DE102007004819A1 - Elektrostatische Zerstäuberanordnung - Google Patents

Elektrostatische Zerstäuberanordnung Download PDF

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    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/025Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
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    • B05B5/10Arrangements for supplying power, e.g. charging power

Abstract

In einer elektrostatischen Zerstäuberanordnung für die Serienbeschichtung von Werkstücken werden die auf Hochspannungspotenzial liegenden Sensoren und Aktoren des Zerstäubers von einem in dem Zerstäuber und/oder in einem Roboterarm befindlichen Trenntransformator mit einer Hochspannungsisolationsstrecke gespeist. Steuer- und Sensorsignale der Aktoren und Sensoren werden potenzialfrei z. B. optisch oder über Funk übertragen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Zerstäuberanordnung für eine Beschichtungsmaschine zur serienweisen elektrostatischen Beschichtung von Werkstücken wie beispielsweise Kraftfahrzeugkarossen oder deren Teilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Zerstäuberanordnung kann insbesondere aus einem elektrostatischen Zerstäuber und dem Vorderarm (Arm 2) eines Beschichtungsroboters bestehen, an dem der Zerstäuber über das übliche Handgelenk angeordnet ist.
  • Elektrostatische Zerstäuber sind bekannt. Im Fall von Rotationszerstäubern enthalten sie neben einer Turbine (also einem pneumatischen oder hydraulischen Antrieb) oder einem elektrischen Motor zum Antrieb der Zerstäuberglocke verschiedene Bauelemente wie z. B. Ventile, Ventilinseln, Busanschlussbaugruppen für Feldbussysteme, Ventilsteuerungen, Antriebsregelkreise und sonstige Regler aller Art, induktive, optische und/oder kapazitive Sensoren, Hochspannungserzeuger usw.
  • In mit Direktaufladung des Beschichtungsmaterials arbeitenden Zerstäubern wird üblicherweise der gesamte Zerstäuber unter Hochspannung gesetzt, so dass das Beschichtungsmaterial von einer alle elektrisch leitfähigen Teile wie Zerstäuberglocke, Farbrohr, Verschraubungen usw., mit denen es in Berührung kommt, enthaltenden Elektrodeneinrichtung aufgeladen wird. Bekanntlich ist aber auch eine Außenaufladung des Beschichtungsmaterials mit externen Elektroden möglich.
  • Ein elektrostatischer Rotationszerstäuber, der einen von einem Sicherheitstransformator gesteuerten Elektromotor enthält, ist aus der WO 2005/110613 bekannt. Weitere Informatio nen über elektrostatische Zerstäuber und deren Bauteile sind beispielsweise aus EP 0 219 409 , EP 1 232 799 , EP 1 245 291 , EP 1 293 308 und EP 1 394 757 zu entnehmen.
  • Der Einsatz der Hochspannung bei der Applikation bedingt hohe Isolationsabstände zwischen den auf Hochspannung bzw. niedrigem Potenzial liegenden Bauteilen, die sich teilweise auch im Arm eines als Beschichtungsmaschine dienenden Roboters befinden können. Die Platzverhältnisse in der Zerstäuberanordnung lassen aber oft keine Trennung zwischen auf Hochspannung liegenden Bauteilen und geerdeten oder auf niedrigem Potenzial liegenden Bauteilen zu. Infolgedessen kann eine komplette Aufladung der Bauteile in der Zerstäuberanordnung erforderlich sein.
  • Ein elektrostatischer Zerstäuber enthält verschiedene Bauelemente, die mit elektrischer Leistung versorgt werden und/oder elektrische Signale empfangen und/oder senden müssen. Elektrische Versorgung benötigen alle Aktoren und Sensoren und sonstige elektronische Bauelemente des Zerstäubers, und alle dort vorgesehenen Aktoren benötigen von außen kommende Signale, während alle Sensoren und sonstige elektronische Komponenten beispielsweise Diagnosedaten und sonstige Signale nach außen liefern, insbesondere auch Istwerte von außen gesteuerter Parameter des Zerstäubers.
  • Ziel der Erfindung ist insbesondere eine zweckmäßige und problemlose Versorgung von Bauelementen einer auf Hochspannung liegenden Zerstäuberanordnung mit elektrischer Leistung bei Potenzialtrennung zwischen einer externen Versorgungsleitungsanordnung und den Verbrauchern der Zerstäuberanordnung.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine mindestens zum Teil im Zerstäuber oder in einem benachbarten Bewegungsglied der Beschichtungsmaschine wie namentlich im Vorderam eines Beschichtungsroboters vorgesehene Transformatoranordnung, wie sie beispielsweise zur Versorgung und Steuerung eines elektrischen Antriebsmotors des Zerstäubers an sich schon vorhanden sein kann, zweckmäßig zum Speisen sonstiger Bauelemente der Zerstäuberanordnung genutzt werden kann. Der Transformator bewirkt eine galvanische Trennung zwischen der zur Stromversorgung der Zerstäuberanordnung vorgesehenen Leitungsanordnung und auf Hochspannung liegenden Verbrauchern im Zerstäuber oder ggf. im Roboterarm. Diese Trennung erfolgt am besten mit einem Trenntransformator, der eine ausreichende Isolationsstrecke oder sonstige Isolationseinrichtung zwischen den Primär- und Sekundärkreisen aufweist. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass unterschiedliche Bauelemente unterschiedliche Versorgungsspannungen benötigen. Beispielsweise benötigt ein frequenzgeregelter Antrieb der Zerstäuberglocke andere Spannungen und Frequenzen als ein Verbraucher, der nur eine konstante Gleichspannung (beispielsweise 24 V) benötigt.
  • Gemäß einem anderen Aspekt ermöglicht es die Erfindung, von Sensoren, Aktoren, Steuerungen und/oder anderen elektrischen Bauelementen der Zerstäuberanordnung gesendete oder empfangene Signale problemlos in die bzw. aus der Zerstäuberanordnung zu übertragen, obwohl diese Bauelmente im Betrieb auf Hochspannung liegen. Dieses Problem wird dadurch gelöst, dass die Signale mit galvanischer Trennung übertragen werden. Die galvanische Trennung lässt sich auf unterschiedliche Weise realisieren, insbesondere durch vorzugsweise digitale Informations- oder Datenübertragung über Lichtwellenleiter oder Funkstrecken oder als Schallsignale oder auch durch Amplituden- oder Frequenzmodulation der von einer Transformatoranordnung mit Hochspannungsisolation in den Hochspannungsbereich der Zerstäuberanordnung geleiteten Versorgungsspannungen.
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
  • 1 eine Zerstäuberanordnung mit einer erfindungsgemäßen Trans formatoranordnung;
  • 2 die schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Transformatoranordnung;
  • 3 das Prinzipbild einer Signalübertragung über Lichtwellenleiter; und
  • 4 das Prinzipbild einer Signalübertragung über eine Funkstrecke.
  • In 1 befinden sich in dem Bereich 1 die im Betrieb auf Hochspannungspotenzial liegenden Bauteile einer elektrostatischen Rotationszerstäuberanordnung, nämlich des eigentlichen Zerstäubers oder einer Anordnung aus dem Zerstäuber, einem Handgelenk und dem in diesem Fall mit wesentlichen Elementen ebenfalls auf Hochspannung liegenden Vorderarm eines Beschichtungsroboters. Der Vorderarm kann in an sich üblicher Weise aus Isolierwerkstoff gefertigt sein. Bis auf die Primärkreise der nachfolgend beschriebenen Transformatoranordnung können alle betrachteten Bauteile in dem Bereich 1 auf dem Hochspannungspotenzial liegen.
  • Zur elektrischen Versorgung dieses Bereichs 1 führt eine zwei- oder mehrpolige externe Versorgungsleitungsanordnung 2, die gemäß der Darstellung die zueinander parallelen Primärspulen der drei in an sich bekannter Weise als Trenntransfor mator mit Hochspannungisolationsstrecken (für mehr als 100 oder 150 kV) ausgebildeten Transformatoren T1, T2 und T3 speist.
  • Die Wechselspannung der Leitungsanordnung 2 speist die Primärspule des ersten Transformators T1 über einen Wandler 3 mit Spannungsimpulsen, die auf der Sekundärseite den mit Frequenzregelung arbeitenden Antrieb 4 eines elektrischen Motors M speist, der bei dem betrachteten Beispiel anstelle der in Rotationszerstäubern sonst üblichen Luftturbine zum Antrieb der Zerstäuberglocke vorgesehen ist. Der Motor M kann beispielsweise der eingangs erwähnten WO 2005/110613 A1 entsprechen. Demgemäß kann die auf der Sekundärseite des Transformators T1 erzeugte Wechselspannung in eine ggf. gesteuert änderbare Gleichspannung von beispielsweise 40 V umgewandelt werden, der eine Wechselspannung mit zur Drehzahl-Steuerung oder -Regelung des Motors steuerbarer Frequenz überlagert sein kann. Diese Gleichspannung kann dann in eine den Motor M speisende Wechselspannung mit einer der überlagerten Frequenz entsprechenden Frequenz umgewandelt werden. Zum Speisen und Steuern des Motors M können aber auch an sich bekannte andersartige elektrische Systeme verwendet werden, wobei die Leistungsversorgung auch von einer z. B. digitalen Drehzahlsteuerung getrennt sein kann.
  • Statt des elektrischen Motors M könnte auch ein pneumatischer oder hydraulischer Antrieb für die Zestäuberglocke vorgesehen sein.
  • Die Sekundärspule des zweiten Transformators T2 dient dagegen erfindungsgemäß zur Leistungsversorgung der Bauelemente einschließlich Aktoren 6, Sensoren 7 und elektronischen Elementen des Zerstäubers, die sich in dem auf Hochspannung liegenden Bereich 1 befinden. Darstellungsgemäß kann die von dem Transformator T2 erzeugte Wechselspannung von einem Wandler 5 in eine Versorgungsgleichspannung umgewandelt werden. Typische Beispiele für die nur schematisch bei 6 und 7 angedeuteten Bauelemente sind Aktoren wie Steuer- und Antriebskreise für Ventile und Durchfluss-, Drehzahl- und sonstige -Regelkreise sowie Sensoren etwa für die Schaltstellung von Ventilen, Drehzahl, Durchflussmenge, Temperatur, Druck des Beschichtungsmaterials usw. Zu den hier betrachteten Aktoren können beispielsweise auch weitere elektrische oder andere Motoren etwa als Dosierpumpenantrieb zählen.
  • Die Sekundärspule des dritten Transformators T3 speist einen Wandler 9, der aus der Eingangswechselspannung die für die elektrostatische Aufladung des Beschichtungsmaterials benötigte Hochspannung erzeugt oder einen nicht dargestellten Hochspannungserzeuger des Zerstäubers versorgt. Die Hochspannung wird an die bei elektrostatischen Zerstäubern üblichen (nicht dargestellten) inneren oder externen Elektrodenanordnungen zur Direkt- bzw. Außenaufladung des Beschichtungsmaterials angelegt.
  • Außer den Sensoren und Aktoren des Zerstäubers können von der erfindungsgemäßen Transformatoranordnung auch außerhalb des Zerstäubers befindliche weitere Bauteile der Applikationstechnik gespeist werden, also auch Aktoren und Sensoren der Applikationstechnik, die sich an anderen Stellen der Beschichtungsmaschine befinden und dort auf Hochspannungspotenzial oder auch auf niedrigem oder Erdpotenzial liegen können. Hierzu gehören auch Bauteile, die je nach System auf Hochspannung oder Erdpotenzial liegen können wie z. B. Farbwechsler. Eventuell kann die Transformatoranordnung alle etwa auf einem Roboter vorhandenen applikationstechnischen Bauteile mit der von ihnen jeweils benötigten elektrischen Leistung versorgen.
  • Wenn man für die Transformatoranordnung relativ schwere Standardkonstruktionen als selbständige Bauteile im Zerstäuber oder im Roboterarm beispielsweise eines Lackierroboters montiert, könnten sie dessen Bewegungsdynamik beeinträchtigen. Es kann daher zweckmäßiger sein, den Transformator oder eine Transformatorspule konstruktiv so in den Körper des Roboterarms zu integrieren, dass er als tragendes Element des Roboterarms dient und dessen nötige Steifigkeit bewirkt oder zumindest dazu beiträgt. Infolge dessen wird durch den Transformator das Gesamtgewicht der Zerstäuberanordnung einschließlich Roboterarm nicht wesentlich erhöht.
  • Eine Realisierungsmöglichkeit hierfür ist schematisch in 2 dargestellt, in der ein schwenkbar gelagerter Roboterarm 10 erkennbar ist, an dessen einem (linken) Ende über ein Handgelenk der bei 11 angedeutete Zerstäuber montiert ist, während sich an seinem entgegengesetzten Ende das übliche Achsengehäuse 12 mit den für die Zerstäuberbewegungen erforderlichen Handachsenmotoren befindet. Das Gehäuse 12 kann auf niedriges oder Erdpotenzial gelegt sein.
  • Das Außengehäuse des Roboterarms 10 wird an seiner Innenseite durch eine an die geometrische Form des Roboterarms angepasste Transformatorspule 14 gebildet oder abgestützt, die somit die erforderliche mechanische Festigkeit des Roboterarms 10 bewirkt. Wie schon erwähnt wurde, kann sich der Roboterarm 10 einschließlich der bei diesem Beispiel als Sekundärspule dienenden Transformatorspule 14 auf Hochspannungspotenzial befinden. Die hiervon hochspannungsisolierte, an die externe Versorgungsleitungsanordnung 2 (1) angeschlossene Primärspule des Transformators kann sich in induktiver Reichweite zweckmäßig in dem Gehäuse 12 oder in dessen Nähe an einer auf niedrigem oder Erdpotenzial liegenden Stelle in dem Arm 10 befinden.
  • Es ist auch denkbar, die hier betrachtete Transformatoranordnung wenigstens zum Teil in dem anderen (hinteren) Roboterarm 16 oder in einem von den Armen 10 und 16 getrennten "mitfahrend" (Achse 7) auf dem Roboter montierten Bauteil zu montieren, wobei die von der Primärseite durch die Hochspannungsisolationseinrichtung galvanisch getrennte Sekundärseite wie bei den anderen Ausführungsbeispielen galvanisch mit den auf Hochspannung liegenden zu versorgenden Elementen verbunden sein kann.
  • Die Übertragung von Steuer- und Sensorsignalen zu und von den im Hochspannungsbereich 1 (1) befindlichen Aktoren und Sensoren muss galvanisch getrennt erfolgen, um Beeinflussungen durch die Hochspannung auszuschließen. Hierfür werden nachfolgend die Möglichkeiten optischer Übertragung oder einer Funkverbindung betrachtet, die auch unabhängig von der oben beschriebenen Leistungsversorgung mit einem Transformator zweckmäßig sein können.
  • Gemäß 3 ist in dem Hochspannungsbereich 1 eine elektrisch/optische Wandleranordnung 20 vorgesehen, die von den Sensoren erzeugte, z. B. digitale Sensorsignale in optische Signale und ankommende optische Steuersignale in z. B. digitale Steuersignale umwandelt. Die optischen Sensor- und Steuersignale werden bidirektional über eine Lichtwellenleiteranordnung LWL zwischen der Wandleranordnung 20 und einer außerhalb des Hochspannungsbereichs befindlichen externen Wandleranordnung 21 übertragen. Die Wandleranordnung 21 kann die optischen Signale wieder in elektrische, z. B. digitale Signale umwandeln. Die optische Übertragung erfolgt bekanntlich potenzialfrei. Die Signalumwandlung am jeweiligen Ende des die Lichtwellenleiteranordnung LWL bildenden Glasfaserkabels von optischen in elektrische Signale bzw. umgekehrt kann mit handelsüblichen Bauteilen erfolgen. Es können sowohl Einzelsignale übertragen werden wie auch komplexe Bussignale, was den Einsatz an sich bekannter Feldbussysteme und deren Komponenten ermöglicht.
  • Die Daten in und aus dem Hochspannungsbereich 1 können auch über eine Funkstrecke übertragen werden, wie in 4 dargestellt ist. Dort befindet sich eine Funkstrecke 25 zwischen einer im Hochspannungsbereich 1 befindlichen Wandleranordnung 26, die die erwähnten Sensor- bzw. Steuersignale in Funksignale umwandelt, und einer externen Wandleranordnung 27, die die Funksignale wieder in elektrische Signale umwandelt. Es können handelsübliche Systeme verwendet werden, die Funkverbindungen beispielsweise per Bluetooth oder mit den als WLAN bekannten drahtlosen Netzwerken aufbauen. Hiermit ist insbesondere die Übertragung von großen Datenmengen möglich. Dabei besteht auch die Möglichkeit, die Daten in einen Bereich außerhalb des Roboters zu übertragen, wodurch die notwendigen Kabelverbindungen im Roboter auf ein Minimum reduziert werden können. Die Signalübertragung über eine Funkstrecke erfolgt bekanntlich ebenfalls potenzialfrei. Die Signalumwandlung am jeweiligen Ende der Funkstrecke 25 in elektrische Signale bzw. Funksignale kann in an sich bekannter Weise mit üblichen Sende- bzw. Empfangsbauteilen durchgeführt werden. Auch hier können Einzelsignale übertragen werden wie auch komplexe Bussignale, so dass der Einsatz von bekannten Feldbussystemen und ihren Komponenten möglich ist. Auch die Signalübertragung per Funk erfolgt bidirektional, d. h. auf dem betrachteten Übertragungsmedium werden Signale in beiden Richtungen übertragen.
  • Bluetooth ist ein allgemein bekannter Industriestandard gemäß IEEE 802.15.1 für die drahtlose Funk-Vernetzung von Geräten über relativ kurze Distanz bis etwa 100 m. Die vernetzten Geräte können im ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical Band) zwischen 2,402 GHz und 2,480 GHz senden. Um Robustheit gegenüber Störungen im gleichen Frequenzband zu erreichen, wird ein Frequenzsprungverfahren (Frequency Hopping) eingesetzt, bei dem das Frequenzband in eine Vielzahl (79) von Frequenzstufen z. B. im 1-MHz-Abstand eingeteilt wird, die bis zu 1600 mal in der Sekunde gewechselt werden. Es gibt auch Datenpakete, bei denen die Frequenz weniger oft gewechselt wird. Am unteren und oberen Ende gibt es jeweils ein Frequenzband als Sicherheitsband zu benachbarten Frequenzbereichen. Durch EDR (Enhanced Data Rate) können Daten mit etwa 2,1 Mbit/s übertragen werden. Derzeit kann ein Bluetooth-Gerät gleichzeitig bis zu sieben Verbindungen aufrecht erhalten, wobei sich die beteiligten Geräte die verfügbare Bandbreite teilen. Es stehen verschiedene Arten einer Fehlerbehandlung zur Verfügung: 1/3 FEC (Forward Error Control) mit zweimaliger Wiederholung jedes Bits, 2/3 FEC mit Benutzung eines Generatorpolynoms, um 10 Bit in 15 Bit zu codieren, und ARQ (Automatic Repeat Request), wobei ein Datenpaket so lange wiederholt wird, bis eine positive Quittung empfangen oder eine Zeitgrenze überschritten wird. Als WLAN (Wireless Local Area Network) werden dagegen Netze nach IEEE 802.11 bezeichnet, die im Infrastruktur-Modus oder im Ad-hoc-Modus betrieben werden können. Im Infrastruktur-Modus werden die einzelnen Netzknoten von einer Basisstation koordiniert, über die auf einfache Weise eine Verbindung zu kabelgebundenen Netzen hergestellt werden kann. im Ad-hoc-Modus ist keine Station besonders ausgezeichnet, sondern alle sind gleichwertig. Adhoc-Netze lassen sich schnell und ohne großen Aufwand aufbauen. Für WLAN sind ebenfalls Verfahren zur Erhöhung der Sicherheit der Datenübertragung bekannt.
  • Zur Gewährleistung einer sicheren Datenübertragung per Funk beispielsweise über WLAN oder auch über Bluetooth kann u. a. das als Frequenzspreizung bezeichnete bekannte Verfahren angewendet werden, bei dem ein schmalbandiges Signal in ein breitbandiges Signal umgewandelt wird. Die Sendeenergie, die zuvor in einem kleinen Frequenzbereich konzentriert war, wird dabei auf einen größeren Frequenzbereich verteilt. Ein sich hierdurch ergebender Vorteil ist größere Robustheit gegenüber schmalbandigen Störungen. Außerdem wird Frequenzspreizung in der Digitaltechnik eingesetzt, um die spektrale Dichte der Taktsignale zu verringern und so eine bessere elektromagnetische Verträglichkeit zu erzielen. Das Verfahren kann auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden. Bei dem DSSS (Direct Sequenz Spread Spectrum)-Verfahren werden die Nutzdaten per Exklusiv-ODER (XOR) mit einem Code verknüpft und anschließend auf die Bandbreite moduliert. Dieses Verfahren wird allgemein in Kombination mit der CDMA-Technik angewendet und kann insbesondere bei WLAN nach dem Standard IEEE 802.11 und dem Mobilfunkstandard UMTS verwendet werden. Bei Frequenzspreizverfahren, die auf Frequenzsprung basieren, wird die verfügbare Bandbreite auf viele Kanäle mit kleinerer Bandbreite im Sinne des Frequenzmultiplex aufgeteilt. Dieses Verfahren kann u. a. bei Bluetooth eingesetzt werden.
  • Generell ist es zweckmäßig, die beschriebene Signalübertragung über die Lichtwellenleiteranordnung LWL oder die Funkstrecke 25 elektronisch mit einem System zu überwachen, zu dem ein Sicherheits-Softwareprogramm gehört, das die Übertragungsstrecke überwacht und die übertragenen Informationen auf Plausibilität überprüft. Eine Möglichkeit besteht beispielsweise darin, bei der Informationsdatenübertragung das gegebene Datenpaket z. B. frequenzmoduliert mehrfach, z. B. 5-fach zu übertragen und auf der Gegenseite zu prüfen, ob min destens zwei gleiche Datenpaekte ankommen, die Funk- oder sonstige Übertragungsstrecke also in Ordnung ist. Bei Fehlern können für die Sicherheit relevante Bestandteile der Zerstäuberanordnung und/oder der Übertragungsstrecke abgeschaltet werden, um Objekte und Personen zu schützen. Mit einer Fehlermeldung kann das Bedienungspersonal über den erkannten Zustand informiert werden. Insbesondere können folgende Überwachungen ständig aktiv sein: Kontrolle der optischen Übertragungsstrecke bzw. der Funkverbindung; Plausibilität der Übertragungsinformationen (Protokolle); sowie Abschaltfunktion des gesamten Systems im Fehlerfall und Informierung des Bedienungspersonals.
  • Statt der beschriebenen optischen oder funktechnischen Übertragungsstrecken besteht auch die Möglichkeit einer vorzugsweise bidirektionalen akustischen Signalübertragung. Für diese ebenfalls potenzialfreie Übertragungstechnik (die beispielsweise an sich schon zur Drehzahlsteuerung von Zerstäubern vorgeschlagen wurde) können unter Verwendung von Mikrofonen Schallpegelsignale erzeugt, durch einen Schlauch geleitet und am Empfangsort wieder in elektrische Signale umgewandelt werden.
  • Eine weitere Möglichkeit der potenzialfreien Übertragung von Steuersignalen in den Hochspannungsbereich einer Zerstäuberanordnung besteht darin, der Eingangsspannung der oben beschriebene Transformatoranordnung die Steuerinformation enthaltende Komponenten zu überlagern, die auf der Sekundärseite wieder herausgefiltert und als Steuersignale für in dem Hochspannungsbereich befindliche Bauelemente verwendet werden können. Bei den überlagerten Komponenten kann es sich beispielsweise um eine ggf. digitale Frequenz- oder Amplitudenmodulation der Eingangspannung handeln. Stattdessen besteht auch die Möglichkeit, ein entsprechend einer gewünschten Steuerfunktion gesteuertes Wechselspannungssignal getrennt von der Eingangsspannung der für sonstige Funktionen vorgesehenen Transformatoranordnung (T1, T2, T3) über einen gesonderten Transformator mit Hochspannungsisolation in den Hochspannungsbereich zu übertragen. Gemäß jeder dieser Möglichkeiten kann insbesondere auch die Drehzahl des ggf. elektrischen Antriebsmotors des Zerstäubers gesteuert werden und/oder im geschlossenen Regelkreis geregelt werden. In ähnlicher Weise wie bei der beschriebenen Übertragung von Steuersignalen in die Zerstäuberanordnung lassen sich auch Sensorsignale aus der Zerstäuberanordnung in einen auf niedrigem oder Erdpotenzial liegenden Bereich in oder außerhalb der Beschichtungsmaschine übertragen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 2005/110613 [0004]
    • - EP 0219409 [0004]
    • - EP 1232799 [0004]
    • - EP 1245291 [0004]
    • - EP 1293308 [0004]
    • - EP 1394757 [0004]
    • - WO 2005/110613 A1 [0018]

Claims (15)

  1. Zerstäuberanordnung für eine Beschichtungsmaschine zur serienweisen elektrostatischen Beschichtung von Werkstücken, mit einem elektrostatischen Zerstäuber (11), der eine Einrichtung zum Aufladen des Beschichtungsmaterials auf Hochspannung aufweist und Bauelemente einschließlich Aktoren (6) und Sensoren (7) enthält, von denen mindestens einige im Betrieb auf dem Hochspannungspotenzial liegen, und mit einer an eine externe Versorgungsleitung (2) angeschlossenen Transformatoranordnung (T1–T3), die sich mindestens zum Teil innerhalb des Zerstäubers (11) oder der Zerstäuberanordnung und/oder in einem Bauteil (10) der Beschichtungsmaschine befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformatoranordnung (T1–T3) zwischen ihren Primär- und Sekundärkreisen eine Hochspannungs-Isolationseinrichtung hat und an in der Zerstäuberanordnung befindliche, auf dem Hochspannungspotenzial liegende Sensoren (7) und/oder Aktoren (6) einschließlich Ventilsteuerungen angeschlossen ist und diese mit der von ihnen benötigten elektrischen Leistung versorgt.
  2. Zerstäuberanordnung nach Anspruch 1 mit einem Rotationszerstäuber, der einen von einer Transformatoranordnung (T1) gespeisten und/oder gesteuerten elektrischen Antriebsmotor (M) für die Zerstäuberglocke enthält.
  3. Zerstäuberanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuber (11) oder das Bewegungsglied (10) der Beschichtungsmaschine einen von der Transformatoranordnung (T3) der Zerstäuberanordnung gespeisten Hochspannungserzeuger (9) enthält.
  4. Zerstäuberanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Transformatoranordnung (T1–T3) mindestens zum Teil in einem das Bewegungsglied bildenden Arm eines (10) Beschichtungsroboters befindet.
  5. Zerstäuberanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der in dem Roboterarm (10) befindliche Teil (14) der Transformatoranordnung im Betrieb auf Hochspannungspotenzial liegt.
  6. Zerstäuberanordnung nach Anspruch 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil (14) der Transformatoranordnung konstruktiv in den Körper des Roboterarms (10) integriert ist, so dass er zu dessen mechanischer Festigkeit beiträgt.
  7. Zerstäuberanordnung für eine Beschichtungsmaschine zur serienweisen elektrostatischen Beschichtung von Werkstücken mit einem elektrostatischen Zerstäuber (11), der eine Einrichtung zum Aufladen des Beschichtungsmaterials auf Hochspannung aufweist, und mit einem im Betrieb auf dem Hochspannungspotenzial liegenden Bereich, in dem sich Bauelemente eineschließlich Aktoren (6) und Sensoren (7) befinden, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass von Sensoren (7), Aktoren (6), Steuerungen und/oder anderen elektrischen Bauelementen der Zerstäuberanordnung gesendete und/oder empfangene Signale galvanisch getrennt in den bzw. aus dem auf Hochspannungspotenzial liegenden Bereich (1) der Zerstäuberanordnung übertragen werden.
  8. Zerstäuberanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Signale aller in dem Zerstäuber (11) befindlichen Aktoren (6) und Sensoren (7) galvanisch getrennt in den bzw. aus dem auf Hochspannungspotenzial liegenden Bereich (1) übertragen werden.
  9. Zerstäuberanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass Lichtwellenleiter (LWL) zur potenzialfreien Übertragung der Signale vorgesehen sind.
  10. Zerstäuberanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Funkstrecke (25) zur Übertragung der Signale vorgesehen ist.
  11. Zerstäuberanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Funkstrecke (25) ein Bluetoothsystem oder ein WLAN-System verwendet wird.
  12. Zerstäuberanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf derselben Übertragungsstrecke (LWL, 25) eine bidirektionale Signalübertragung erfolgt.
  13. Zerstäuberanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in die und/oder aus der Zerstäuberanordnung übertragenen Signale den Spannungen einer Trans formatoranordnung überlagert werden.
  14. Zerstäuberanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein System zur Überprüfung der Richtigkeit der empfangenen Signale vorgesehen ist.
  15. Zerstäuberanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Überwachungseinrichtung mit einer Überwachungssoftware zur Überwachung der Übertragungsstrecke (LWL, 25) und zur Überprüfung der übertragenen Informationen vorgesehen ist, die bei von der Überwachungssoftware festgestellten Fehlern eine Fehlermeldung erzeugt.
DE102007004819A 2006-09-27 2007-01-31 Elektrostatische Zerstäuberanordnung Withdrawn DE102007004819A1 (de)

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