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Die Erfindung betrifft eine handgeführte Materialspritzvorrichtung mit einer Farbspritzpistole zum Zerstäuben und Auftragen eines flüssigen Materials, insbesondere eines Lacks, und einem mit der Farbspritzpistole mitgeführten Materialbecher, der mit der Farbspritzpistole zur Materialzuführung verbunden ist, wobei die Ausrichtung einer Behälterachse des Materialbechers gegenüber der Farbspritzpistole veränderbar ist.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Farbspritzpistole sowie einen Materialbecher für eine solche handgeführte Materialspritzvorrichtung.
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Beispielsweise beschreibt die Druckschrift
DE 10 2004 043 599 B4 einen Materialbecher für eine Farbspritzpistole. Der Materialbecher umfasst einen becherförmigen Behälter, einen auf den Behälter aufsetzbaren Deckel und einen am Behälter oder am Deckel angeordneten Anschlussteil zur Befestigung des Materialbechers an der Farbspritzpistole. Der Anschlussteil ist beispielsweise an dem Deckel angespritzt, wobei ein Übergangsbereich zwischen dem Anschlussteil und dem Deckel zur Verstellung der Neigung der Mittelachse des Deckels relativ zur Mittelachse des Anschlussteils flexibel ausgebildet ist. Aufgrund des flexiblen Übergangsbereichs ist bei auf der Farbspritzpistole montiertem Materialbecher die Ausrichtung des Behälters bzw. einer Behälterachse des Materialbechers gegenüber der Farbspritzpistole veränderbar.
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Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, eine handgeführte Materialspritzvorrichtung bereitzustellen, die sich durch eine vereinfachte Handhabung auszeichnet.
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Die Aufgabe wird durch eine handgeführte Materialspritzvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße handgeführte Materialspritzvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine Antriebseinrichtung aufweist, mittels derer die Ausrichtung der Behälterachse des Materialbechers gegenüber der Farbspritzpistole veränderbar ist.
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Dank der Antriebseinrichtung ist eine Verstellung der Ausrichtung der Behälterachse des Materialbechers bezogen auf die Farbspritzpistole erheblich vereinfacht. Insbesondere bei der Oberflächenbeschichtung (z.B. Lackierung) von komplexen Bauteilen, wie Kraftfahrzeugteile usw., mit einer handgeführten Materialspritzvorrichtung ist es von Vorteil, wenn eine situationsabhängige Anpassung der Ausrichtung der Behälterachse des Materialbechers gegenüber der Farbspritzpistole durch eine Antriebseinrichtung unterstützt - und nicht manuell durch den Bediener - erfolgt.
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So machen manche Bearbeitungssituationen es erforderlich, dass die Farbspritzpistole gekippt wird. Bleibt die Ausrichtung des Materialbechers gegenüber der Farbspritzpistole in diesem Fall unverändert, wird der Materialbecher bzw. die Behälterachse des Materialbechers mitgekippt, wodurch die Gefahr besteht, dass das im Materialbecher befindliche flüssige Material vor allem bei hohem Füllstand, unkontrolliert aus Öffnungen, z. B. zur Belüftung des Behälterinneren, schwappen kann.
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Des Weiteren kann sich durch das Mitkippen des Materialbechers die Flüssigkeitssäule des zu verspritzenden Materials im Inneren des Materialbechers beim Beschichten einer Oberfläche in erheblichem Maße ändern. Dies ist für gleichbleibende Beschichtungsergebnisse hinderlich, da die Flüssigkeitssäule bei Spritzvorrichtungen mit schwerkraftunterstützter Materialzuführung starken Einfluss auf die Eigenschaften des Spritzstrahls haben kann. Dank der Antriebseinrichtung wird es dem Bediener erleichtert, diesen negativen Einfluss zu reduzieren.
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Vor diesem Hintergrund ist ein Ausführungsbeispiel besonders bevorzugt, bei welchem Kippbewegungen der Farbspritzpistole während der Bearbeitung (zumindest teilweise) automatisch ausgeglichen werden können. So ist die Ausrichtung der Behälterachse gegenüber der Farbspritzpistole mittels der Antriebseinrichtung derart veränderbar, dass Kippbewegungen der Farbspritzpistole ausgeglichen werden können, um die Ausrichtung der Behälterachse gegenüber der Schwerkraftrichtung bei einem Sollwert zu halten oder wieder zu dem Sollwert zurückzuführen. Es versteht sich, dass es vor allem von der Geschwindigkeit der Kippbewegung einerseits und der Verstellgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung andererseits abhängt, ob der Sollwert während einer Kippbewegung aufrechtgehalten oder erst nach Abschluss der Kippbewegung wiederhergestellt werden kann.
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Es versteht sich, dass die Verwendung der Antriebseinrichtung bei an der Oberseite der Farbspritzpistole angeordneten Fließbechern bzw. bei Farbspritzpistolen mit an deren Oberseite angeordnetem Fließbecher besonders vorteilhaft ist. Es ist jedoch auch denkbar, die Antriebseinrichtung bei Seitenbecherpistolen zu verwenden, bei denen der Materialbecher an der Seite der Farbspritzpistole angeordnet ist und bei denen das zu verspritzende Material ebenfalls zumindest teilweise durch die Schwerkraft der Spritzpistole zugeführt wird, insbesondere in die Spritzpistole fließt, weswegen vorliegend unter dem Begriff Fließbecher auch Seitenbecher verstanden werden sollen. Bei Händebecherpistolen, bei denen der Materialbecher an der Unterseite der Pistole angebracht ist, genügt ein zumindest teilweise flexibler Anschluss, damit sich der Materialbecher dank der Schwerkraft von selbst gegenüber der Schwerkraftrichtung, insbesondere in Schwerkraftrichtung, ausrichtet bzw. in dieser Ausrichtung verbleibt. Selbstverständlich ist jedoch auch bei solchen Hängebecherpistolen der Einsatz einer vorliegend beschriebenen Antriebsvorrichtung denkbar.
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In der Praxis hat es sich bewährt, wenn Kippbewegungen der Farbspritzpistole um Winkel von wenigstens bis zu 45° ausgehend von einer Normalstellung der Farbspritzpistole in zumindest einer Richtung ausgeglichen werden können. Vorzugsweise können Kippbewegung wenigstens in zwei entgegengesetzte Kipprichtungen um jeweils mindestens 45° ausgehend von der Normalstellung ausgeglichen werden.
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Insbesondere handelt es sich bei dem Sollwert um die Ausrichtung der Behälterachse gegenüber der Farbspritzpistole bei der Normalstellung. Vorzugsweise ist beim Sollwert die Behälterachse in einem Winkel von kleiner 10° zur Schwerkraftrichtung angeordnet.
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Von besonderem Vorteil ist eine Erfindungsvariante, bei welcher die Ausrichtung der Behälterachse gegenüber der Farbspritzpistole mittels der Antriebseinrichtung derart veränderbar ist, dass Kippbewegungen der Farbspritzpistole um eine parallel oder deckungsgleich zur Spritzrichtung der Farbspritzpistole verlaufenden Achse ausgeglichen werden können. Derartige Kippbewegungen treten in der Praxis besonders häufig auf, da sie sich bei üblichen Farbspritzpistolen durch eine Drehung des Handgelenks des Bedieners ergeben.
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Alternativ oder ergänzend ist es ebenfalls von Vorteil, wenn die Ausrichtung der Behälterachse gegenüber der Farbspritzpistole mittels der Antriebseinrichtung derart veränderbar ist, dass Kippbewegungen der Farbspritzpistole um eine senkrecht zur Spritzrichtung der Farbspritzpistole verlaufenden Achse ausgeglichen werden können.
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Selbstverständlich kann die Ausrichtung der Behälterachse gegenüber der Farbspritzpistole mittels der Antriebseinrichtung auch derart veränderbar sein, dass Kippbewegungen der Farbspritzpistole um beliebige andere Achsen als um eine parallel oder deckungsgleich oder um eine senkrecht zur Spritzrichtung der Farbspritzpistole verlaufende Achse ausgeglichen werden können. Derartige Kippbewegungen können auch als Kippbewegung um eine parallel oder deckungsgleich zur Spritzrichtung der Farbspritzpistole verlaufenden Achse und einer sich damit überlagernden Kippbewegung um eine senkrecht zur Spritzrichtung der Farbspritzpistole verlaufenden Achse angesehen werden.
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Vorzugsweise ist die Materialspritzvorrichtung mit wenigstens einem Sensor, z. B. einem Lage- und/oder einem Gyrosensor, ausgestattet, mittels dessen die Ausrichtung und/oder eine Veränderung der Ausrichtung der Behälterachse gegenüber der Schwerkraftrichtung bestimmbar ist. Alternativ oder ergänzend ist eine Kippstellung und/oder eine Veränderung der Kippstellung der Farbspritzpistole gegenüber der Schwerkraftrichtung bestimmbar. Basierend auf Messwerten des Sensors ist die Antriebseinrichtung ansteuerbar, um die Ausrichtung der Behälterachse gegenüber der Schwerkraftrichtung möglichst konstant zu halten.
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Vorzugsweise ist der Sensor Teil eines Regelkreises, mittels dessen die Behälterachse des Materialbechers beim handgeführten Arbeiten mit der Spritzvorrichtung bei einem möglichst konstanten Wert gehalten werden kann.
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Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung mit einem oder mehreren Aktoren versehen. Insbesondere im Lackumfeld haben sich als Aktoren pneumatische und/oder Schwerkraft betriebene Aktoren als besonders vorteilhaft erwiesen. Beispielhaft für einen Schwerkraft betriebenen Aktor ist ein Pendelantrieb zu nennen. Die Aktoren können aber auch als elektrische Aktoren ausgeführt sein.
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Im Falle eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ist die Antriebseinrichtung an der Farbspritzpistole befestigt. Dies ist aus ergonomischen Gründen bzw. aus Gründen der günstigeren Gewichtsverteilung vorteilhaft. Zudem vereinfacht sich der Austausch von Materialbechern, wenn nicht bei jedem Materialbecherwechsel erst die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung an dem Materialbecher montiert werden muss.
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Dennoch ist es aufgrund der günstigen Krafteinleitung von Vorteil, wenn die Antriebseinrichtung zur Veränderung der Ausrichtung der Behälterachse des Materialbechers gegenüber der Farbspritzpistole am Materialbecher angreift.
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Besonders kompakt bauend ist dahingegen eine Variante, bei welcher die Antriebseinrichtung zur Veränderung der Ausrichtung der Behälterachse des Materialbechers gegenüber der Farbspritzpistole die Ausrichtung eines pistolenseitigen Materialbecher-Anschlusses verändert und damit den an diesem Anschluss befestigten Materialbecher mitbewegt.
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Es sind verschiedene Ausführungsvarianten denkbar, um den Materialbecher mit einer Farbspritzpistole funktionssicher zur Materialzuführung zu verbinden und gleichzeitig eine Veränderung der Behälterachse zu ermöglichen. Besonders bevorzugt sind Ausführungsbeispiele, bei welchen der Materialbecher mit der Farbspritzpistole zur schwerkraftunterstützten Materialzuführung mit Hilfe eines Kugelgelenks und/oder mit Hilfe eines verformbaren Schlauchabschnitts verbunden ist. Das Kugelgelenk bzw. das flexible Schlauchstück kann entweder Teil des Materialbechers, der Farbspritzpistole oder durch Bauteile von beiden gebildet sein.
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Bei einer alternativen Ausführung kann eine Veränderung der Behälterachse relativ zur Farbspritzpistole, an welche der Materialbecher angeschlossen ist, analog der Lösung gemäß der eingangs erwähnten Druckschrift
DE 10 2004 043 599 B4 ausgeführt sein, bei welcher ein flexibler Übergangsbereich zwischen Anschlussstück und Deckel vorgesehen ist.
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Besonders gute Beschichtungsergebnisse ergeben sich, wenn das Material möglichst ungehindert aus dem Materialbecher in die Farbspritzpistole abfließen kann. Im Falle eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels wird der ungehinderte Materialabfluss sichergestellt, indem der Materialbecher eine Belüftungseinrichtung aufweist, welche vorzugsweise an dem von der Farbspritzpistole abgewandten Ende des Materialbechers angeordnet ist.
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Des Weiteren wird die Erfindung durch eine Farbspritzpistole oder einen Materialbecher realisiert, die zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen Materialspritzvorrichtung ausgeführt sind.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand beispielhafter Ausführungsbeispiele erläutert. Die Figuren zeigen:
- 1 und 2 Vorderansichten einer ersten Ausführung einer Materialspritzvorrichtung in verschiedenen Kippstellungen der Farbspritzpistole,
- 3 und 4 Seitenansichten einer zweiten Ausführung einer Materialspritzvorrichtung in verschiedenen Kippstellungen der Farbspritzpistole und
- 5 eine Vorderansicht einer dritten Ausführung einer Materialspritzvorrichtung.
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In 1 ist eine handgeführte Materialspritzvorrichtung 1 mit einer Farbspritzpistole 2 zum Zerstäuben und Auftragen eines flüssigen Materials, insbesondere eines Lacks, und einem mit der Farbspritzpistole 2 mitgeführten Materialbecher 3, insbesondere einem Materialfließbecher, gezeigt, der mit der Farbspritzpistole 2 zur schwerkraftunterstützten Materialzuführung verbunden ist.
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Die Farbspritzpistole 2 ist beispielsweise als HVLP-Farbspritzpistole ausgebildet. Alternativ könnte sie auch als Compliant-Farbspritzpistole ausgestaltet sein. Derartige Farbspritzpistolen sind insbesondere für die Autoreparaturlackierung im Einsatz.
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Die Farbspritzpistole 2 umfasst einen Handgriff 4, einen Abzugsbügel 5, einen Düsenkopf 6 und einen Becheranschluss 7. Der Materialbecher 3 weist einen durchsichtigen Materialbehälter 8 auf, der mit einer Skalierung 9 versehen ist. Das offene Ende des Materialbehälters 8 ist durch einen Schnapp- oder Schraubdeckel 10 verschlossen, an welchem ein Materialauslassstutzen 11 ausgebildet ist, mittels dessen der Materialbecher 3 mit der Farbspritzpistole 2 verbunden ist. An dem Boden des Materialbehälters 8, der dem Schnapp- oder Schraubdeckel 10 gegenüberliegend angeordnet ist, weist der Behälter 8 eine Belüftungseinrichtung 12, z.B. in Form eines Steckventils, auf, über welche Luft in das Innere des Materialbehälters 8 strömen kann, wenn Material aus seinem Inneren über den Materialauslassstutzen 11 zum Düsenkopf 6 der Farbspitzpistole 2 fließt, um dort mittels Druckluft zerstäubt zu werden. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist der übliche Druckluftanschluss am unteren Ende des Handgriffs 4 der Farbspritzpistole 2, über welchen die Druckluft zugeführt wird, nicht gezeigt.
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Alternativ zu der Ausführung des Materialbechers 3 als Upsidedown-Becher (Materialauslass am Deckel) kann der Materialbecher 3 auch als Standard-Becher (Materialauslass am Boden des Materialbehälters) ausgeführt sein.
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Die Ausrichtung der Behälterachse 13 des Materialbechers 3 ist gegenüber der Farbspritzpistole 2 veränderbar, indem der Auslassstutzen 11 einen verformbaren Schlauchabschnitt 14 aufweist.
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Des Weiteren weist die Materialspritzvorrichtung 1 eine Antriebseinrichtung 15 zur Veränderung der Ausrichtung der Behälterachse 13 des Materialbechers 3 gegenüber der Farbspritzpistole 2 auf. Die Antriebseinrichtung 15 ist an der Farbspritzpistole 2 befestigt. Die Ausrichtung der Behälterachse 13 gegenüber der Farbspritzpistole 2 ist mittels der Antriebseinrichtung 15 derart veränderbar, dass bei Kippbewegungen der Farbspritzpistole 2 die Ausrichtung der Behälterachse 13 gegenüber der Schwerkraftrichtung bei einem Sollwert gehalten oder auf den Sollwert zurückgeführt werden kann.
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Im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 kann die Ausrichtung der Behälterachse 13 gegenüber der Farbspritzpistole 2 mittels der Antriebseinrichtung 15 derart verändert werden, dass bei Kippbewegungen der Farbspritzpistole 2 um eine parallel oder deckungsgleich zur Spritzrichtung 16 (in 2 senkrecht zur Zeichnungsebene) der Farbspritzpistole 2 verlaufenden Achse 17 (in 2 senkrecht zur Zeichnungsebene) die Ausrichtung der Behälterachse 13 gegenüber der Schwerkraftrichtung bei einem Sollwert gehalten oder auf den Sollwert zurückgeführt werden kann. In 2 ist die Materialspritzvorrichtung 1 bei zwei verschiedenen Kippstellungen der Farbspitzpistole 2 gezeigt, wobei die Behältersachse 13 dank der Antriebseinrichtung 15 unverändert in Schwerkraftrichtung verläuft.
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Zu diesem Zweck weist die Antriebseinrichtung beispielsweise zwei seitliche Aktoren 18 auf, die einenends an der Farbspritzpistole 2 und anderenends am Materialfließbehälter 3, im Speziellen oberhalb des verformbaren Materialauslassstutzen 11, angreifen. Zur Veränderung der Ausrichtung der Behälterachse 13 des Materialbechers 3 gegenüber der Farbspritzpistole 2 greift die an der Farbspritzpistole 2 befestigte Antriebseinrichtung 15 demnach am Materialbecher 3 an. Um die Angriffsfläche für die Aktoren 18 zu vergrößern, sind die Aktoren 18 jeweils mittels einer Strebe 19 oder einer Platte angebunden.
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Bei einer alternativen Ausführung kann die an der Farbspritzpistole 2 befestigte Antriebseinrichtung 15 auch die Ausrichtung eines pistolenseitigen Becheranschlusses 7 verändern.
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Die Aktoren 18 sind beispielsweise als elektrische, pneumatische und/oder Schwerkraft betriebene Aktoren 18 ausgeführt. Anstelle von zwei seitlich (rechts und links) angeordneten Aktoren 18, kann es auch ausreichend sein, lediglich einen Aktor 18 rechts oder links vorzusehen, um Kippbewegungen um eine parallel oder deckungsgleich zur Spritzrichtung 16 der Farbspritzpistole 2 verlaufenden Achse 17 ausgleichen zu können.
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Die Antriebseinrichtung 15 bildet zusammen mit zumindest einem Sensor 20 der Materialspritzvorrichtung 1, der beispielsweise als Lage- und/oder Gyrosensor ausgeführt ist, einen Regelkreis. In 1 sind beispielhaft zwei mögliche Positionen eines Sensors 20 gezeigt. Die Positionen unterscheiden sich dadurch, dass der Sensor 20 in einem Fall auf dem Materialbecher 3 und im anderen Fall auf der Farbspritzpistole 2 angeordnet ist. Die Kommunikation der Bauteile miteinander kann durch nicht gezeigte Verbindungskabel oder drahtlos erfolgen.
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Mittels des Sensors 20 ist die Ausrichtung bzw. eine Veränderung der Ausrichtung der Behälterachse 13 gegenüber der Schwerkraftrichtung und/oder eine Kippstellung und/oder eine Veränderung der Kippstellung der Farbspritzpistole 2 gegenüber der Schwerkraftrichtung bestimmbar, wobei die Antriebseinrichtung 15 basierend auf Messwerten des Sensors 20 ansteuerbar ist, um die Ausrichtung der Behälterachse 13 gegenüber der Schwerkraftrichtung bei einem Sollwert (vorzugsweise parallel zur Schwerkraftrichtung) zu halten oder - wenn die Antriebseinrichtung 15 nicht dynamisch genug reagiert - auf den Sollwert zurückzuführen.
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In den 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsvariante der Materialspritzeinrichtung 1 gezeigt, bei welcher die Aktoren 18 der Antriebseinrichtung 15 nicht links und rechts, sondern vor und hinter dem Becheranschluss 7 angeordnet sind. Im Übrigen ist die Antriebseinrichtung 15, einschließlich nicht gezeigter Sensoren 20, identisch aufgebaut. Mittels dieser Antriebseinrichtung 15 kann die Ausrichtung der Behälterachse 13 gegenüber der Farbspritzpistole 2 derart verändert werden, dass bei Kippbewegungen der Farbspritzpistole 2 um eine senkrecht zur Spritzrichtung 16 der Farbspritzpistole verlaufenden Achse 21 (in 4 senkrecht zur Zeichnungsebene) die Ausrichtung der Behälterachse 13 gegenüber der Schwerkraftrichtung bei einem Sollwert gehalten oder auf den Sollwert zurückgeführt werden kann.
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Anstelle von zwei seitlichen (vom und hinten) angeordneten Aktoren 18, kann es auch ausreichend sein, lediglich einen Aktor 18 vorn oder hinten vorzusehen, um Kippbewegungen um eine senkrecht zur Spritzrichtung 16 der Farbspritzpistole 2 verlaufende Achse ausgleichen zu können.
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Bei einer weiteren nicht gezeigten Erfindungsvariante ist die Antriebseinrichtung 15 derart ausgeführt, dass sie sich überlagernde Kippbewegungen um eine senkrecht zur Spritzrichtung 16 der Farbspritzpistole 2 verlaufenden Achse 21 und einer parallel zur Spritzrichtung 16 der Farbspritzpistole 2 verlaufenden Achse 17 ausgleichen kann. Auf diese Weise können sämtliche Kippbewegungen der Farbspritzpistole 2 - zumindest in einem gewissen Winkelbereich - ausgeglichen werden können.
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Hierzu ist es denkbar, dass die Antriebseinrichtung 15 vier Aktoren 18 (vorne, hinten, rechts und links) aufweist. Es können aber auch zwei in einem Winkel von 90° zueinander angeordnete Aktoren 18 (z. B. vorn und rechts) ausreichen, um den Materialbecher 3 in allen Kipprichtungen gegenüber der Pistole 2 ausrichten zu können.
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5 zeigt eine dritte Variante, welche sich von der Ausführung gemäß 1 dadurch unterscheidet, dass die Ausrichtung der Behälterachse 13 des Materialbechers 3 gegenüber der Farbspritzpistole 2 veränderbar ist, indem der Materialbecher 3 mit der Farbspritzpistole 2 zur schwerkraftunterstützten Materialzuführung mit Hilfe eines Kugelgelenks 22 verbunden ist. Das Kugelgelenk 22 weist einen nicht gezeigten Durchgangskanal für das Material auf.
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Es versteht sich, dass die Materialspritzvorrichtung 1 mit einer (nicht gezeigten) Stromversorgung versehen oder an einer Stromversorgung angeschlossen sein kann, um die Sensoren 20 und/oder die Aktoren 18 mit Energie zu versorgen, wobei für eine ausreichend elektrische Kapselung gesorgt ist, um die Anforderungen für den in Lackierkabinen geforderten Explosionsschutz zu erfüllen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004043599 B4 [0003, 0024]
