DE19640015C2 - Vorrichtung zum elektrostatischen Sprühbeschichten eines Werkstücks - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektrostatischen Beschich­ ten eines Werkstücks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Im allgemeinen besitzt eine elektrostatische Beschichtungsvorrichtung zum Beschichten von Werkstücken mit einem elektrisch leitenden Lack eine Spritzpistole, an die eine Hochspannung angelegt wird. Wenn der Spritzpistole der elektrisch leitende Lack von einer Lackquelle über einen Lackzuführkanal zugeleitet wird, bringt die Spritzpistole auf ein Werk­ stück einen Überzug aus elektrisch leitendem Lack auf, was als elektro­ statisches Sprühbeschichten des Werkzeugs bezeichnet wird. Zur elektro­ statischen Beschichtung des Werkstücks mit dem elektrisch leitenden Lack, der von der Spritzpistole ausgestoßen wird, muß man die Spritzpi­ stole gegenüber der Lackquelle (Lackvorratsquelle) elektrisch isolieren.

Bekannt ist eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ange­ gebenen Art aus der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift 4- 87755.

Bei der bekannten elektrostatischen Beschichtungsvorrichtung, die im folgenden kurz anhand der Fig. 7 der begleitenden Zeichnungen erläutert werden soll, ist ein Lackzuführkanal 2 mit einer Lackquelle 1 verbunden und besitzt ein Steckkupplungsteil 4, welches von einem Zylinder 3 vor- und zurückbewegbar ist. Das Steckkupplungsteil 4 läßt sich mit einer Kupplungsbuchse 5 koppeln, die ihrerseits mit einem an eine Pumpe 7 angeschlossenen Lackeinlaßkanal 6 gekoppelt ist. Die Pumpe 7 ist über einen Lackauslaßkanal 8 an eine Beschichtungsmaschine 9 angeschlossen. Die Kupplungsbuchse 5 ist von einer Reinigungsabdeckung 10 umgeben, die ihrerseits an eine Reinigungslösungs-Zuführleitung 11 und eine Reini­ gungslösungs-Austragleitung 12 angeschlossen ist.

Wenn ein Lack einer gewünschten Farbe von der Lackquelle 1 in den Lackzuführkanal 2 eingeleitet wird, während das Steckkupplungsteil 4 und die Kupplungsbuchse 5 miteinander gekoppelt sind, strömt der zu­ geführte Lack durch das Steckkupplungsteil 4 und die Kupplungsbuchse 5, um die Pumpe 7 über den Lackeinlaßkanal 6 zu füllen. Anschließend wird der Lack über den Lackauslaßkanal 8 und die Pumpe 7 zu der Maschine 9 geleitet. Dann werden das Steckkupplungsteil 4 und die Kupplungsbuchse 5 voneinander getrennt, was zwischen diesen Teilen eine Isolierstrecke bildet, die Pumpe 7 wird betätigt, damit der Lack aus der Beschichtungsmaschine 9 ausgestoßen wird.

Um aus der Beschichtungsmaschine einen Lack einer anderen Farbe auszustoßen, muß der Beschichtungsvorgang unterbrochen und die ge­ samte Beschichtungsleitung von der Lackquelle 1 bis zu der Beschich­ tungsmaschine 9 gereinigt werden. Bei jedem Aufbringen eines neuen, andersfarbigen Lacks ist es also nötig, die gesamte Beschichtungsanord­ nung zu reinigen. Das Reinigen der elektrostatischen Beschichtungsvor­ richtung benötigt folglich viel Zeit, der Reinigungsvorgang für die elek­ trostatische Beschichtungsvorrichtung ist nicht effizient.

Außerdem hat der Lack die Neigung, sich an der Innenfläche der Reinigungslösungs-Austragleitung 12 abzulagern, so daß dann die abge­ lagerte Lackschicht bei der hohen Spannung leicht zu Leckströmen führt.

Das Erfordernis eines Spezialmechanismus zum Reinigen der Reinigungslösungs-Austragleitung 12 bedeutet zusätzliche Kosten.

Eine weitere zum Stand der Technik gehörige elektrostatische Sprühbe­ schichtungsvorrichtung mit Isoliermöglichkeit ist in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift 4-63156 offenbart. Diese elektrostatische Sprühbeschichtungsvorrichtung besitzt eine Pumpe zum Austragen eines elektrisch leitenden Lacks, der über eine Einlaßöffnung eingeleitet und durch eine Lackzuführleitung transportiert wird und schließlich bei gege­ benem Durchsatz aus einer Austragöffnung abgegeben wird. An die Pumpe wird selektiv eine Lackleitung angeschlossen, um den elektro­ statisch leitenden Lack, der von der Pumpe geliefert wird, einer elektro­ statischen Sprühbeschichtungsmaschine zuzuführen, außerdem ist eine Ablaufleitung vorgesehen, um in der Pumpe verbliebenen Restlack zu­ sammen mit Reinigungsluft und Reinigungslösung abzuleiten, die über eine Austragleitung seitens der Lackzuführleitung zugeführt werden. Die Lackzuführleitung und die Ablaufleitung sind lösbar an zugehörigen Anschlußöffnungen der hin- und hergehenden Pumpe angebracht.

Die Ablaufleitung und die Austragleitung, die gemeinsam einen Ablaß­ kanal bilden, sind voneinander trennbar, damit sie gegeneinander isoliert werden können. Deshalb hat der in dem Ablauf enthaltene Lack die Möglichkeit und Neigung, sich in Verbindungsteilen zwischen der Ab­ laufleitung, der entsprechenden Anschlußöffnung der Pumpe und der Austragleitung abzusetzen, weil der abtrennbare Ablaßkanal nicht um­ fassend gereinigt werden muß, in nur einer kurzen Zeitspanne gereinigt wird und folglich die Neigung hat, Lackrückstände in sich zu behalten. Die Verbindungen sind unzureichend abgedichtet, und wenn die Ablauf­ leitung und die Austragleitung voneinander getrennt werden, fließt der den Lack enthaltende Ablauf ab, was bei hoher Spannung zu einem Leckstrom führt.

Da die Lackzuführleitung lösbar an der zugehörigen Anschlußöffnung der Pumpe angeschlossen ist, ist die Verbindung zwischen der Lackzuführ­ leitung und der entsprechenden Anschlußöffnung wegen Lackablagerun­ gen nicht ausreichend abgedichtet, und es kommt zur Entstehung von Leckströmen bei hoher Spannung, bedingt durch den von der Verbin­ dungsstelle ablaufenden Lack.

Die Lackzuführleitung wird von der entsprechenden Anschlußöffnung der Pumpe getrennt, nachdem das Paar von der Lackzuführleitung in die Pumpe eingeführt wurde. Folglich wird die Lackzuführleitung von der entsprechenden Anschlußöffnung der Pumpe bei jedem Zyklus des Zu­ führens von Lack zu der Pumpe gelöst und damit verbunden. Hierdurch ist es sehr wahrscheinlich, daß die Verbindungsstelle Lack und Luft zurückhält. Wenn die Lackzuführleitung an die entsprechende Anschluß­ öffnung der Pumpe angeschlossen wird und Lack von der Lackzuführ­ leitung zu der Pumpe strömt, gelangt die an der Verbindungsstelle einge­ schlossene Luft möglicherweise zusammen mit dem eingeschlossenen Lack zu der Pumpe. Die so mitgenommene Luft ist dann möglicherweise in Form von Luftbläschen in der auf das Werkstück aufgebrachten Be­ schichtung eingeschlossen, was die Qualität der Lackierung mindert.

Aus der DE 34 40 381 C2 ist eine Vorrichtung zum elektrostatischen Sprühbeschichten von Werkstücken bekannt, bei der an einem Füllkopf für einen Lack-Zwischenbehälter ein Absperrventil angebracht ist, in dessen geschlossenen Zustand bei von dem Zwischenbehälter abgehobe­ nen Füllkopf über eine Zuführleitung eine Reinigungsflüssigkeit in den Füllkopf eingeleitet wird. Zum Reinigen werden die Lackzuführventile an dem Füllkopf gesperrt. Nach dem Spülen wird das Absperrventil wieder geöffnet, und der Füllkopf wird auf den Lack-Zwischenbehälter gedrückt. Wegen des Schließens des Absperrventils im Zuge des Spül­ vorgangs oder Reinigungsvorgangs können allerdings Teile des Füll­ kopfs, die den Lack-Zwischenbehälter zugewandt sind, nicht gereinigt werden. Die Reinigung dieser Teile erfolgt erst im wieder geschlossenen Zustand, d. h. nachdem der Füllkopf auf den Lack-Zwischenbehälter abgesenkt ist. In der Zwischenzeit kann aber der Lack auf der Unterseite des Füllkopfs trocknen, so daß ein Reinigen nicht oder nur schwierig möglich ist.

Aus der EP 0 428 435 B1 ist eine Sprühbeschichtungsvorrichtung bekannt, bei der an einer zu einem Verbindungsteil führenden Lackzuleitung eine zum Ablauf führende Leitung mit einem Ventil vorgesehen ist. Aller­ dings befindet sich das Ventil ähnlich wie bei der oben diskutierten DE'381 in der Ablaufleitung. Das bloße Vorhandensein eines Ablaufka­ nals mit einem darin befindlichen Ventil reicht nicht aus, um die oben angesprochene eingehende Reinigung der Teile der Vorrichtung zu errei­ chen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zum elektro­ statischen Sprühbeschichten eines Werkstücks, bei der die Leitungskanäle wirksam gereinigt und Lacke verschiedener Farben zuverlässig und einfach gewechselt werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer elektrostatischen Sprüh­ beschichtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht einer Spritzpistole für die in Fig. 1 gezeigte elektrostatische Sprühbeschichtungsvorrichtung;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines beweglichen Blocks der in Fig. 1 gezeigten elektrostatischen Sprühbeschichtungsvorrichtung;

Fig. 5 eine Querschnittansicht eines feststehenden Blocks der in Fig. 1 gezeigten elektrostatischen Sprühbeschichtungsvor­ richtung;

Fig. 6 ein schematisches Diagramm der elektrostatischen Sprühbe­ schichtungsvorrichtung nach Fig. 1, bei der der erste und der zweite Ventilkörper voneinander getrennt sind; und

Fig. 7 ein schematisches Diagramm einer konventionellen elektro­ statischen Sprühbeschichtungsvorrichtung.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, enthält eine elektrostatische Sprühbeschich­ tungsvorrichtung 20 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung grund­ sätzlich einen geerdeten Lackfarben-Wechselventilmechanismus 22 zum selektiven Zuführen eines aus einer Mehrzahl elektrisch leitender Lacke unterschiedlicher Farben, eine Spritzpistole 24 zum Ausstoßen eines zugeführten Lacks in Richtung eines Werkstücks, einen Lack­ zwischentank 26, der zwischen den Lackfarben-Wechselventilmechanis­ mus 22 und die Spritzpistole 24 eingefügt ist, und einen isolierenden Trennventilmechanismus 30 zum lösbaren Verbinden von Lackzuführ­ kanälen 28a und 28b, die zwischen dem Lackfarben-Wechselventilme­ chanismus 22 und dem Lackzwischentank 26 verlaufen.

Der Lackfarben-Wechselventilmechanismus 22 enthält ein erstes Reini­ gungsventil 32 zum Steuern der Zufuhr von Wasser (W), einer Reini­ gungslösung (S) und Luft (A), außerdem eine Mehrzahl von Lackventilen 34a, 34b, 34c zum Zuführen verschiedener Lacke (P1, P2, P3).

Der Isolier-Trennventilmechanismus 30 enthält einen beweglichen Block 36, der an den Lackfarben-Wechselventilmechanismus 22 über den Lack­ zuführkanal 28a angeschlossen ist, an welchen keine Hochspannung angelegt wird. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der bewegliche Block 36 mit einer Stange 40 gekoppelt, die sich ausgehend von einem als Betäti­ gungseinrichtung fungierenden Luftzylinder 38 erstreckt, um sich - ge­ führt von einer Schiene 42 - in Pfeilrichtung A zu bewegen.

Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Schiene 42 fest in einem Gehäuse 44 der elektrostatischen Sprühbeschichtungsvorrichtung 20 gelagert und hat einen im wesentlichen bogenförmigen Querschnitt. Die Schiene 42 besitzt ein Paar sich radial zum Inneren des Gehäuses 44 hin erstreckende Schenkel mit zugehörigen Leisten 46a und 46b, die sich von den unteren Enden der Schenkel wegerstrecken. An der Oberseite des beweglichen Blocks 36 befinden sich zwei Halteglieder 48a und 48b, die mit den Leisten 46a und 46b in Eingriff stehen, um den beweglichen Block 36 an den Leisten 46a, 46b zu halten. Der bewegliche Block 36 ist an den Horizontal- und den Vertikalflächen der Leisten 46a und 46b über die Halteglieder 48a und 48b derart gelagert, daß zwischen der oberen Stirn­ fläche 36a des beweglichen Blocks 36 und der Unterseite 42a der Schiene 42 eine vertikale Lücke H verbleibt.

Wie in Fig. 4 zu sehen ist, besitzt der vertikale Block 36 einen ersten Ventilkörper 52 mit einem darin ausgebildeten ersten Verbindungsloch 50, welches selektiv mit dem Lackzuführkanal 28a über ein erstes Ein/Aus-Ventil 54 kommuniziert. Das erste Ein/Aus-Ventil 54 enthält einen Ventilkörper 60, der durch elastische Kräfte einer Feder 56 sowie durch über eine Luftöffnung 58 zu- und abgeführte Luft axial beweglich ist, und einen Ventilsitz 62 zum Aufnehmen des Ventilkörpers 60.

Außerdem enthält der bewegliche Block 36 einen ersten Ablaßkanal 64, der von dem Lackzuführkanal 28a in der Nähe des ersten Ventilkörpers 52 abzweigt, und einen zweiten Ablaßkanal 66, der von dem Lack­ zuführkanal 28a und (einem später noch zu beschreibenden) Verbin­ dungsloch 104 abzweigt. Der erste und der zweite Ablaßkanal 64 und 66 enthalten ein erstes bzw. ein zweites Ablaßventil 68 und 70, die sich in der Nähe des ersten Ein/Aus-Ventils 54 befinden, um den ersten bzw. den zweiten Ablaßkanal 64 und 66 selektiv zu öffnen und zu schließen. Das erste und das zweite Ablaßventil 68 und 70 enthalten Ventilkörper 80 bzw. 82, die durch elastische Kräfte zugehöriger Federn 72 und 74 sowie durch Luft, die über zugehörige Luftöffnungen 76 und 78 einge­ leitet und ausgeleitet wird, axial beweglich sind, und zugehörige Ventil­ sitze 84 und 86 zum Aufnehmen der zugehörigen Ventilkörper 80 und 82.

Das in dem ersten Ventilkörper 52 ausgebildete erste Verbindungsloch 50 wird über den zweiten Ablaßkanal 66 in Verbindung mit einem ersten Reinigungskanal 88 gehalten. An dem beweglichen Block 36 ist ein erstes Rückschlagventil 90 angebracht, damit Wasser und Luft aus­ schließlich von dem ersten Reinigungskanal 88 in das erste Verbindungs­ loch 50 strömen können. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, steht der erste Reini­ gungskanal 88 über ein erstes Richtungssteuerventil 92 in Verbindung mit einem zweiten Reinigungsventil 94. Das zweite Reinigungsventil 94 dient der Steuerung beim Zuführen von Wasser (W) und Luft (A).

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist gegenüberliegend dem ersten Ventilkörper 52 ein zweiter Ventilkörper 96 fest angeordnet. Wie Fig. 5 zeigt, besitzt der zweite Ventilkörper 96 ein in ihm ausgebildetes Verbindungsloch 98, welches selektiv über ein zweites Ein/Aus-Ventil 100 mit dem Lackzu­ führkanal 28b kommuniziert, an den eine Hochspannung angelegt wird. Der zweite Ventilkörper 96 und das zweite Ein/Aus-Ventil 100 sind in einem ortsfesten Block 102 untergebracht. Der erste Ventilkörper 96 dient als Kupplungsbuchse zur Aufnahme des als Steckkupplung fungie­ renden ersten Ventilkörpers 52.

Wenn der erste und der zweite Ventilkörper 52 und 96 miteinander verbunden sind, bilden ihr erstes und zweites Verbindungsloch 50 und 98 gemeinsam ein Verbindungsloch 104 innerhalb des Isolier-Trennventil­ mechanismus 30. Wenn das erste Ein/Aus-Ventil 54 geschlossen ist, zweigt der zweite Ablaßkanal 66 von dem Verbindungsloch 104 ab (Fig. 4).

Das Verbindungsloch 104 stellt eine Lackfangstelle 105 dar, die dadurch entsteht, daß der erste und der zweite Ventilkörper 52 und 96 zu­ sammengekuppelt werden und das erste und das zweite Ein/Aus-Ventil 54 und 100 geschlossen werden. Die auf diese Weise gebildete Lack­ fangstelle 105 hat die Neigung, elektrisch leitenden Lack, der in dem Verbindungsloch 104 verblieben ist, in sich zurückzuhalten. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, steht die Lackfangstelle 105 über ein zweites Rückschlag­ ventil 106 in Verbindung mit einem zweiten Reinigungskanal 108, der über ein zweites Richtungssteuerventil 110 mit dem zweiten Reinigungs­ ventil 94 in Verbindung steht (vgl. Fig. 1). Das zweite Reinigungsventil 94 dient als Reinigungsvorrichtung zum Reinigen der Lackfangstelle 105, wenn der erste und der zweite Ventilkörper 52, 96 miteinander gekuppelt sind und das erste und das zweite Ein/Aus-Ventil 54, 100 geschlossen sind.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, enthält der Lackzwischentank 26 einen Zylin­ der 112, der von vier Isolierpfosten 114a bis 114d, jeweils aus einem Kunstharzrohr bestehend (vgl. Fig. 3), in dem Gehäuse 44 gelagert wird. Einer der Isolierpfosten 114a hat längliche Gestalt und erstreckt sich in Richtung der Spritzpistole 24. In dem Zylinder 112 ist axial verschie­ blich ein Kolben 116 aufgenommen. Eine Innenwandfläche des Zylinders 112 und eine axiale Stirnfläche 120 des Kolbens 116 bilden gemeinsam eine Zylinderkammer 118 innerhalb des Zylinders 112, die mit elektrisch leitendem Lack gefüllt wird.

Die axiale Stirnfläche 120 des Kolbens 116 ist als sich konvex ver­ jüngende Fläche ausgebildet, die zur dem Kolben 116 abgewandeten Deckelwand 122 des Zylinders 112 weist. Die Deckelwand 122 enthält ein in ihrem Umfangsbereich ausgebildetes Einlaßloch 124, das mit dem Lackzuführkanal 28b in Verbindung steht, und ein axial mittig angeord­ netes Auslaßloch 126 in Verbindung mit der Spritzpistole 24. Mit dem Kolben 116 ist koaxial ein Plunger 128 gekoppelt, der sich von dem Zylinder 112 wegerstreckt. Der Plunger 128 nimmt in seinem von dem Kolben 116 abgewandten axialen Ende eine Mutter 130 auf, die auf einer Kugelumlaufspindel 136 sitzt, die ihrerseits koaxial mit einer Drehwelle 134 eines Servomotors 132 gekoppelt ist. Die Kugelumlaufspindel 136 erstreckt sich radial in den Plunger 128 hinein, und zwar in Richtung des Kolbens 116, ist aber kurz vor dem Kolben 116 zu Ende.

Die Spritzpistole 24 besitzt eine Schaltung 140 zum Anlegen einer Hoch­ spannung (diese wird als Hochspannungs-Anlegeeinrichtung bezeichnet), die elektrisch mit einem Niederspannungskabel 138 verbunden ist, wel­ ches den Isolierpfosten 114a durchsetzt und elektrisch mit einem (nicht gezeigten) Spannungsnetz verbunden ist. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, steht ein drittes Reinigungsventil 144 über einen dritten Reinigungskanal 142 mit einer Endspitze der Spritzpistole 24 in Verbindung. Das dritte Reini­ gungsventil 144 dient zum Steuern der Zufuhr von Wasser (W) und Luft (A).

Im folgenden wird die Arbeits- und Funktionsweise der elektrostatischen Sprühbeschichtungsvorrichtung 20 erläutert.

Um ein (nicht gezeigtes) Werkstück elektrostatisch mit einer Beschich­ tung zu versehen, wird der Luftzylinder 28 des Isolier-Trennventilme­ chanismus 30 betätigt, um den beweglichen Block 36 in Fig. 2 nach links zu bewegen, entsprechend der Doppelpunkt-Strich-Linie gemäß dem Pfeil A1. Der erste Ventilkörper 52 wird nun mit dem zweiten Ventilkörper 96 gekoppelt, woraufhin deren erstes und zweites Verbindungsloch 50, 98 verbunden sind zu dem Verbindungsloch 104.

Wenn nun unter Druck von dem Lackventil 34a des Lackfarben-Wech­ selventilmechanismus 22 ein Lack einer gewissen Farbe zugeführt wird, gelangt der Lack aus dem Lackzuführkanal 28a über das Verbindungs­ loch 104 in den Lackzuführkanal 28b, wobei das erste und das zweite Ein/Aus-Ventil 54 und 100 offen sind. Daher wird die Zylinderkammer 118 über das Einlaßloch 124 mit dem Lack befüllt, und dann gelangt der Lack über das Auslaßloch 126 zur Spritzpistole 24.

Die Lackfangstelle 105, die in dem ersten und dem zweiten Ventilkörper 52, 96 in deren verbundenem Zustand gebildet wird, d. h. im wesentli­ chen das Verbindungsloch 104, wird bei geschlossenem ersten und zwei­ ten Ein/Aus-Ventil 54, 100 gereinigt. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist das zweite Richtungssteuerventil 110 geöffnet, so daß sukzessive Wasser und Luft aus dem zweiten Reinigungsventil 94 über den zweiten Reinigungs­ kanal 108 in den zweiten Ventilkörper 96 gelangen können. Wasser und Luft, die sukzessive in den zweiten Ventilkörper 96 eingeleitet werden, strömen durch das zweite Verbindungsloch 98 und das erste Ver­ bindungsloch 50 in den ersten Ventilkörper 52, spülen jeglichen in der Lackfangstelle 105 (dem Verbindungsloch 104) verbliebenen Restlack fort und trocknen die Lackfangstelle 105 (das Verbindungsloch 104). Anschließend werden das Wasser und die Luft über das zweite, nun offene Ablaßventil 70 in den zweiten Ablaßkanal 66 ausgetragen, wie dies in Fig. 1 durch den Pfeil X angedeutet ist.

Gemäß der ersten Ausführungsform wird die Lackfangstelle 105 mit Wasser und Luft gereinigt und getrocknet, die von dem zweiten Reini­ gungsventil 94 zugeführt werden, während der erste und der zweite Ventilkörper 52 und 96 miteinander gekoppelt sind und das erste und das zweite Ein/Aus-Ventil 54, 100 geschlossen sind. Jeglicher in der Lack­ fangstelle 105 verbliebene Restlack läßt sich rasch und zuverlässig ent­ fernen, so daß aus dieser Fangstelle heraus kein Lack austritt, wenn der erste Ventilkörper 52 von dem zweiten Ventilkörper 96 getrennt ist. Folglich ist die elektrostatische Sprühbeschichtungsvorrichtung 20 frei und jeglichen Leckströmen bei der hohen Spannung, außerdem gibt es keinerlei Gemisch unterschiedlicher Lackfarben, welches möglicherweise dann vorhanden wäre, wenn etwas Restlack in der Lackfangstelle 105 als getrockneter Lack übriggeblieben wäre.

Weiterhin wird das Verbindungsloch 104 (die Lackfangstelle 105) mit Wasser und Luft gereinigt bzw. getrocknet, die über das zweite Reini­ gungsventil 94 geleitet werden, und das Wasser sowie die Luft, die das Verbindungsloch 104 gewaschen und getrocknet haben, werden über das zweite Ablaßventil 70, an welches keine Hochspannung angelegt wird, in den zweiten Ablaßkanal 66 ausgetragen. Aus diesem Grund entsteht kein Leckstrom seitens des zweiten Ablaßventils 66 bei Hochspannung. Das Verbindungsloch 104 (die Lackfangstelle 105) läßt sich innerhalb kurzer Zeitspanne mit einer geringeren Menge Wasser und Luft reinigen und trocknen, als wenn ein Ablaßkanal an den zweiten Ventilkörper 96 ange­ schlossen wäre, an den die Hochspannung angelegt wird.

Würde der zweite Ablaßkanal 66 mit dem zweiten Ventilkörper 96, an welchen die Hochspannung angelegt wird, gekoppelt, so wäre es not­ wendig, den zweiten Ablaßkanal 66 aufwendig und gründlich zu reini­ gen, um zu verhindern, daß bei der hohen Spannung ein Leckstrom fließt, bedingt durch mögliche Lackablagerungen an der Innenwandfläche des zweiten Ablaßkanals 66. Weil allerdings der zweite Ablaßkanal 66 mit dem zweiten Ablaßventil 70 gekoppelt ist, an welches bei der ersten Ausführungsform keine Hochspannung angelegt wird, fließt auch dann kein Leckstrom, wenn möglicherweise etwas Lack an der Innenwandflä­ che des zweiten Ablaßkanals 66 abgelagert ist. Folglich muß der zweite Ablaßkanal 66 nicht besonders gereinigt werden.

Während die Lackfangstelle 105 (das Verbindungsloch 104), welches durch die miteinander gekoppelten ersten und zweiten Ventilkörper 52 und 96 gebildet wird, gespült wird, wird die Endspitze der Spritzpistole 24 mit Wasser und Luft gereinigt und getrocknet, die über den dritten Reinigungskanal 142 von dem dritten Reinigungsventil 144 zugeführt werden.

Nachdem die Lackfangstelle 105 (das Verbindungsloch 104) gereinigt ist, wird der Luftzylinder 38 betätigt, um den ersten Ventilkörper 52 von dem zweiten Ventilkörper 96 so weit zu trennen, daß zwischen ihnen eine Isolierstrecke oder eine Isolierdistanz verbleibt (entsprechend der durch ausgezogene Linien dargestellten Stellung in Fig. 2 und auch in Fig. 6). Ein Reinigungsvorgang für einen Lackfarbenwechsel wird fol­ gendermaßen durchgeführt:

Der Lackzuführkanal 28a bis hin zu dem ersten Ein/Aus-Ventil 54 wird gereinigt und getrocknet unter Verwendung von Wasser, einer Reini­ gungslösung und Luft, die von dem ersten Reinigungsventil 32 zugeführt werden, und das Wasser, die Reinigungslösung und die Luft, die den Lackzuführkanal 28a gereinigt und getrocknet haben, werden - zu­ sammen mit möglichem Restlack - über das erste Ablaßventil 68, wel­ ches gemäß dem Pfeil Y in Fig. 6 geöffnet ist, in den ersten Ablaßkanal 64 ausgetragen. Der Lackfarben-Wechselventilmechanismus 22 ist nun in der Lage, einen Lack mit einer anderen Farbe zuzuführen, und er liefert einen neuen Lack von beispielsweise dem Lackventil 34b an den Lack­ zuführkanal 28a, nachdem der Lackfarben-Wechselventilmechanismus 22 in einen Bereitschaftszustand gebracht ist.

In dem Lackzwischentank 26 wird der Servomotor 132 in Gang gesetzt, um seine Welle 134 und damit gemeinsam die Kugelumlaufspindel 136 zu drehen. Nun werden der Plunger 128 und der Kolben 116 in Pfeil­ richtung A1 in Fig. 2 über die auf der Kugelumlaufspindel 136 sitzende Mutter 130 bewegt. Gleichzeitig wird die Schaltung 140 in Betrieb ge­ setzt, damit die Hochspannung an die Spritzpistole 24 und damit auch an den Lack angelegt wird, der von der Spritzpistole 24 in Richtung des nicht dargestellten Werkstücks ausgestoßen wird.

Nachdem der Sprühbeschichtungsvorgang mit dem die Zylinderkammer 118 in dem Lackzwischentank 126 ausfüllenden Lack abgeschlossen ist, wird, wenn anschließend mit einem Lack einer anderen Farbe für das Werkstück weitergearbeitet werden soll, das Anlegen der Hochspannung an die Spritzpistole 24 beendet, und der Luftzylinder 38 wird betätigt, um den ersten Ventilkörper 52 mit dem zweiten Ventilkörper 96 zu koppeln.

Dann wird der Lackzwischentank 26, an den die Hochspannung angelegt worden war, mit von dem zweiten Reinigungsventil 24 geliefertem Was­ ser und Luft gereinigt. Insbesondere wird der Servomotor 32 in Gang gesetzt, um den Kolben 116 in eine gegebene Position zu fahren, und anschließend wird bei geöffnetem Ein/Aus-Ventil 100 Wasser sowie Luft von dem zweiten Reinigungsventil 94 über das erste Richtungssteuerven­ til 92 und den ersten Reinigungskanal 88 in den Lackzuführkanal 28b eingeleitet. Das Wasser und die Luft gelangen dann von dem Einlaßloch 124 in die Zylinderkammer 118, reinigen und trocknen die Zylinderkam­ mer 118, und strömen dann über das Auslaßloch 126 in die Spritzpistole 24, von der sie ausgestoßen werden, wie in Fig. 1 durch die Pfeile Z angedeutet ist.

Zusammengefaßt, wird bei der ersten Ausführungsform die elektrostati­ sche Sprühbeschichtungsvorrichtung 20 für einen Farblackwechsel fol­ gendermaßen gereinigt: Während der Lack elektrostatisch auf das Werk­ stück aufgetragen wird, während die Hochspannung von der Schaltung 140 an die Spritzpistole 24 angelegt wird, wobei der erste und der zweite Ventilkörper 52 und 96 voneinander getrennt sind, wird das erste Reini­ gungsventil 32 betätigt, um den Lackzuführkanal 28a bis hin zu dem ersten Ein/Aus-Ventil 54 zu reinigen und anschließend zu trocknen. Danach wird ein neuer Lack in den Lackzuführkanal 28a gefüllt. Nach­ dem also der Lack elektrostatisch auf das Werkstück aufgetragen ist, ist es lediglich noch notwendig, den Lackzuführkanal 28b und jene Lei­ tungsbereiche zu reinigen und zu trocknen, die damit verbunden sind, wozu von dem zweiten Reinigungsventil 94 Wasser und Luft zugeführt werden. Als Ergebnis läßt sich der Prozeß des Reinigens der elektro­ statischen Sprühbeschichtungsvorrichtung 20 für einen Farblackwechsel sehr rasch und effizient ausführen. Die zum Reinigen der elektrostati­ schen Sprühbeschichtungsvorrichtung 20 für einen Farblackwechsel erforderliche Zeit ist viel kürzer als die Zeit, die erforderlich ist, um die konventionelle elektrostatische Sprühbeschichtungsvorrichtung zu reini­ gen, weil es bislang notwendig war, die gesamten Lackkanäle zu reini­ gen, die von dem Lackfarben-Wechselventilmechanismus bis hin zu der Spritzpistole in der herkömmlichen Vorrichtung reichen.

Nachdem bei der ersten Ausführungsform das Verbindungsloch 104 (die Lackfangstelle 105) in einer Richtung von dem Ende, an dem die Hoch­ spannung angelegt wird, bis zu dem Ende hin, an dem keine Hoch­ spannung angelegt wird, gereinigt ist, wird dem Verbindungsloch 104 (der Lackfangstelle 105) Wasser sowie Luft in einer Richtung von dem Ende, an dem keine Hochspannung angelegt wird, zu dem Ende, an dem die Hochspannung angelegt wird, zugeleitet. Daher ist es möglich, zu verhindern, daß irgendwelcher Lack innerhalb des Isolier-Trennventilme­ chanismus 30 verbleibt und zwar mit Hilfe einer sehr einfachen Anord­ nung. Dabei ist der Isolier-Trennventilmechanismus 30 frei von jegli­ chem Leckstrom bei Anlegen der Hochspannung, und ein Gemisch aus verschiedenen Lackfarben, die ansonsten durch Ablagerungen getrock­ neten Lacks entstehen könnten, falls in dem Verbindungsloch 104 (der Lackfangstelle 105) irgendwelche Lackreste übrigblieben, kommt nicht zustande.

Weiterhin wird bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 der bewegliche Block 36 an der Schiene 42 durch die Halteglieder 48a und 48b abgestützt, wobei zwischen der Oberseite 36a des beweglichen Blocks 36 und der Unterseite 42a der Schiene 42 die vertikale Lücke H verbleibt. Wenn sich also der bewegliche Block 36 in Pfeilrichtung A vor- und zurückbewegt, kommt es zu keinerlei Reibung zwischen der Oberseite 36a des beweglichen Blocks 36 einerseits und der Unterseite 42a der Schiene 42 andererseits, so daß Partikel, die ansonsten zwischen diesen Flächen 36a und 42a durch Verschleiß und Reibung entstehen würden, nicht aus dem zweiten Ventilkörper 96 in den Lackzuführkanal 96b gelangen können.

Da ferner bei der ersten Ausführungsform in der in Fig. 2 gezeigten Weise das Niederspannungskabel 38 in dem länglichen Isolierpfosten 114a verlegt ist, der sich zu der Spritzpistole 24 hin erstreckt, wird das Niederspannungskabel 36 dann, wenn von der Schaltung 140 an die Spritzpistole 24 die Hochspannung angelegt wird, daran gehindert, als Erdungskörper zu fungieren. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, sind der erste und der zweite Ablaßkanal 64 und 66 ausgehend von dem Lackzuführ­ kanal 28a in der Nähe des Ventilsitzes 62 des ersten Ein/Aus-Ventils 54 verzweigt, und das erste und das zweite Ablaßventil 68 und 70 befinden sich so dicht wie möglich an dem ersten Ein/Aus-Ventil 54. Daher mini­ miert sich die mögliche Restlackmenge, die vielleicht durch den Reini­ gungsprozeß nicht entfernt wurde, und außerdem wird eine Verschwen­ dung von Lack weitgehend unterbunden.

Bei der erfindungsgemäßen elektrostatischen Sprühbeschichtungsanlage, in der die Hochspannung an die Spritzpistole angelegt wird, um das Werkstück elektrostatisch mit dem von der Spritzpistole ausgestoßenen Lack zu beschichten, läßt sich der Lackzuführkanal zwischen der Lack­ quelle bis hin zu dem ersten Ventilkörper wirksam und schnell reinigen und spülen, um einen Lackfarbenwechsel vorzunehmen. Die Lackein­ fangstelle wird gereinigt mit Hilfe des Reinigungsventils, während der erste und der zweite Ventilkörper miteinander vereint sind, und das erste und das zweite Ein/Aus-Ventil geschlossen sind. Daher ist es möglich, jegliche Lackrückstände zuverlässig und wirksam zu entfernen und da­ durch die Entstehung eines Leckstroms bei Anlegen der Hochspannung ebenso zu vermeiden wie ein Gemisch aus verschiedenen Lackfarben, das ansonsten durch getrocknete Lackrückstände gebildet würde.

Außerdem ist in der erfindungsgemäßen elektrostatischen Beschichtungs­ anlage der Ablaßkanal in der Nähe des ersten Ventilkörpers gelegen, an den keine Hochspannung angelegt wird, und das von dem Reinigungs­ flüssigkeits-Zuführkanal des zweiten Ventilkörpers, an den eine Hoch­ spannung angelegt wird, in das Verbindungsloch gelangende Reinigungs­ mittel wird in den Ablaßkanal ausgetragen. Daher gibt es keine Leck­ ströme seitens des Ablaßkanals, und der Verbindungskanal wird wirksam innerhalb einer kurzen Zeitspanne mit einer geringen Menge Reinigungs­ flüssigkeit gereinigt.

Bei der erfindungsgemäßen elektrostatischen Sprühbeschichtungs Vor­ richtung wird, während der erste und der zweite Ablaßkanal miteinander gekoppelt sind, die Verbindungsstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Ablaßkanal von dem Reinigungsmittel, welches aus der Reini­ gungsmittel-Zuführquelle zugeführt wird, gereinigt. Die Verbindungs­ stelle zwischen dem ersten und dem zweiten Ablaßkanal, die lösbar miteinander verbunden sind, läßt sich folglich zu jeder Zeit sauberhalten. Mit Hilfe einer einfachen Anordnung wird zuverlässig der Verbleib von möglichen Lackablagerungen unterbunden, und die Abdichtfähigkeit der Verbindungsstelle wird wirksam erhalten. Aus der Verbindungsstelle läuft keine lackenthaltende Flüssigkeit aus, so daß die Entstehung von Leckströmen bei Anlegen einer hohen Spannung zuverlässig verhindert werden kann.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum elektrostatischen Sprühbeschichten eines Werkstücks, umfassend:

• - eine Spritzpistole (24), an die eine Hochspannung angelegt wird
• - einen Isolier-Trennventilmechanismus (30) zum elektrischen Auftrennen eines Lackzuführkanals, über den der Spritzpistole (24) ein elektrisch leitender Lack zugeführt wird, in einen ersten Lackzuführkanal (28a), an den keine Hochspannung angelegt wird, und einen zweiten Lackzuführkanal (28b), an den eine Hoch­ spannung angelegt wird,
• - wobei der Isolier-Trennventilmechanismus (30) aufweist:
  einen ersten Ventilkörper (52), der mit dem ersten Lackzuführkanal (28a) über ein erstes Ventil (54) koppelbar ist;
  einen zweiten Ventilkörper (96), der mit dem zweiten Lackzuführkanal (28b) über ein zweites Ventil (100) koppelbar ist; und
  eine Betätigungseinrichtung (38) zum trennbaren Verbinden des ersten Ventilkörpers (52) mit dem zweiten Ventilkörper (96);
• - eine Lackfangstelle (105), die durch den ersten Ventilkörper (52) und den zweiten Ventilkörper (96) in deren vereintem Zustand gebildet wird,
  eine Reinigungseinrichtung (94) zum Reinigen der Lackfangstelle (105),
  dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigen der Lackfangstelle erfolgt, während der erste Ventilkörper (52) und der zweite Ventilkörper (96) miteinander vereint sind und das erste Ein/Aus- Ventil (54) und das zweite Ein/Aus-Ventil (100) geschlossen sind, daß ein erster Ablaßkanal (64), von dem ersten Lackzuführkanal (28a) in der Nähe des ersten Ventilkörpers (52) abzweigt,
• - ein erstes Ablaßventil (68) vorgesehen ist, um den Ablaßkanal (64) öffnen und schließen zu können, wobei der erste und der zweite Ventilkörper (52, 96) mit dem ersten bzw. dem zweiten Lackzuführkanal (28a, 28b) über das erste bzw. das zweite Ein/Aus- Ventil (54, 100) koppelbar sind und die Lackfangstelle (105) bei geschlossenem ersten und zweiten Ein/Aus-Ventil gebildet wird,
• - und daß ein zweiter Ablaßkanal (66) mit der Lackfangstelle (105) in der Nähe des ersten Ventilkörpers (52) kommuniziert, und ein zweites Ablaßventil (70) zum Öffnen und Schließen des zweiten Ablaßkanals (66) dient, wobei die Reinigungseinrichtung (94) einen Reinigungsmittelzuführkanal (108) in der Nähe des zweiten Ventilkörpers (96) zum Reinigen der Lackfangstelle (105) über ein Ventil (106) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
einen beweglichen Block (36), der den ersten Ventilkörper (52) aufweist; und
eine Schiene (42) mit einem im wesentlichen bogenförmigen Querschnitt, wobei der bewegliche Block (36) beweglich auf der Schiene gelagert ist;
wobei der bewegliche Block (36) eine Oberseite (36a) und die Schiene (42) eine Unterseite (42a) aufweist, die in bezug auf die Oberseite des Blocks eine Lücke (H) bildet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ablaßventil (68) und das zweite Ablaßventil (70) innerhalb des beweglichen Blocks (36) in der Nähe des ersten Ein/Aus-Ventils (54) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:
einen Lackzwischentank (26), der mit dem zweiten Lackzuführkanal (28b) in Verbindung steht; und
ein Gehäuse (44), in welchem der Lackzwischentank (26), die Spritz­ pistole (24) und der Isolier-Trennventilmechanismus (30) aufgenommen sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch:
eine Mehrzahl von Kunstharzrohren (114a bis 114d), mit denen ein Zylinder (112) des Lackzwischentanks (26) in dem Gehäuse gelagert ist, und von denen ein Rohr (114a) sich bis zu der Spritzpistole (24) erstreckt;
eine Einrichtung (140) zum Anlegen der Hochspannung; und
ein Kabel (138), welches an die Einrichtung (140) zum Anlegen der Hochspannung angeschlossen ist und sich durch das eine der Kunstharz­ rohre (114a) hindurch erstreckt.