DE10212601A1 - Atomizer for a coating system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Zerstäuber gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere handelt es sich um Rotationszerstäuber oder Luftzerstäuber, wie sie zur Serienbeschichtung von Werkstücken wie beispielsweise Fahrzeugkarossen mit häufig wechselnden Farben an sich allgemein bekannt und üblich sind. The invention relates to an atomizer according to the preamble of claim 1. In particular it concerns Rotary atomizers or air atomizers, such as those used for the series coating of Workpieces such as vehicle bodies with frequent changing colors are generally known and common.
In den derzeit üblichen Beschichtungsanlagen sind die an Robotern oder sonstigen programmgesteuert bewegbaren Maschinen ggf. wechselbar montierten Zerstäuber mit den erforderlichen Farbwechsel- und Dosiersystemen der Anlage durch externe Schlauchleitungen verbunden. Zur Farbdosierung werden volumetrisch arbeitende Zahnraddosierpumpen oder Kolbendosiereinrichtungen (Dosierzylinder) verwendet, die in neueren Systemen gemolchten Farbleitungen vor- oder nachgeschaltet sind (DE 100 33 987, DE 101 57 966, DE 101 57 938 usw.). Stattdessen ist auch die Dosierung mit Farbmengenregelkreisen bekannt, die im Wesentlichen aus einem elektronischen Universalregler als Regelorgan, einem als Stellglied dienenden Farbdruckregler und einer Durchflussmesseinrichtung zur Istwert-Erfassung bestehen und dem als Absperrorgan dienenden Hauptnadelventil der üblichen Zerstäuber vorgeschaltet sind (Dürr/Behr Technisches Handbuch 02/1994 "Farbmengenregelung"; DE 101 42 355). In the currently usual coating systems, they are on Robots or other programmable machines Interchangeably mounted atomizers with the required Color change and dosing systems of the system by external Hose lines connected. For color dosing become volumetric Working gear metering pumps or piston metering devices (Dosing cylinder) used that pigged in newer systems Color lines are connected upstream or downstream (DE 100 33 987, DE 101 57 966, DE 101 57 938 etc.). Instead, that too Dosing with color quantity control loops known in the Essentially from an electronic universal controller as a control unit, a color pressure regulator serving as an actuator and one Flow measuring device for actual value acquisition exist and as Shutoff main needle valve of the usual atomizers are connected upstream (Dürr / Behr Technical Manual 02/1994 "Color flow control"; DE 101 42 355).
Es ist auch schon bekannt, beispielsweise als Zahnradpumpe ausgebildete Dosierpumpen oder Kolbendosiereinrichtungen in den Zerstäuber einzubauen (DE 101 15 463; EP 0 693 319). It is also known, for example as a gear pump trained dosing pumps or piston dosing devices in the Install atomizer (DE 101 15 463; EP 0 693 319).
Dosierpumpen und Kolbendosiereinrichtungen sind konstruktiv aufwendige, verschleißanfällige und wartungsaufwendige Bauteile und haben vor allem den Nachteil hoher Farb- und Spülmittelverluste, schlechter Spülbarkeit, langer Farbwechselzeiten und hoher Andrückverluste bei jedem Farbwechsel. Beim Einbau in einen Zerstäuber erhöhen sie ferner in unerwünschter Weise dessen Gewicht und/oder Größe, was insbesondere bei der Roboterapplikation aus Gründen der Dynamik bzw. der Zugänglichkeit enger Werkstückbereiche nachteilig sein kann. Mit Kolbendosiereinrichtungen ist darüber hinaus keine kontinuierliche Förderung möglich, stattdessen erfordern sie aufwendige Befüllsysteme. Dosing pumps and piston metering devices are constructive complex, wear-prone and maintenance-intensive components and have the disadvantage of high color and Loss of detergent, poor washability, long color change times and high pressure losses with every color change. When installed in one Atomizers also undesirably increase it Weight and / or size, which is particularly the case Robot application more narrow for reasons of dynamics or accessibility Workpiece areas can be disadvantageous. With In addition, piston metering devices are not continuous funding possible, instead they require complex filling systems.
Diese Nachteile können zum Teil durch Einsatz der bekannten Farbmengenregelung vermieden werden, die aber bisher eine wesentlich geringere Dosiergenauigkeit hat als die direkt das jeweils gewünschte Volumen fördernden Pumpen- oder Kolbendosierer. Da der Zerstäuber mit dem Stellglied des Regelkreises bisher über einen externen Farbschlauch verbunden war, ergibt sich beispielsweise für die Roboterapplikation das Problem untragbar langer Ansprechzeiten, das allenfalls durch besondere regelungstechnische Maßnahmen behoben werden kann (DE 101 48 097). Außerdem wird bei den bisher üblichen Regelkreisen die Farbmenge mit Druckstellgliedern eingestellt, die von Membranen begrenzte große Toträume enthalten, entsprechend hohe Farb- und Spülmittelverluste verursachen und die in der schon erwähnten DE 101 42 355 beschriebenen weiteren Nachteile haben. These disadvantages can be partly overcome by using the known ones Color quantity control can be avoided, but so far one has much lower dosing accuracy than that directly desired volume-promoting pump or Piston. As the atomizer with the actuator of the control loop was previously connected via an external paint hose for example, the problem is intolerable for robot applications long response times, at best through special control measures can be remedied (DE 101 48 097). In addition, the control loops that have been customary up to now Color quantity set with pressure actuators, that of membranes contain limited large dead spaces, correspondingly high color and Loss of detergent and cause in the already mentioned DE 101 42 355 described have further disadvantages.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zerstäuber anzugeben, der einerseits eine sehr genaue Dosierung des Beschichtungsmaterials und andererseits bei einem Materialwechsel, also z. B. beim Farbwechsel minimale Verluste an Farbmaterial, Spülmittel und Zeit ermöglicht. The invention has for its object an atomizer specify, on the one hand, a very precise dosage of the Coating material and on the other hand with one Material change, e.g. B. minimal losses when changing colors Color material, detergent and time allows.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst. This object is achieved through the features of the claims solved.
Da aufgrund der Anordnung eines Dosierventils im Zerstäuber die bisher für eine genaue Dosierung erforderlichen Dosierpumpen, Kolbendosierer oder sonstige ähnlich volumetrisch arbeitende Bauteile entbehrlich sind, vermeidet die Erfindung deren Nachteile einschließlich der relativ hohen Farbwechselverluste und Zeitverzögerungen. Zugleich können durch die Erfindung aber auch die Nachteile der bekannten pumpenlos arbeitenden Regelsysteme nicht nur hinsichtlich der Material- und Zeitverluste aufgrund der Toträume der bisher üblichen Farbdruckregler, sondern auch hinsichtlich der weniger genauen Dosierung und unerwünscht langer Ansprechzeiten vermieden werden. Since due to the arrangement of a metering valve in the atomizer dosing pumps previously required for accurate dosing, Piston dispenser or other similar volumetric Components are dispensable, the invention avoids their Disadvantages including the relatively high loss of color change and time delays. At the same time, however, by the invention also the disadvantages of the known pumpless working Control systems not only in terms of material and time lost due to the dead spaces of the previously used color pressure regulators, but also with regard to the less precise dosage and undesirably long response times can be avoided.
Die Erfindung ist nicht nur bei einem Farbwechsel vorteilhaft, sondern z. B. auch bei einem Materialwechsel in einem System mit abwechselnd mit dem Zerstäuber verbundenen Versorgungsleitungen (A/B-System). Wenn eine Farbwechseleinrichtung vorgesehen ist, befindet sich zwischen dieser und dem Zerstäuber bzw. dessen Sprühkopf eine Durchflussmesseinrichtung. The invention is not only advantageous when changing colors, but z. B. also with a change of material in a system alternately connected to the atomizer supply lines (A / B system). If a color changing device is provided, is between this and the atomizer or its Spray head a flow measuring device.
Die Dosiergenauigkeit wird schon dadurch in wesentlichem Maße verbessert, dass lange regeltechnisch "weiche" Schläuche zwischen dem Stellglied und dem Zerstäuber entfallen. Vorzugsweise enthält der Zerstäuber neben dem als Stellglied dienenden Dosierventil aber auch eine Durchflussmesseinrichtung, die mit dem Stellglied in einen geschlossenen Regelkreis für die Ausflussrate geschaltet wird. Durch die Anordnung der Durchflussmesseinrichtung unmittelbar bei dem Stellglied im Zerstäuber wird die Regel- und damit Dosiergenauigkeit weiter erhöht. The dosing accuracy is already significantly improved that long control "soft" hoses between the actuator and the atomizer. Preferably contains the atomizer in addition to that serving as an actuator Dosing valve but also a flow measuring device with the actuator in a closed control loop for the Outflow rate is switched. By arranging the Flow measuring device directly at the actuator in the atomizer the control and thus dosing accuracy is further increased.
Als Stellglied kann besonders zweckmäßig das im Zerstäuber üblicherweise vorhandene Hauptnadelventil verwendet werden, das lediglich mit einem zur Steuerung der Ausflussrate geeigneten Antrieb versehen werden muss. As an actuator, this can be particularly useful in the atomizer Usually existing main needle valve can be used only with a suitable one to control the outflow rate Drive must be provided.
Als Durchflussmesseinrichtung erweist sich eine magnetisch- induktive Messzelle als besonders günstig, und zwar sowohl hinsichtlich problemloser Optimierung des verwendeten Regelkreises als auch hinsichtlich konstruktiver Kombination mit dem Hauptnadelventil des Zerstäubers. A magnetic- inductive measuring cell as particularly cheap, both with regard to the problem-free optimization of the control loop used as well as in terms of constructive combination with the Main atomizer needle valve.
Vorzugsweise soll auch die Farbwechseleinrichtung ganz oder wenigstens zum Teil in den Zerstäuber eingebaut werden, wobei ihr die erwähnte Durchflussmesseinrichtung nachgeschaltet wird. Hierfür geeignete Farbwechsler sind an sich bekannt und üblich. Die Anordnung vorzugsweise der gesamten Applikationstechnik einschließlich des Farbwechslers im Zerstäuber vermindert nicht nur die Farbwechselverluste, sondern vereinfacht auch das Beseitigen eventueller Störungen, da nur der jeweilige Zerstäuber ausgewechselt werden, nicht aber der Produktionsbetrieb wegen Arbeiten in der Sprühkabine unterbrochen werden muss. Preferably, the color changing device should also be entirely or are at least partially installed in the atomizer, whereby you the flow measuring device mentioned is connected downstream. Color changers suitable for this are known per se and are customary. The arrangement of the entire application technology including the color changer in the atomizer does not diminish only the color change loss, but also simplifies that Eliminate any faults, since only the respective atomizer be replaced, but not because of the production plant Work in the spray booth must be interrupted.
Ein in der Praxis besonders wichtiger Vorteil der Erfindung sind die extrem geringen Farbwechselverluste des gesamten Systems. Die Farbverluste sind so gering, dass sich unter Umständen die bisher übliche Farbrückführung aus dem Zerstäuber zurück in das Farbversorgungssystem erübrigen und durch Entfernen der verbliebenen geringen Farbreste ähnlich wie beim "Kurzspülen" durch die die Austrittsöffnung des Sprühkopfes bildende Farbdüse ersetzt werden kann. A particularly important advantage of the invention in practice are the extremely low loss of color change of the whole System. The color losses are so small that under Perhaps the usual color return from the atomizer back into the paint supply system and remove the remaining small paint residues similar to the "Short rinse" through the one that forms the outlet opening of the spray head Paint nozzle can be replaced.
Außer geringen Farbwechselverlusten, sehr günstiger Spülanordnung und extrem kurzen Farbwechselzeiten ermöglicht die Erfindung ferner vorteilhaft ein definiertes "Andrücken" der Farbe bis in das Farbrohr bzw. die Düse des Zerstäubers ohne die Andrückverluste der bisher üblichen Systeme, bei denen der Lack aus den Ringleitungen über langsam schaltende, den Andrückvorgang jeweils unterbrechende Funktionsventile angedrückt wird. In addition to low loss of color change, very cheap The flushing arrangement and extremely short color change times enable the The invention also advantageously a defined "pressing" of the color up into the paint tube or nozzle of the atomizer without the Pressure losses of the previously common systems in which the paint from the ring lines via slowly switching the Pressing process interrupting function valves is pressed.
Da aufgrund der Erfindung der gesamte mechanische Teil des Dosiersystems als kompakte und miniaturisierte Einheit mit wenigen Bauteilen zusammen mit den sonstigen für die Applikation benötigten Elementen in einem entsprechend kleinen und leichten Zerstäuber untergebracht werden kann, werden dementsprechend die Belastung der Beschichtungsmaschine verringert und deren Bewegungsmöglichkeiten verbessert. Since due to the invention, the entire mechanical part of the Dosing system as a compact and miniaturized unit with few components together with the others for the application required elements in a correspondingly small and light Atomizers can be accommodated accordingly reduces the load on the coating machine and its Movement possibilities improved.
Auf die bisher erforderlichen Funktionsventile beispielsweise in besonderen Spülblöcken kann verzichtet werden. Auch das bei den bekannten Durchflussregelsystemen zur Luftregelung eingesetzte Proportionalventil wird nicht mehr benötigt. For example, on the previously required function valves there is no need for special flushing blocks. That too at the known flow control systems for air control The proportional valve used is no longer required.
Bei zweckmäßig gewähltem Antrieb des Stellgliedes, z. B. mit einem Proportionalmagnet, können ferner sehr kurze Schaltzeiten des Zerstäubers erreicht werden, so dass sich die auf das Werkstück bezogenen Ein- und Ausschaltzeitpunkte optimieren und die davon abhängigen Oversprayverluste reduzieren lassen. With appropriately selected drive of the actuator, for. B. with a proportional magnet, can also very short switching times of the atomizer can be reached, so that the Optimize the workpiece-related switch-on and switch-off times and the have dependent overspray losses reduced.
Die Erfindung eignet sich für Zerstäuber an sich beliebigen Typs, die problemlos auch für die an sich bekannten Wechselsysteme (z. B. DE 101 15 470) ausgebildet sein, also manuell oder automatisch von ihrer Beschichtungsmaschine abgenommen und gegen einen anderen Zerstäuber oder auch gegen ein Mess- oder sonstiges Werkzeug ausgewechselt werden können. The invention is suitable for atomizers as such Type that easily for the well-known Change systems (z. B. DE 101 15 470) can be designed, so manually or automatically removed from your coating machine and against another atomizer or against a measuring or other tools can be replaced.
An den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen On the embodiments shown in the drawing the invention is explained in more detail. Show it
Fig. 1 einen Rotationszerstäuber des für die elektrostatische Beschichtung üblichen Typs mit einem Proportionalmagneten als Antrieb für das Hauptnadelventil; 1 shows a rotary atomizer, normal for the electrostatic coating type with a proportional magnet as a drive for the main needle valve.
Fig. 2 einen dem Zerstäuber nach Fig. 1 ähnlichen Rotationszerstäuber mit pneumatisch angetriebenem Hauptnadelventil; FIG. 2 shows a rotary atomizer similar to the atomizer of FIG. 1 with a pneumatically driven main needle valve;
Fig. 3 einen Luftzerstäuber mit pneumatisch angetriebenem Hauptnadelventil; und Fig. 3 is an air atomizer with pneumatically driven main needle valve; and
Fig. 4 eine andere Ausführungsform eines Luftzerstäubers. Fig. 4 shows another embodiment of an air atomizer.
Die den Sprühkopf des in Fig. 1 dargestellten elektrostatischen Rotationszerstäubers bildende Zerstäuberglocke 1 ist wie üblich an der von einer Luftturbine 2 angetriebenen Hohlwelle 3 montiert, in der das Farbrohr 4 mit der Nadel 5 des Hauptnadelventils 6 des Zerstäubers angeordnet ist, das in an sich bekannter Weise zum Öffnen und Schließen des in die Farbdüse 8 mündenden Farbkanals 7 vorgesehen ist. The atomizer bell 1 forming the spray head of the electrostatic rotary atomizer shown in FIG. 1 is, as usual, mounted on the hollow shaft 3 driven by an air turbine 2 , in which the paint tube 4 with the needle 5 of the main needle valve 6 of the atomizer is arranged, which is known per se Way for opening and closing the paint channel 7 opening into the paint nozzle 8 is provided.
Im Gegensatz zu den bekannten Zerstäubern des betrachteten Typs (vgl. z. B. DE 93 31 294 U1) dient das Hauptnadelventil 6 hier aber nicht nur zum Öffnen und Schließen des Farbkanals 7, sondern erfindungsgemäß als Stellglied zum Einstellen der Farbausflussrate in einem geschlossenen Dosierregelkreis. Zu diesem Zweck ist der mit dem hinteren Schaftende 5' der Hauptnadel 5 verbundene Antrieb 9 des Hauptnadelventils 6 darstellungsgemäß als Proportionalmagnetantrieb ausgebildet. In der an sich schon in der DE 101 42 355 vorgeschlagenen Weise wirkt die Wicklung 10 des mit dem Nadelschaft gekoppelten Proportionalmagneten auf den Anker 11 der Nadel 5 gegen die Kraft einer die Nadel in die eine Endstellung, hier die Ventilschließstellung drückenden Feder 12, wobei das Hauptnadelventil 6 in Abhängigkeit von dem durch die Wicklung 10 fließenden elektrischen Strom mehr oder weniger weit geöffnet wird. In contrast to the known atomizers of the type under consideration (see, for example, DE 93 31 294 U1), the main needle valve 6 not only serves to open and close the paint channel 7 , but also according to the invention as an actuator for setting the paint flow rate in a closed metering control loop , For this purpose, the drive 9 of the main needle valve 6 connected to the rear shaft end 5 'of the main needle 5 is designed as a proportional magnetic drive. In the manner already proposed in DE 101 42 355, the winding 10 of the proportional magnet coupled to the needle shaft acts on the armature 11 of the needle 5 against the force of a spring 12 pressing the needle into one end position, here the valve closing position, whereby the Main needle valve 6 is opened to a greater or lesser extent depending on the electrical current flowing through the winding 10 .
Der Wicklungsstrom wird von dem (nicht dargestellten) elektronischen Regler des Dosierregelkreises erzeugt, der den Istwert der Farbausflussrate mit einem von der Programmsteuerung der Beschichtungsanlage vorgegebenen Sollwert vergleicht und bei Abweichung den Strom entsprechend ändert. Der Istwert wird von einer in dem Zerstäuber befindlichen Durchflussmesseinrichtung 14 gemessen. The winding current is generated by the electronic controller (not shown) of the dosing control circuit, which compares the actual value of the color flow rate with a setpoint specified by the program control of the coating system and changes the current accordingly in the event of a deviation. The actual value is measured by a flow measuring device 14 located in the atomizer.
Wenn elektrisch leitendes Beschichtungsmaterial wie z. B. Wasserlack versprüht werden soll, handelt es sich bei der nur schematisch dargestellten Durchflussmesseinrchtung 14vorzugs-Weise um ein als MID-System bekanntes und im Handel (z. B. von der Firma Endress + Hauser) erhältliches magnetisch-induktives Durchflussmesssystem, bei dem das leitende Material durch ein Magnetfeld fließt und in diesem sich bewegenden "Leiter" gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz eine zur Durchflussgeschwindigkeit bzw. unter Berücksichtigung des Leitungsquerschnitts zum Durchflussvolumen proportionale Spannung induziert wird, die über Messelektroden und einen Messverstärker dem elektronischen Regler übermittelt werden kann. Bei dem dargestellten Beispiel wird die Materialleitung der MID-Messeinrichtung 14 durch den die Nadel 5 enthaltenden Farbkanal 15 des Hauptnadelventils 6 gebildet, der sich durch die das Magnetfeld erzeugende Elektromagnetanordnung der Messeinrichtung 14 erstreckt. If electrically conductive coating material such. B. water paint is to be sprayed, the only schematically shown flow measuring device 14 is preferably a known as a MID system and commercially available (e.g. from the company Endress + Hauser) magnetic-inductive flow measuring system, in which the conductive material flows through a magnetic field and in this moving "conductor" according to Faraday's law of induction a voltage proportional to the flow rate or taking into account the line cross section to the flow volume is induced, which can be transmitted to the electronic controller via measuring electrodes and a measuring amplifier. In the example shown, the material line of the MID measuring device 14 is formed by the color channel 15 of the main needle valve 6 containing the needle 5 , which extends through the electromagnet arrangement of the measuring device 14 which generates the magnetic field.
Die MID-Messeinrichtung 14 hat sowohl konstruktive Vorteile als auch für den Dosierregelkreis günstige Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich äußerst kurzer Reaktionszeiten insbesondere in Verbindung mit einem Proportionalmagnetventil. Die MID-Messeinrichtung eignet sich auch für sonstige leitende Beschichtungsmaterialien wie Füller, Pulverslurry usw. In Fig. 1 sei angenommen, dass die für die elektrostatische Beschichtung erforderliche Aufladung des abgesprühten Beschichtungsmaterials durch Außenaufladung mit Elektroden erfolgt, die auf der Außenseite des Zerstäubergehäuses 17 angeordnet sind, in dem sich die hier beschriebenen Bauteile befinden. Infolgedessen eignet sich die MID-Messzelle auch im Hinblick auf Explosionsschutzanforderungen. The MID measuring device 14 has both design advantages and properties which are favorable for the dosing control circuit, for example with regard to extremely short reaction times, in particular in connection with a proportional solenoid valve. The MID measuring device is also suitable for other conductive coating materials such as fillers, powder slurry, etc. In FIG. 1, it is assumed that the spraying of the sprayed coating material required for the electrostatic coating takes place by external charging with electrodes which are arranged on the outside of the atomizer housing 17 in which the components described here are located. As a result, the MID measuring cell is also suitable with regard to explosion protection requirements.
In anderen Fällen, insbesondere bei Direktaufladung des Beschichtungsmaterials durch die mit dem Hauptnadelventil auf Hochspannung liegende Zerstäuberglocke und/oder bei weniger gut leitendem Beschichtungsmaterial, können sonstige an sich bekannte Durchflussmesseinrichtungen verwendet werden wie z. B. eine Zahnradmesszelle oder ein Coriolis-Massendurchflusssensor. In other cases, especially if the Coating material through with the main needle valve High voltage atomizer bell and / or less good conductive coating material, may be other in itself known flowmeters are used such. B. a gear measuring cell or a Coriolis mass flow sensor.
Wie schon erwähnt wurde, soll der Zerstäuber vorzugsweise auch einen Farbwechsler enthalten, der bei dem dargestellten Beispiel schematisch durch eine Anordnung von sechs (in der Praxis wesentlich mehr) innerhalb des Zerstäubergehäuses 17 in den Farbkanal 15 des Hauptnadelventils 6 mündende Farbventile 18 angedeutet ist. As has already been mentioned, to the atomiser preferably also contain a color changer which is indicated schematically in the illustrated example by an array of six (in practice, substantially more) within the sprayer housing 17 into the ink channel 15 of the main needle valve 6 opens paint valves 18th
Statt eines in den Zerstäuber eingebauten Farbwechslers für alle wählbaren Farben ist es auch möglich, nur für relativ häufig benötigte Farben eigene Farbsteuerventile in den Zerstäuber einzubauen und seltener benötigte Farben über einen externen Farbwechsler zuzuführen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zwei abwechselnd im A/B-Betrieb vorzugsweise in Kombination mit der Molchtechnik arbeitende Farbsteuerventile zumindest für seltener benötigte Farben vorzusehen. Instead of a color changer built into the atomizer for all selectable colors are also possible, only for relatively common required colors own color control valves in the atomizer built-in and rarely required colors via an external Feed color changer. Another option is two alternately in A / B mode, preferably in combination with the pig control valves working at least for to provide less needed colors.
Bei dem Beispiel gemäß Fig. 1 erstreckt sich die Nadel 5 des Hauptnadelventils 6 vollständig durch dessen allen Farben gemeinsamen Farbkanal und durch die Durchflussmesseinrichtung 14 sowie durch den durch die Farbventile 18 gebildeten Farbwechsler. Im Rahmen der Erfindung besteht aber auch die Möglichkeit, ein oder mehr als Stellglied für die Farbausflussrate des Beschichtungsmaterials dienende Dosierventile innerhalb des Zerstäubers dem Hauptnadelventil oder sonstigen zum Öffnen und Schließen des Austrittskanals vorgesehenen Ventil vorzuschalten. In the example according to FIG. 1, the needle 5 of the main needle valve 6 extends completely through its color channel common to all colors and through the flow measuring device 14 and through the color changer formed by the color valves 18 . Within the scope of the invention, however, there is also the possibility of connecting one or more metering valves serving as an actuator for the color flow rate of the coating material within the atomizer to the main needle valve or other valve provided for opening and closing the outlet channel.
Der Zerstäuber wird mit seinem Flansch 19 an einem Roboter oder einer sonstigen Beschichtungsmaschine montiert, wobei durch eine zweckmäßige Drehdurchführung schädliche Torsionsbeanspruchungen der in den Zerstäuber führenden Leitungen und Schläuche vermieden werden können, insbesondere durch die in der DE 101 54 544 beschriebene zentrale Drehdurchführungskonstruktion, bei der der Teil des Zerstäubers, an dem die Leitungs- und Schlauchanordnung befestigt ist, relativ zu dem den Zerstäuber tragenden Endglied der Maschine drehbar gelagert ist. The atomizer is mounted with its flange 19 to a robot or other coating machine, whereby harmful torsional stresses of the lines and hoses leading into the atomizer can be avoided by a suitable rotary leadthrough, in particular by the central rotary leadthrough construction described in DE 101 54 544, in which the part of the atomizer to which the line and hose arrangement is fastened is rotatably mounted relative to the end member of the machine carrying the atomizer.
Der in Fig. 2 dargestellte Rotationszerstäuber unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 nur dadurch, dass als Antrieb für das Hauptnadelventil 6 z. B. zentral in dem Flansch 19 statt des Proportionalmagnetantriebs 19 ein pneumatischer Antrieb 29 angeordnet ist. Er besteht im wesentlichen aus einer an dem Schaftende 5' der Hauptnadel quer zu deren Achse befestigten Membran 21, die gegen die Kraft einer Feder 22 mit Druckluft oder einem anderen Gas zur mehr oder weniger weiten Öffnung des Hauptnadelventils 6 beaufschlagt wird, wobei der pneumatische Druck von dem elektronischen Regler zur Einstellung der Öffnungsweite des Hauptnadelventils und somit der Ausflussrate gesteuert wird. The rotary atomizer shown in Fig. 2 differs from that of FIG. 1 only in that as a drive for the main needle valve 6 z. B. centrally in the flange 19 instead of the proportional magnetic drive 19, a pneumatic drive 29 is arranged. It consists essentially of a membrane 21 fastened to the shaft end 5 'of the main needle transversely to its axis, which is acted upon by the force of a spring 22 with compressed air or another gas for the more or less wide opening of the main needle valve 6 , the pneumatic pressure is controlled by the electronic controller for setting the opening width of the main needle valve and thus the outflow rate.
In Fig. 3 ist als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Luftzerstäuber dargestellt, dessen Hauptnadelventil 36 einen an dem Schaftende der Hauptnadel 35 innerhalb des Zerstäubers z. B. auf dessen Flansch 32 angeordneten pneumatischen Antrieb 39 hat, dessen Aufbau und Wirkungsweise dem Antrieb 29 in Fig. 2 entsprechen kann. Auch die Farbventile 38 der Farbwechseleinrichtung und die Durchflussmesseinrichtung 34 können Fig. 2 und Fig. 1 entsprechen. In Fig. 3 an air atomizer is shown as a further embodiment of the invention, the main needle valve 36 one at the shaft end of the main needle 35 within the atomizer z. B. on the flange 32 arranged pneumatic drive 39 , the structure and operation of which may correspond to the drive 29 in FIG. 2. The color valves of the color changer 38 and the flow measuring device 34 may correspond to FIG. 2 and FIG. 1,.
Der Sprühkopf des in Fig. 3 dargestellten Luftzerstäubers hat jedoch die allgemein bekannte und übliche Konstruktion mit einer die Farbdüse 37 am Ausgang des Hauptnadelventils 36 umgebenden Luftkappe 31 für die zur Lackzerstäubung verwendete Druckluft und einer Befestigungsmutter 33. However, the spray head of the air atomizer shown in FIG. 3 has the generally known and customary construction with an air cap 31 surrounding the paint nozzle 37 at the outlet of the main needle valve 36 for the compressed air used for paint atomization and a fastening nut 33 .
In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform eines Luftzerstäubers dargestellt, dessen Sprühkopf mit dem Hauptnadelventil 46 der Ausführungsform nach Fig. 3 entsprechen kann und nicht näher beschrieben werden muss. Abweichend von Fig. 3 hat das Hauptnadelventil 46 aber einen pneumatischen Antrieb 49 mit einem an dem Nadelschaft 5' befestigten Kolben 41, der gegen die Kraft einer Feder 42 mit zur Regelung der Ausflussrate gesteuertem Druck beaufschlagt wird (wie an sich auch in der schon erwähnten DE 101 42 355 erläutert ist). FIG. 4 shows another embodiment of an air atomizer, the spray head with the main needle valve 46 of which corresponds to the embodiment according to FIG. 3 and need not be described in detail. Deviating from FIG. 3, the main needle valve 46 but a pneumatic actuator 49 having a 'attached to the needle shaft 5 piston 41 which is acted upon against the force of a spring 42 with controlled for regulating the discharge rate of pressure (as is also in the already mentioned DE 101 42 355 is explained).
Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen kann das Hauptnadelventil oder sonstige Stellglied des Zerstäubers auch auf andere Weise angetrieben werden, beispielsweise hydraulisch oder von einem Elektromotor. Deviating from the illustrated exemplary embodiments, this can Main needle valve or other actuator of the atomizer too are driven in another way, for example hydraulically or from an electric motor.
Im Übrigen zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, dass die hier beschriebenen Bestandteile des Zerstäubers sich nicht unbedingt in einem Gehäusekörper wie z. B. dem zylindrischen Außengehäuse 17 in Fig. 1 befinden müssen, sondern auch in einem sonstigen fest mit der Sprühkopfhalterung verbundenen Teil des Zerstäubers untergebracht sein können. Beispielsweise kann darstellungsgemäß ein Anbauteil 43, mit dem der Zerstäuber an seiner Beschichtungsmaschine montiert wird, sowohl die Farbventile 48 der Farbwechseleinrichtung als auch die Durchflussmesseinrichtung 44 enthalten, die an sich den schon beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechen können. Aufgrund der veränderten Bauform mündet hier aber ein von dem Hauptnadelventil 46 entfernt durch die Farbwechsel- und Durchflussmesseinrichtungen verlaufender Farbkanal 45 quer in die Nadelbohrung 47 des Hauptnadelventils. Incidentally, the embodiment of FIG. 4 shows that the components of the atomizer described here are not necessarily in a housing body such as. B. the cylindrical outer housing 17 in Fig. 1, but can also be accommodated in another part of the atomizer firmly connected to the spray head holder. For example, as shown, an add-on part 43 with which the atomizer is mounted on its coating machine can contain both the color valves 48 of the color changing device and the flow measuring device 44 , which in themselves can correspond to the exemplary embodiments already described. Due to the changed design, however, a color channel 45, which runs away from the main needle valve 46 through the color change and flow measuring devices, opens transversely into the needle bore 47 of the main needle valve.
Zu weiteren Abwandlungsmöglichkeiten ist insbesondere die Kombination mit der an sich bekannten Molchtechnik zu erwähnen einschließlich der in der DE 101 57 938 beschriebenen, auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbaren Möglichkeit, zur weiteren Reduzierung von Farbverlusten bei einem Farbwechsel zurückbleibenden Farblack mit einem Molch von der Farbdüse des Zerstäubers aus durch das Farbrohr oder einen sonstigen Farbeingangskanal hindurch in das Farbversorgungssystem zurückzudrücken. Another option is the Combination with the pigging technique known per se including those described in DE 101 57 938, also in Possible scope of the present invention for further reduction of color losses when changing colors remaining paint with a pig from the paint nozzle of the Atomizer from through the paint tube or another Paint inlet channel into the paint supply system push back.
Claims (10)
mit einem Sprühkopf (1, 31) zum Versprühen des Beschichtungsmaterials, aus dem das Beschichtungsmaterial austritt,
und mit einem Ventil zum Öffnen und Schließen des Austrittskanals (7, 37) des Sprühkopfes,
wobei die Ausflussrate des versprühten Beschichtungsmaterials einstellbar und steuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuber ein als Stellglied für die Ausflussrate des Beschichtungsmaterials angeordnetes Dosierventil (6, 36, 46) enthält, dessen Antrieb (9, 29, 39, 49) zur Einstellung der Ausflussrate steuerbar ist. 1. Atomizer for a coating system for the serial coating of workpieces with coating material, in particular changing color
with a spray head ( 1 , 31 ) for spraying the coating material from which the coating material emerges,
and with a valve for opening and closing the outlet channel ( 7 , 37 ) of the spray head,
the outflow rate of the sprayed coating material being adjustable and controllable,
characterized in that the atomizer contains a metering valve ( 6 , 36 , 46 ) arranged as an actuator for the outflow rate of the coating material, the drive ( 9 , 29 , 39 , 49 ) of which can be controlled to adjust the outflow rate.
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