-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines
Beschichtungsmittels auf ein zu beschichtendes Substrat.
-
In
der Blechverarbeitung sind zur Durchführung von Umformvorgängen, wie
beispielsweise Tiefziehvorgängen,
Pressen vorgesehen, bei denen das Blech in einem bestimmten Arbeitstakt
taktförmig
zugeführt
wird. Vor dem Tiefziehvorgang wird auf die umzuformende Bereiche
mit einer Beschichtungsvorrichtung das Beschichtungsmittel aufgetragen.
-
Zum
Beschichten eines Substrates mit einem Gleitmittel sind im Stand
der Technik deshalb Vorrichtungen bekannt geworden, bei denen über der geplanten
Sprühbreite
eine entsprechende Anzahl von einzeln angeordneten Sprüheinheiten
vorgesehen ist. Jede Sprüheinheit
ist separat steuerbar, sodass auf dem zu beschichtenden Substrat
in Abhängigkeit
von den jeweils aktuellen Anforderungen ein vorbestimmtes Sprühmuster
auftragbar ist.
-
Eine
solche Vorrichtung ist z.B. aus der
DE 102 39 351 B4 bekannt geworden. Bei der
bekannten Vorrichtung werden zu jeder Sprüheinheit separate Versorgungsschläuche geführt, um
die einzelnen Sprüheinheiten
separat ansteuern zu können. Über einen
Regler wird der Querschnitt der Düsenöffnung an die aktuelle Vorschubgeschwindigkeit
und die sonstigen aktuellen Bedingungen angepasst, um über der
Substratfläche
verteilt die jeweils gewünschte
Menge an Gleitmittel aufzutragen.
-
Die
aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung trägt aufgrund
der separaten Beschichtungseinheiten und der eingesetzten Regeleinheit das
Beschichtungsmittel im gewünschten
Umfang über
der Fläche
auf. Aufgrund der separaten Einheiten und der Vielzahl der erforderlichen
Zuleitungen ist die bekannte Anlage großbauend und erfordert einen hohen
Montageaufwand.
-
Gegenüber diesem
Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
eine Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmittels auf ein
zu beschichtendes Substrat zur Verfügung zu stellen, bei der ein
geringerer Montageaufwand vorliegt und bei der eine kleiner bauende
Ausführung möglich ist.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Auftragen eines Beschichtungsmittels auf ein zu beschichtendes
Substrat umfasst wenigstens eine Sprühbaugruppe, die einen Sprühkörper aufweist,
an dem eine Mehrzahl von Sprühdüsen vorgesehen
ist. Dabei ist in oder an dem Sprühkörper ein gemeinsamer Zuführkanal
für ein
Betriebsfluid angeordnet.
-
Die
Erfindung hat viele Vorteile. Im Unterschied zum Stand der Technik
wird bei der vorliegenden Erfindung ein gemeinsamer Sprühkörper eingesetzt,
an dem nicht nur eine Sprühdüse vorgesehen ist,
sondern der eine Mehrzahl von Sprühdüsen oder Sprühköpfen aufweist.
Dadurch kann der Sprühkörper vormontiert
werden, sodass Teile der Sprühbaugruppe
einfacher montiert oder ausgetauscht werden können.
-
Ein
weiterer erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Anordnung
des gemeinsamen Zuführkanals
an oder in dem Sprühkörper. Durch
den gemeinsamen Zuführkanal
für das Betriebsfluid
können
in Abhängigkeit
von der Anzahl der Sprühdüsen an dem
Sprühkörper entsprechend viele
separate Zuleitungen für
das jeweilige Betriebsfluid eingespart werden, wodurch die Vorrichtung
insgesamt leichter zu montieren ist und weniger Platz benötigt, sodass
die gesamte Vorrichtung kleiner bauend gestaltet werden kann, als
es im Stand der Technik üblich
war. Das liegt unter anderem daran, dass bei der Montage der einzelnen
Zuführleitungen bestimmte
Radien eingehalten werden müssen,
um ein Abknicken der entsprechenden Zuführschläuche auszuschließen.
-
Die
Sprühbaugruppe
umfasst insbesondere ein Gehäuse,
von dem der Sprühkörper einen
Teil bildet. An dem Sprühkörper sind
die Sprühdüsen bzw. Sprühköpfe angeordnet.
Der Zuführkanal
dient zur Zufuhr des Betriebsfluids zu den Sprühdüsen des Sprühkörpers. Dabei sind die Sprühventile
und die Sprühdüsen vorzugsweise
nahe und insbesondere unmittelbar an dem Sprühkörper angeordnet.
-
In
einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Sprühkörper als
einstückiger
oder doch im Wesentlichen einstückiger
oder einteiliger Grundkörper
ausgebildet. Vorzugsweise ist in dem Grundkörper der Zuführkanal
für die
Sprühdüsen vorgesehen.
An den Enden des Sprühkörpers sind
vorzugsweise Abschlusselemente oder Endmodule angeordnet, an die
Zufluss- und die Abflussleitungen angeschlossen werden. Vorzugsweise
sind die beiden Endseiten austauschbar, sodass die Vorrichtung auch
im aufgebauten Zustand umgebaut werden kann, um z.B. die Zufuhrseite
zu wechseln.
-
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sprühkörper als Meterware und insbesondere
als Strangpreßprofil
ausgeführt.
Beispielsweise kann der insgesamt von seiner Grundform her U-förmig ausgebildete
Grundkörper
als Gussteil hergestellt werden und direkt mit einem oder mehreren
Zuführkanälen in dem
Boden des Sprühkörpers hergestellt
oder versehen werden. Die Zuführkanäle können durch
einen Preßvorgang
oder durch eine spanende Bearbeitung eingefügt werden.
-
Bei
einem auf Meterware beruhenden Grundkörper ist die Herstellung und
der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besonders einfach, da der Grundkörper
entsprechend der gewünschten Länge abgeschnitten
oder abgesägt
wird. Anschließend
werden an dem Grundkörper
einzelne Sprüheinheiten
montiert.
-
In
einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Sprühkörper modular
aufgebaut und wird vorzugsweise im Wesentlichen durch identisch
aufgebaute Sprühmodule
gebildet. Dabei wird der Sprühkörper vorzugsweise
durch aneinander angrenzende und insbesondere dicht aneinander anliegende
Sprühmodule
gebildet.
-
Die
vorzugsweise im Wesentlichen etwa U-förmig oder schachtelförmig ausgebildeten
Sprühmodule
weisen einen Modulboden auf, in dem der insbesondere rund ausgebildete
Zuführkanal
vorgesehen ist, der als Durchgangsbohrung oder Durchgangsloch ausgebildet
ist und so das eine Ende des Sprühmoduls
mit dem anderen Ende des Sprühmoduls
verbindet. Durch Aneinanderreihung mehrerer Sprühmodule werden die einzelnen
Durchgangsbohrungen miteinander verbunden und bilden insgesamt den
Zuführkanal,
der sich durch den aus den einzelnen Sprühmodulen bestehenden Sprühkörper erstreckt.
-
Zur
Abdichtung der Übergänge ist
zwischen den einzelnen Sprühmodulen
vorzugsweise jeweils ein Dichtmittel vorgesehen.
-
Ein
erheblicher Vorteil ist, dass einzelne oder auch alle Sprühmodule
einzeln austauschbar sind, sodass im Falle von Defekten eine Reparatur
mit relativ geringem Aufwand möglich
ist. Ebenso ist eine Verlängerung
oder Verkürzung
der Sprühbaugruppe möglich, indem
in den Sprühkörper weitere
Sprühmodule
eingesetzt werden oder in dem einzelne Sprühmodule entfernt werden. Dadurch
ist eine flexible Erweiterung und Anpassung des Systems möglich.
-
In
vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung ist insbesondere an
oder in dem Sprühkörper wenigstens
ein gemeinsamer Zuführkanal
und wenigstens ein gemeinsamer Rückführkanal
vorgesehen, sodass ein Kreislauf eines Betriebsfluids möglich wird.
Dadurch wird es z.B. ermöglicht,
das Betriebsfluid zentral auf die gewünschte Temperatur zu bringen.
An den einzelnen Sprühdüsen kann
die Temperatur des Betriebsfluides noch nachgeregelt werden.
-
In
bevorzugten Weiterbildungen ist wenigstens ein gemeinsamer Zuführkanal
für das
Beschichtungsfluid bzw. Beschichtungsmittel vorgesehen. Alternativ
oder ergänzend
dazu kann auch ein gemeinsamer Zuführkanal für Druckluft vorgesehen sein. Besonders
bevorzugt sind Zuführ-
und Abführkanäle für das Beschichtungsmittel
vorgesehen und es ist ein Zuführkanal
für Druckluft
vorhanden.
-
In
einer Vielzahl von Press- und Stanzbetrieben werden unterschiedliche
Substrate, wie z.B. Tiefziehstähle
für Autokarosseriebauteile
oder Aluminium-, Edelstahl- oder auch beschichtete Bleche verarbeitet.
Da all diese unterschiedlichen Substrate spezifische Umformeigenschaften
aufweisen, werden in der Praxis je nach Substrat unterschiedliche
Beschichtungsmittel bzw. Umformschmierstoffe eingesetzt.
-
Die
Erfindung ermöglicht
in Weiterbildungen auf einfache Weise einen Wechsel von einem Beschichtungsmittel
auf ein anderes, ohne dass es zu Vermischungen zweier Fluide kommt,
was einer Wiederverwendung der sortenreinen Medien entgegenstünde. Durch
ein angesteuertes Ablassventil können
alle medienführenden
Kanäle
programmgesteuert mittels von z.B. Druckluft frei geblasen werden. Vor
Produktionsbeginn mit einem anderen Fluid werden die Kanäle auf die
gleiche Weise entsprechend vorgefüllt, wobei das Ablassventil
dann die Funktion eines Entlüftungsventils übernimmt.
-
Die
sortenreine Zuführung
und die sortenreine Wiedergewinnung der Beschichtungsmittel geschieht
dabei bevorzugt über
eigene Vorratsbehälter und
Auffangbehälter,
die über
die zentrale Steuerung automatisch gewählt werden.
-
Weiterhin
ist vorzugsweise ein Datenbus vorgesehen, der sich über alle
Sprühmodule
hinweg erstreckt. Vorzugsweise ist eine zentrale Steuerungseinrichtung
zur Steuerung des Beschichtungsprozesses vorgesehen. Vorteilhafterweise
weist jede Sprüheinheit
zusätzlich
eine separate Steuerungseinheit auf, die über das Bussystem mit den anderen Steuerungseinheiten
und mit der zentralen Steuerungseinheit verbunden ist, sodass die
zentrale Steuerungseinrichtung die Grobsteuerung vornimmt, während jede
einzelne Steuerungseinheit die jeweils aktuell ausgegebene Menge
an Beschichtungsmittel in Abhängigkeit
von den Vorgaben der zentralen Steuerungseinrichtung regelt.
-
Falls
der Sprühkörper einstückig ausgebildet ist,
sind an dem Sprühkörper die
Sprüheinheiten
angeordnet. Falls der Sprühkörper modular
aufgebaut ist, weist insbesondere jedes Sprühmodul eine Sprüheinheit
auf. In anderen Ausgestaltungen kann jedes Sprühmodul auch zwei oder mehr
Sprüheinheiten
umfassen.
-
Vorzugsweise
umfasst jede Sprüheinheit
wenigstens ein Regelventil zur Regelung des Ausstoßes des
Beschichtungsmittels und vorzugsweise umfasst jede Sprüheinheit
wenigstens ein Sprühluftventil
zur Steuerung der abgegebenen Druckluft.
-
Besonders
bevorzugt umfasst jede Sprüheinheit
bzw. jedes Sprühmodul
ein regelbares Sprühventil
für das
Beschichtungsmittel, sowie ein insbesondere regelbares Luftventil
zur Steuerung der Luftabgabe und eine Sprühdüse zur Abgabe des Gemisches
aus Beschichtungsmittel und Luft.
-
In
vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung weist jede Sprüheinheit
eine Statusanzeige in Form z.B. eines Lichtsignals auf. Beispielsweise kann
mittels einer LED die Betriebsbereitschaft ausgegeben werden. Über optische
Signale kann auch über
Störungen
an der Sprüheinheit
bzw. an dem Sprühmodul
informiert werden, indem die Statusanzeige in einer bestimmten Farbe
leuchtet oder indem z.b. blinkende Signale ausgegeben werden. Über die Art
der Ausgabe und/oder die Wahl der Farbe kann auf bestimmte Fehler
oder bestimmte Eigenschaften hingewiesen werden.
-
In
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist wenigstens eine Absaugeinrichtung vorgesehen, die zur Absaugung
von überschüssigen Beschichtungsmittel
dient, welches als Aerosol in der Luft vorhanden ist. Dazu wird
ein gezielter Luftstrom erzeugt, der die Aerosole absaugt und der
Beschichtungsmittelrückführung zuleitet.
-
Da
die erfindungsgemäße Vorrichtung
aufgrund der kompakten Bauweise durch die integrierten Zuführkanäle einen
erheblich geringeren Platzbedarf aufweist als die im Stand der Technik
bekannten Sprühbaugruppen
ist auch das Volumen der Absaugeinrichtung kleiner als das Volumen
vergleichbarer Absaugeinrichtungen aus dem Stand der Technik, sodass
auch die benötigte
Leistung zur zuverlässigen
Absaugung der aerosolbelasteten Luft geringer ist. Um die Effektivität der Absaugeinrichtung
zu erhöhen,
ist wenigstens ein einstellbarer Führungskanal für die Absaugluft
vorgesehen.
-
In
allen Ausgestaltungen kann die Sprühbaugruppe kippbar angeordnet
sein, um z.B. den Zugang zu den einzelnen Sprühmodulen bzw. Sprüheinheiten
z.B. für
Wartungszwecken bequem zu ermöglichen.
-
In
bevorzugten Weiterbildungen umfasst die Sprühbaugruppe ein Endmodul an
einem Ende des Sprühkörpers, in
dem die Fluidströme
umgelenkt werden. Zur Vergrößerung des
Wärmeübergangs können auch
zwei parallelgeschaltete Zuführkanäle für das Beschich tungsmittel
vorgesehen sein, die an der Umlenkung in dem Endmodul dann gemeinsam in
einen Rückführkanal
umgelenkt werden. Anstelle zweier parallelgeschalteter runder Zuführkanäle kann
auch ein Zuführkanal
mit ovalem Querschnitt vorgesehen sein.
-
Vorzugsweise
ist desweiteren ein Kopfmodul an der Sprühbaugruppe vorgesehen, das
an dem anderen Ende angeordnet ist und an dem die Fluidleitungen
angekoppelt werden, um das Beschichtungsmittel sowie die Druckluft
zuzuführen.
In bestimmten Ausgestaltungen kann neben Kanälen für das Beschichtungsmittel und
für die
Druckluft noch ein Ringkanal in dem Sprühkörper für ein Wärmeträgerfluid vorgesehen sein, um
den Sprühkörper insgesamt
auf eine einheitliche Temperatur zu temperieren.
-
In
bevorzugten Ausgestaltungen ist an einzelnen oder insbesondere an
allen Sprühmodulen bzw.
Sprüheinheiten
jeweils noch ein separates Heizelement vorgesehen, welches in Abhängigkeit
von der Sprühmitteltemperatur,
der Vorschubgeschwindigkeit des beschichtenden Substrates und den
weiteren Umgebungsbedingungen gesteuert wird.
-
In
vorteilhaften Ausgestaltungen ist neben der ersten Sprühbaugruppe
noch wenigstens eine zweite oder eine dritte Sprühbaugruppe vorgesehen. Beispielsweise
kann eine Sprühbaugruppe
oberhalb des Substrates und eine Sprühbaugruppe unterhalb des Substrates
angeordnet sein, um so beide Seiten des Substrates gleichzeitig
zu besprühen.
-
In
vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung ist eine Fahrschiene
mit einem Teleskopfuß vorgesehen,
um die Baugruppe im Bedarfsfall auch bei voller Betriebsbereitschaft
seitlich auszufahren. Das kann beispielsweise sinnvoll sein, um
die Funktion der Sprühdüsen einzeln
zu überprüfen. Wird
die Baugruppe seitlich auf der Fahrschiene herausgefahren, können auch
Wartungs- und Reparaturarbeiten auf einfache Weise stattfinden.
In besonders bevorzugten Ausgestaltungen ist die Fahrschiene de montierbar,
um den dauerhaften Platzbedarf der Vorrichtung zu verringern.
-
Weitere
Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Ausführungsbeispielen, die nun mit
Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert werden.
-
In
den Figuren zeigen:
-
1 eine
perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit angebrachter
Fahrschiene;
-
2 eine
vergrößerte Darstellung
der Vorrichtung nach 1;
-
3 eine
Sprühbaugruppe
für die
Vorrichtung nach 1;
-
4 ein
Sprühmodul
der Sprühbaugruppe nach 3 in
einer Explosionsdarstellung;
-
5 eine
schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
-
6 eine
Ausführungsform
des Sprühkörpers; und
-
7 eine
Versorgungseinheit für
eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
-
Mit
Bezug auf die 1–4 wird ein
erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erläutert. Die
in 1 dargestellte Vorrichtung 1 dient zum
Auftragen eines Beschichtungsmittels auf ein Substrat und insbesondere
zum Auftragen eines Gleitmittels auf Bleche oder dergleichen zur
Durchführung
von Umformvorgängen
wie z.B. Tiefziehvorgängen.
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
weist eine erste Sprühbaugruppe 2 und
eine zweite Sprühbaugruppe 3 auf,
die jeweils einen Sprühkörper 4 umfassen.
Die Sprühbaugruppen 2 und 3 beziehungsweise
deren Sprühkörper 4 sind
jeweils modular aus einzelnen Sprühmodulen 6 aufgebaut.
Dabei ist in dem Bodenbereich der Sprühmodule 6 ein Zuführkanal 8 für das Beschichtungsmittel
vorgesehen.
-
Das
Rastermaß der
Sprühmodule 6 beträgt hier
im Ausführungsbeispiel
100 mm. Der bevorzugte Abstand der Sprühdüsen oder des Sprühkörpers zu dem
Substrat entspricht in der Regel etwa dem Rastermaß, um den
maximalen Sprühwinkel
zu begrenzen, und liegt deshalb bei etwa 100 mm +/- 20%. In einer
anderen bevorzugten Ausgestaltung ist das Rastermaß kleiner
als 100 mm, feiner zu dosieren und um den Sprühabstand zu dem Substrat zu
verringern. Das Rastermaß und
der Sprühabstand
kann bei bestimmten Ausführungen
auch gleich 50 mm oder noch darunter liegen.
-
Bei
der in 1 dargestellten perspektivischen Gesamtansicht
der Vorrichtung 1 ist die Teleskop- oder Fahrschiene 50 montiert,
auf der die Baugruppe ausgefahren werden kann, um die Funktionsweise
der einzelnen Sprühmodule
oder der einzelnen Sprühbaugruppen
zu überprüfen oder
um eine Wartung oder Reparatur durchzuführen. Nach der Überprüfung, Reparatur
oder Wartung wird die Baugruppe wieder eingefahren und die Fahrschiene 50 mit
dem Teleskopfuß 51 kann
an der Trennstelle 52 entfernt werden, um außerhalb
der Wartungszeiten nicht unnötig
Platz zu blockieren.
-
In 2 ist
die Vorrichtung 1 vergrößert dargestellt.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine obere Sprühbaugruppe 2 und
eine untere Sprühbaugruppe 3. Zwischen
den Einlaufrollen 11 läuft
das zu beschichtende Substrat durch die Vorrichtung hindurch, während es
von den Sprühdüsen 7 der
einzelnen Sprühmodule 6 der
oberen und der unteren Sprühbaugruppen 2 und 3 gemäß des vorge gebenen
Musters besprüht
wird, um die angestrebte Gleitwirkung zu erzielen.
-
In
der Darstellung nach 2 ist die obere Sprühbaugruppe 2 in
die Wartungsstellung geklappt. Dazu ist die Sprühbaugruppe 2 um eine
Längsachse um
etwa einen Winkel von 170° schwenkbar,
sodass die Sprühmodule 6 bzw.
die Sprühdüsen 7 frei
zugänglich
sind. Dabei bleibt die Sprühbaugruppe 2 auch
im verschwenkten Zustand funktionsfähig, sodass die Funktionsweise
einzelner oder aller Sprühdüsen 7 auch
im verschwenkten Zustand überprüfbar ist.
-
Die
untere Sprühbaugruppe 3 ist
in der Darstellung nach 2 im Wesentlichen von dem umgebenden
Gehäuse
verdeckt, nur das Kopfmodul 31 ist in der Darstellung nach 2 sichtbar.
-
Der
Sprühraum
zwischen den Sprühbaugruppen 2 und 3 ist
von dem Sprühnebelabsauggehäuse 40 umgeben,
an dem einstellbare Führungskanäle 43 vorgesehen
sind, um die mit Aerosolen des Beschichtungsmittels versehene Luft
aus der Inneren der Vorrichtung 1 zu saugen. An den beiden
Enden des Sprühnebelabsauggehäuses 40 sind
Anschlüsse 42 für Luftabsaugschläuche vorgesehen,
die mit einer nicht dargestellten Rückgewinnung für das Beschichtungsmittel
verbunden sind, um das abgesaugte Beschichtungsmittel wieder dem
Beschichtungsmittelkreislauf zuzuführen.
-
An
der Vorderseite der Vorrichtung 1 ist der Druckluftbehälter 44 und
der Öl-
und Luftverteiler 45 angeordnet, an dem der Anschluss 47 für einen
flexiblen Schlauch mit der Luftzufuhr und der elektrischen Versorgung
erfolgt. Die Zufuhr des Beschichtungsmittels erfolgt über einen
der Anschlüsse 53, 54 oder 55,
an die hier bis zu drei Zuführschläuche mit unterschiedlichen
Beschichtungsmitteln angeschlossen sind (nicht dargestellt). Je
nach Art des gewünschten
Beschichtungsmittels wird über
ein entsprechendes Ventil der entsprechende Anschluss freigeschal tet.
Unterhalb des Öl-
und Luftverteilers 45 ist der Klemmenkasten 46 für den elektrischen
Anschluss vorgesehen.
-
In 3 ist
die Sprühbaugruppe 2 in
vergrößerter Darstellung
abgebildet, wobei bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
die Sprühbaugruppe 2 einen
modular aufgebauten Sprühkörper 4 aufweist,
der aus den einzelnen Sprühmodulen 6 besteht.
-
Am
vorderen Ende der Sprühbaugruppe 2 ist das
Kopfmodul 31 vorgesehen, in dessen Inneren eine zentrale
Steuerungseinrichtung 16 angeordnet ist, um die Sprühbaugruppe 2 insgesamt
zu steuern. Über
einen elektrischen Anschluss 33 wird das Kopfmodul 31 an
die Stromversorgung angeschlossen. Über das Bussystem 26 wird
das Kopfmodul 31 mit den einzelnen Sprühmodulen 6 datentechnisch
verbunden.
-
Zwischen
den einzelnen Sprühmodulen 6 sind
jeweils Dichtmittel 23 vorgesehen, wobei die Dichtmittel 23 insbesondere
separate Dichtringe zur Abdichtung der einzelnen Kanäle aufweisen.
An dem dem Kopfmodul 31 gegenüberliegenden Ende ist ein Endmodul 32 vorgesehen,
an dem eine Umlenkung der Fluidströme erfolgt.
-
Eine
Führungsnut 24 an
den seitlichen Rändern
erlaubt eine Führung
der Sprühbaugruppe 2. Koppelstifte 25 verbinden
die einzelnen Sprühmodule 6 miteinander.
Die Koppelstifte 25 können
an jedem einzelnen Sprühmodul 6 vorgesehen
sein oder sie sind als längere
Stangen ausgebildet, die durch entsprechend angepasste Öffnungen
in den Sprühmodulen 6 durchgesteckt
werden, um die einzelnen Sprühmodule
miteinander zu verbinden.
-
Im
Unterschied zur Darstellung nach 3 kann in
einer anderen Ausgestaltung die Sprühbaugruppe nicht modular ausgestaltet
sein, sondern einen einstückigen
durchgehenden Sprühkörper 4 umfassen,
an dem einzelnen Sprüheinheiten 5 vorgesehen
sind.
-
Ein
solcher Sprühkörper 4 kann
als Meterware oder z.B. als Strangpreßprofil ausgebildet sein und weist
im Bodenbereich des Sprühkörpers 4 wiederum
Durchgangsbohrungen 14 auf, die die einzelnen Kanäle 8, 9, 10 bilden.
-
Durch
einen solchen einstückig
geformten Körper
wird die Herstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nochmals vereinfacht,
da die einzelnen Sprühmodule 6 nicht
miteinander verbunden werden müssen,
um den Sprühkörper 4 zu
bilden. Außerdem
werden Dichtungsmittel 23 zwischen den einzelnen Sprühmoden 6 nicht
benötigt.
-
Ansonsten
ist der Aufbau mit einem einstückigen
Sprühkörper 4 im
Wesentlichen gleich. Auch bei einem einstückigen Sprühkörper 4 wird an den Enden
ein Kopfmodul 31 und ein Endmodul 32 angeordnet,
um die Sprühbaugruppe
mit Fluiden zu versorgen und um die nötigen elektrischen Anschlüsse und
Verdrahtungen zu ermöglichen.
-
Eine
Sprühbaugruppe
kann auch einen Körper 4 aufweisen,
der aus mehreren einstückigen
Teilen besteht, wobei dann jeder Teil mehrere Sprüheinheiten 5 bzw.
Sprühmodule
umfasst.
-
In 4 ist
eine Sprüheinheit 5 bzw.
ein Sprühmodul 6 in
Explosionsdarstellung abgebildet. Durch die Durchgangsbohrungen 14 im
Bodenbereich des Sprühmoduls 6 werden
Kanäle
für den
Zu- und Abfluß der einzelnen
Fluide zur Verfügung
gestellt, sodass an jedem einzelnen Modul nur noch über eine
Bohrung ein Anschluß an
die einzelnen benötigten
Medien erfolgt. Unmittelbar an den Boden des Sprühmoduls 6 schließt sich
das Luftventil 18 und das Regelventil 19 für das aufzutragende
Beschichtungsmittel an, sodass hier im Ausführungsbeispiel keine einzelnen
Leitungen an jedem Sprühmodul 6 benötigt werden.
Das erlaubt insgesamt einen sehr kompakten Aufbau der Vorrichtung 1.
-
An
jedem Sprühmodul 6 ist
ein elektrisches Heizelement 17 vorgesehen, welches durch
an der Steuereinheit 20 vorgesehene Temperaturfühler gesteuert
wird. Die Steuereinheit 20 steuert weiterhin die Stellungen
des Luftventils 18 und der Regelventils 19 in
Abhängigkeit
von der aktuellen Vorschubgeschwindigkeit des zu beschichtenden
Substrats und der weiteren Parameter.
-
Jedes
Sprühmodul 6 wird
von einem Moduldeckel 21 abgedeckt, der das Innere des
Sprühmoduls 6 vor
Verschmutzungen und Umwelteinflüssen schützt.
-
Durch
den sehr kompakten Aufbau bedingt ist die Vorrichtung 1 insgesamt
kleinbauender als vergleichbare Vorrichtungen aus dem Stand der
Technik, sodass auch das in 1 dargestellte
Sprühnebelabsauggehäuse 40 kleinbauender
ausfällt
als die entsprechenden Gehäuse
im Stand der Technik. Dadurch kann die Absaugeinrichtung 41 mit
verringerter Luftabsaugleitung betrieben werden, wodurch auch elektrische
Energie eingespart wird.
-
Jedes
Sprühmodul 6 umfasst
ein lagegeregeltes 2/2-Wege-Proportionalventil 19 für die Regulierung
des Beschichtungsmittels wie z.B. Öl, und ein Luftventil 18 für die Sprühnebelerzeugung.
Die elektrisch beheizbaren Sprühmodule 6 regulieren
die über
die als Breitstrahldüse 7 ausgeführte Sprühdüse abgegebene
Menge Beschichtungsmittel stufenlos in Abhängigkeit von den Vorgaben der
zentralen Steuereinrichtung 16. Durch die integrierte Mikrokontrollersteuerung
mittels der in den Sprühmodulen 6 vorgesehenen
Steuereinheiten 20 wird die externe Steuerung auf ein Minimum
beschränkt,
sodass im Wesentlichen nur noch das Leistungsteil im Schaltschrank
vorgesehen wird.
-
Mit
dem erfindungsgemäßen Konzept
können
unterschiedlichste Baulängen
einfach realisiert werden, wobei gleichzeitig eine erhebliche Kostenreduktion
bei dem Bau, der Montage und der Wartung der Sprühbaugruppen und der Vorrichtung
insgesamt er zielbar sind. Durch die Baugröße sind viele weitere Einsatzgebiete
möglich.
-
Durch
die erhebliche Reduzierung von Schlauch- und Leitungslängen, sowie
von Schnittstellen und Anschlusspunkten kann eine größere Standzeit
erzielt werden, während
gleichzeitig kürze Ausfall-
und Reparaturzeiten möglich
sind, da jedes Bauteil der Sprühmodule 6 im
eingebauten Zustand, also innerhalb der Sprühbaugruppe 2 oder 3 gewechselt
werden kann.
-
Durch
das Temperieren des Beschichtungsmittels in der gesamten Sprühbaugruppe 2 wird
keine externe Heizung benötigt.
Durch die insgesamt sehr kompakte Bauweise der Sprühbaugruppen
werden auch die anderen die Sprühbaugruppen
umgebenden Elemente mit geringeren Abmessungen dimensioniert. So
wird die Sprühkammer
und es wird die Absauganlage mit geringeren Abmessungen dimensioniert,
sodass eine einseitige Absaugung der Aerosole bis zu einer bestimmten
Baulänge
möglich
ist, welche durch den Einsatz von intelligenter Absaugströmungsführung noch
unterstützt
wird. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist es möglich, bei Vorrichtungen
bis zu einer Beschichtungsbreite von 2000 mm den Sprühnebel von
nur einer Seite her abzusaugen, da die einstellbaren Führungskanäle 43 der
Absaugeinrichtung 41 für
einen ausreichenden Abtransport sorgen.
-
Der
erfindungsgemäße Aufbau
der Sprühbaugruppe
erlaubt den Anschluß eines
Versorgungsarms mit der Beschichtungsmittelzufuhr wahlweise von
der einen oder der anderen Seite. Dazu muss nur das Kopfmodul auf
der entsprechenden Seite angeordnet werden. Dazu sind in bevorzugten
Ausführungsformen
das Kopfmodul 31 und das Endmodul 32 jeweils spiegelsymmetrisch
ausgeführt,
sodass eine wahlweise Montage auf beiden Seiten möglich ist.
In anderen Ausgestaltungen werden wahlweise rechte und linke Kopfmodule 31 und
Endmodule 32 angeboten.
-
An
den einzelnen Sprühmodulen 6 ist
noch ein Statusanzeige 22 mit einer oder mehreren Leuchtdioden
vorgesehen. Über
die Statusanzeige 22 kann der Betriebszustand des jeweils
Sprühmoduls
angezeigt werden. Auch die Ausgabe von Fehlermeldungen ist möglich.
-
Die
Aufheizung des zu versprühenden
Beschichtungsmittels erfolgt in bevorzugten Ausgestaltungen in zwei
Stufen, nämlich
zunächst über das Heizelement 17 des
Sprühmoduls 6,
dass an der Grundplatte des Sprühmoduls 6 angeordnet
ist. Weiterhin kann an jedem Regelventil 19 ein weiteres
Heizelement vorgesehen sein, das über dem Sprühmodul 6 zugeordnete
Steuereinheit 20 geregelt wird. Durch dieses Verfahren
kann einerseits insgesamt das aus den Sprühdüsen 7 austretende
Beschichtungsmittel über
der gesamten Vorrichtung auf eine einheitliche Temperatur gebracht
werden. Es ist aber auch möglich,
an einzelnen Stellen unterschiedliche Temperaturen vorzusehen, sodass
eine noch flexiblere Anpassung an die Bedürfnisse möglich ist.
-
In 5 ist
eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 stark
schematisch dargestellt. Der äußerst kompakte
Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erlaubt
weitere Einsatzgebiete. So kann z.B. das in 5 dargestellte hohlzylindrische
Substrat 100 mit der Vorrichtung 1 beschichtet
werden. Dazu wird die zwei Sprühbaugruppen 2 und 3 umfassende
Vorrichtung über
die Wandung des Substrates 100 geführt bzw. das Substrat in den
Spalt zwischen den Sprühbaugruppen 2 und 3 eingeführt. Anschließend können mittels
der Sprühdüsen 7 die
Innen- und die Außenseite
des Substrates 100 gleichzeitig mit einem oder auch zwei unterschiedlichen
Beschichtungsmitteln beschichtet werden.
-
Um
den kompletten Umfang zu beschichten, wird das Substrat 100 vorteilhafterweise
um die zentrale Drehachse 101 z.B. in die Drehrichtung 102 gedreht.
Mit einer herkömmlichen
Vorrichtung ist das nicht möglich,
da die Vielzahl der Schläuche
und Zu- und Abführleitungen
zu viel Platz benötigt.
-
In 6 ist
ein einstückiger
Sprühkörper 4 als
Rohling dargestellt, an dem die einzelne Sprüheinheiten angebracht werden.
Diese Ausführungsform
erlaubt eine besonders einfache Montage und bietet eine hohe Haltbarkeit.
Der Aufbau kann besonders kompakt erfolgen. Ein erheblicher Vorteil ist,
dass die Nachbearbeitung des kompletten Rohlings mit nur vier unterschiedlichen
Einspannungen an der Werkzeugmaschine durchgeführt werden kann, so dass nicht
für jede
Sprüheineinheit
jeweils vier bis sechs Einspannungen erforderlich sind.
-
In 7 ist
eine Versorgungseinheit 60 abgebildet, die über Transformatoren
in einem Schaltschrank 63 die notwendige elektrische Energie
für die Vorrichtung
zur Verfügung
stellt. Weiterhin sind dort Beschichtungsmittel- bzw. Ölversorgungssysteme 61 und 62 etc.
vorgesehen, die Ölvorratsbehälter und Ölpumpen
etc. aufweisen, um den nötigen
Druck aufzubauen und um die Beschichtungsmittel zu bevorraten.
-
Nicht
dargestellte Schläuche
verbinden die Ölversorgungssysteme 61 und 62 etc.
mit den Anschlüssen 51, 52 und 53 in 2.
Die Versorgungseinheit 60 kann bei allen Ausgestaltungen
der Erfindung eingesetzt werden.