist eine Förderschnecke 164 drehbar gelagert, deren Schneckengänge zum vorderen Ende hin niedriger und enger werden. Die Förderschnecke 164 ist durch einen Motor 165 verdrehbar. Die von dem Schlauch 157 (vgl. 9 und 12) kommenden gefüllten Pulverbehälter treten über einen Einlass 166 an dem hinteren, im Durchmesser größeren Ende des Mahlwerksgehäuses 163 ein.
-
Die Applikationseinrichtung 106 arbeitet wie folgt:
Durch Zufuhr von Druckluft übenden Anschluss 162 werden die Luftturbine 161 und der damit verbundene Zerstäubungs-Drehteller in Drehung versetzt. Die Pulverbehälter werden über den Eingang 166 dem weiteren Bereich des Mahlwerksgehäuses 163 zugeführt, dort von der Förderschnecke 164 erfaßt und in Richtung auf das engere, vordere Ende des Mahlwerksgehäuses 163 transportiert. Aufgrund der Geometrie der Förderschnecke 164 und des Mahlwerksgehäuses 163 werden die Pulverbehälter dabei selbst pulverisiert und setzen das Lackpulver frei, das sie enthalten. Das entstehende Pulvergemisch wird am vorderen, offenen Ende des Mahlwerksgehäuses 163 in der schematisch dargestellten Weise abgegeben und gelangt dann in den Bereich des von der Luftturbine 161 angetriebenen Drehtellers, wird auf diese Weise in der ebenfalls schematisch dargestellten Form zerstäubt und gegen den zu lackierenden Gegenstand gerichtet.
-
Bei einem in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsbeispiel werden sowohl das Mahlwerk 119 als auch die Turbine 161 von demselben Motor angetrieben.
