DE19649888A1 - Verfahren und Einrichtung zum Steuern des Materialflusses in einer Beschichtungsanlage - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum Steuern des Materialflusses in einer BeschichtungsanlageInfo
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- B05B1/30—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to control volume of flow, e.g. with adjustable passages
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum
Steuern des Materialflusses in einer Beschichtungsanlage gemäß
dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Ein typisches Anwendungsbeispiel hierfür ist die automatische
Farbversorgung von Lackieranlagen zur Serienbeschichtung von
Werkstücken wie z. B. Kraftfahrzeugkarossen, die als
Ringleitungs-Farbumlaufsysteme ausgeführt sind, um möglichst
weitgehend das Absetzen der Farbe während Beschichtungspausen
zu vermeiden. Die bekannten Kabinen-Ringleitungssysteme
bestehen pro Farbe aus einer Vorlaufleitung vom Farbbehälter
und der Förderpumpe im Farbmischraum zur Lackierkabine und
einer Rücklaufleitung von der Lackierkabine über ein in den
meisten Fällen regelbares Rücklaufkontrollventil zurück zum
Farbbehälter. Mit der Druckdifferenz zwischen dem Ausgang der
Förderpumpe und dem einstellbaren Rücklaufkontrollventil wird
ein kontinuierlicher Farbumlauf erzeugt. In der Lackierkabine
sind in der Regel mehrere Zerstäuber oder sonstige Beschich
tungsvorrichtungen verteilt, für die mehrere Farbabnahme- oder
Anschlußstellen (sogenannte Farbnischen) an verschiedenen Orten
längs der Kabine vorgesehen sind. Die automatischen Bewegungs
maschinen der Beschichtungsvorrichtungen wie z. B. sogenannte
Seitenmaschinen sind nahe an oder in der Kabinenwand
angeordnet, und es können weitere Maschinen wie z. B. die
sogenannten Dachmaschinen vorgesehen sein. Hierbei wird unter
schieden zwischen innenliegenden Maschinen und außenliegenden
Maschinen.
Bei neueren Anlagen dieser Art befinden sich die zum
Wechsel der Lackierfarben erforderlichen Ventilanordnungen
(Farbwechsler) beispielsweise im Maschinenarm bzw. im
"Dachbalken" der Dachmaschine und damit in unmittelbarer Nähe
der Zerstäuber, weil dadurch die u. a. wegen Entsorgungs
problemen unerwünschten Farb- und Lösemittelverluste beim
Farbwechsel auf ein Minimum reduziert werden. Da hierbei die
von den außerhalb der Kabine verlaufenden Hauptleitungen zum
Farbwechsler führenden Versorgungsleitungen erhebliche Längen
erreichen können (z. B. bis 15 m), ist es zweckmäßig, auch diese
Leitungen zur Vermeidung des Absetzens der Farbe als Farb
umlaufleitungen auszuführen. Da zu den Farbwechslern der
zahlreichen (typisch mindestens neun) Sprühvorrichtungen je
eine Farbumlaufleitung gehört, sind entsprechend viele
parallele Vorlauf- und Rücklaufleitungen pro Farbton
erforderlich.
Bisher mußten alle diese Umlaufsystems über eigene
Vordruckregler und ggf. zusätzlich installierte spezielle
Rücklaufregler jeweils so eingestellt werden, daß am
Farbwechsler noch der für die Applikation ausreichende
Farbdruck ansteht, gleichzeitig aber zumindest in Lackierpausen
eine für jedes Lacksystem und jeden Farbton spezifische
Fließgeschwindigkeit gewährleistet ist. Diese Einstellarbeiten
sind sehr arbeits- und zeitaufwendig und werden überdies
dadurch erschwert, daß die gefundenen Einstellungen in der
Regel über längere Zeiträume nicht stabil sind, u. a. da zu
viele gegenseitige Abhängigkeiten bestehen. In der Praxis wurde
deshalb das Farbversorgungssystem von der Farbnische zum
Farbwechsler bei Farbumlauf ohne individuellen Rücklaufregler
installiert und das Hauptleitungssystem vom Farbmischraum zur
Lackierkabine mit einem um mindestens 25% höherem Druck
gefahren, als zum Lackieren normalerweise notwendig wäre. Dies
bedeutet aber neben einer unerwünscht hohen Scherbelastung für
das Lackmaterial auch einen wesentlich höheren Energie
verbrauch. Zudem variieren die am Farbwechsler anstehenden
Farbdrücke entsprechend unterschiedlicher Abnahmemengen durch
die ständig wechselnde Anzahl der lackierenden Zerstäuber und
können somit die Reproduzierbarkeit der Ausflußraten beein
trächtigen, insbesondere beim Einsatz von Farbmengenregelungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten
Probleme zu vermeiden und ein Verfahren und eine entsprechende
Einrichtung anzugeben, die bei einfacher Bedienung und Wartung
die reproduzierbare Einstellung des gewünschten Farbdrucks ohne
unerwünschte Erhöhung des erforderlichen Versorgungsdrucks
ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche
gelöst.
Durch den zuverlässig reproduzierbaren Farbvordruck an den
Zerstäubern oder ggf. an Farbdosiersystemen kann die
Lackierqualität wesentlich erhöht werden, während die
Reduzierung des Versorgungsdrucks zu einer Energieeinsparung
führt und außerdem eine unerwünscht hohe Scherbelastung des
Lackmaterials vermeidet.
Im Vergleich mit bekannten Anlagen, in denen die Ringleitung
des Versorgungssystems mit den Verbindungsstellen der
Beschichtungsvorrichtungen über einfache Stichleitungen
verbunden sind, hat die Erfindung den Vorteil, daß
Lacksedimentationen in Farbschläuchen vermieden werden.
Außerdem werden Farbverluste vermieden, die bei dem sonst
erforderlichen "Abziehen" der Farbe aus den Stichleitungen vor
Produktionsbeginn auftreten würden.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des
Prinzips der Erfindung; und
Fig. 2 eine zweckmäßige Ausführungsform eines erfindungsgemäß
verwendeten Ventils.
Fig. 1 zeigt eine Ringleitung 1, die zu einem beispielsweise in
einem Farbmischraum befindlichen Versorgungssystem gehört und
in typischen Beschichtungsanlagen um eine Lackierkabine
herumgeführt ist, und in der sich das Beschichtungsmaterial in
kontinuierlichem Umlauf befindet. Zur Versorgung einer (nicht
dargestellten) Beschichtungsvorrichtung zweigt an der
entsprechenden Anschlußstelle von der Ringleitung 1 eine
Vorlaufleitung 2 ab, die bis zu der Ventilanordnung 3 der
Beschichtungsvorrichtung führt. Die Ventilanordnung 3 kann als
Teil eines Farbwechslers (nicht dargestellt) ausgebildet oder
mit einem Farbwechsler verbunden sein, der an der
Verbindungsstelle eine Mehrzahl von Vor- und Rücklaufleitungen
für unterschiedliche Beschichtungsmaterialien selektiv mit der
Beschichtungsvorrichtung verbindet. Über ein erstes automatisch
gesteuertes Ventilelement 3A ist die Verbindungsstelle der
Hinlaufleitung 2 mit der Beschichtungsvorrichtung verbindbar.
Die Vorlaufleitung 2 von der Anschlußstelle an der
Ringleitung 1 zum Farbwechsler ist in an sich bekannter Weise
entsprechend der erforderlichen Lackausflußrate und der daraus
resultierenden Druckverlustberechnung für die jeweilige
Beschichtungsvorrichtung und den jeweiligen Lacktyp
dimensioniert.
Ein zweites automatisch gesteuertes Ventilelement 3B der
Anordnung 3 ist in eine Rücklaufleitung 4 geschaltet, die von
der Verbindungsstelle zurück in die Ringleitung 1 führt. Das
Ventilelement 3B dient zum Sperren dieser Rücklaufleitung 4.
Das Sperrventilelement 3B der Rücklaufleitung 4 ist von einem
Signal steuerbar, das auch zur Steuerung des zwischen die
Verbindungsstelle und die Beschichtungsvorrichtung geschalteten
Ventilelements 3A dient. Da es zu dem ohnehin notwendigen
Ventilelement 3A, z. B. einem der Farbventile eines
Farbwechslers, gegenläufig schaltet, wird zum Steuern der
Rücklaufleitung keine zusätzliche Steuerungsfunktion benötigt.
Wie in Fig. 1 angedeutet ist, können an weiteren Abzweigstellen
weitere, in derselben Weise gesteuerte Hinlauf- und
Rücklaufleitungen 2', 4' für weitere Beschichtungsvorrichtungen
vorgesehen sein.
Wenn im Betrieb der Beschichtungsanlage die an die
Ventilanordnung 3 angeschlossene Beschichtungsvorrichtung,
z. B. ein Zerstäuber oder eine Spritzpistole, arbeitet und mit
dem Beschichtungsmaterial versorgt wird, ist das Ventil
element 3A geöffnet, während sich das Ventilelement 3B in
seiner Sperrstellung befindet. Hierbei steht an der Ventil
anordnung 3, also z. B. am Farbwechsler, vor jedem Lackier
vorgang "frisches", nicht sedimentiertes Lackmaterial an, und
während des Lackiervorganges steht ein definierter, repro
duzierbarer und einfach berechenbarer Farbdruck analog einer
Stichleitung zur Verfügung. In Beschichtungspausen wird dagegen
automatisch das Ventilelement 3A gesperrt und gleichzeitig das
Ventilelement 3B geöffnet, so daß ein kontinuierlicher
Materialumlauf durch die nun als Ringleitung geschalteten
Hinlauf- und Rücklaufleitungen 2, 4 erfolgt und das Material
sich nicht in einer dieser Leitungen absetzen kann.
Die Funktionen der beiden Ventilelemente 3A, 3B können von
einer gemeinsamen Ventilkonstruktion realisiert werden,
z. B. als 2/2-Wegeventil.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
Rücklaufsperrfunktion in das Farbsteuerventil des in
Beschichtungsanlagen der betrachteten Art üblichen
Farbwechslers integriert. Dies bedeutet eine direkt über die
Ventilnadel des Farbsteuerventils gesteuerte Sperrfunktion des
Farbumlaufs beim Zustand "Farbsteuerventil geöffnet" durch
einen zweiten, gegenläufigen Dichtsitz an der Nadel, wie
nachfolgend erläutert wird.
Eine derartige Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Die
Ventilkonstruktion enthält einen zum Zerstäuber führenden
Farbkanal 10, einen an die Vorlaufleitung 2 angeschlossenen
Einlaßkanal 12 und einen an die Rücklaufleitung 4 ange
schlossenen Auslaßkanal 14. Der Einlaßkanal 12 kann selektiv
entweder mit dem zum Zerstäuber führenden Kanal 10 oder mit dem
Auslaßkanal 14 verbunden werden, wobei der Weg zum jeweils
anderen Kanal gesperrt wird. Zur Realisierung der beiden
Ventilfunktionen und zum Öffnen und Schließen der genannten
Verbindungswege dient ein einziges Bauteil in Gestalt der
dargestellten, längs ihrer Achse verschiebbar gelagerten
Ventilnadel 16, die zwei koaxiale, jeweils ein Schließorgan
bildende Kegelflächen 17 bzw. 18 aufweist. Die in der Zeichnung
oberste, nach oben gerichtete Kegelfläche 17 paßt in einen
Ventilsitz am Eingang des Auslaßkanals 14, während die am
unteren Stirnende der Nadel vorgesehene, in die entgegen
gesetzte Richtung weisende Kegelfläche 18 in einen Ventilsitz
für den Kanal 10 paßt. Ein an der Ventilnadel 16 angeordnetes
Dichtelement 19 schließt die beschriebenen Farbwege nach außen
ab, um ein Austreten von Beschichtungsmaterial zu verhindern.
Die Zeichnung zeigt das Ventil 3 (Fig. 1) in seiner Stellung,
in der es den Weg von der Vorlaufleitung 2 zum Zerstäuber
freigibt, während der Weg zum Kanal 14, also zur Rücklauf
leitung 4 durch die Kegelfläche 17 gesperrt ist. Zum Umschalten
des Ventils in seine andere Stellung wird die Ventilnadel 16
nach unten bewegt, so daß der Weg vom Vorlaufkanal 12 zum Rück
laufkanal 14 freigegeben und damit die Rücklaufleitung 4
geöffnet wird, während die Kegelfläche 18 den Weg zum Zer
stäuber sperrt.
Claims (10)
1. Verfahren zum Steuern des Materialflusses in
einer Beschichtungsanlage zum selbsttätigen Beschichten von
Werkstücken, in der das Beschichtungsmaterial von einem
Versorgungssystem (1) durch eine Vorlaufleitung (2)
zu einer Verbindungsstelle fließt, von wo es über ein
gesteuertes Ventil (3A) einer Beschichtungsvorrichtung
zugeführt wird, während das nicht benötigte
Beschichtungsmaterial von der Verbindungsstelle durch eine
Rücklaufleitung (4) zu dem Versorgungssystem (1)
zurückfließt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufleitung (4) für den
Materialfluß zurück zum Versorgungssystem (1) gesperrt
wird, während das Beschichtungsmaterial von der
Verbindungsstelle der Beschichtungsvorrichtung zugeführt
wird, und daß die Rücklaufleitung (4) wieder geöffnet wird,
wenn das zu der Beschichtungsvorrichtung führende
Ventil (3A) geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Steuersignal, mit dem ein zwischen die Verbindungsstelle
und die Beschichtungsvorrichtung geschaltetes Ventil (3A)
geöffnet wird, zugleich ein die Rücklaufleitung (4)
sperrendes Ventil (3B) betätigt, und daß das Ventil (3B)
der Rücklaufleitung (4) selbsttätig beim Sperren des der
Beschichtungsvorrichtung vorgeschalteten Ventils (3A)
geöffnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Beschichtungsmaterial aus einer Ringleitung (1), in
der es durch das Versorgungssystem zirkuliert, durch die
Hinlaufleitung (2) zu der Ventilanordnung (3) an der
Verbindungsstelle und von dort durch die
Rücklaufleitung (4) zurück in die Ringleitung (1) geleitet
wird.
4. Einrichtung zum Steuern des Materialflusses in einer
Beschichtungsanlage zum selbsttätigen Beschichten von
Werkstücken, in der das Beschichtungsmaterial von einem
Versorgungssystem (1) durch eine Vorlaufleitung (2) zu
einer Verbindungsstelle fließt, von wo es über ein
gesteuertes Ventil (3A) einer Beschichtungsvorrichtung
zuführbar ist, während das nicht benötigte
Beschichtungsmaterial von der Verbindungsstelle durch eine
Rücklaufleitung (4) zu dem Versorgungssystem (1)
zurückfließt, insbesondere mit einer von dem
Versorgungssystem gespeisten Ringleitung (1), aus der die
Vorlaufleitung (2) zu der Verbindungsstelle abzweigt,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Rücklaufleitung (4)
stromabwärts hinter der Verbindungsstelle ein gesteuertes
Ventil (3B) zum Sperren der Rücklaufleitung (4) vorgesehen
ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Sperrventil (3B) der Rücklaufleitung (4) von einem
Signal zur Steuerung des zwischen die Verbindungsstelle und
die Beschichtungsvorrichtung geschalteten Ventils (3A)
steuerbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Sperrventil (3B) der
Rücklaufleitung (4) ein 2/2-Wegeventil ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Sperrventil (3B) der
Rücklaufleitung (4) und das zwischen die Verbindungsstelle
und die Beschichtungsvorrichtung geschaltete Ventil (3A)
mechanisch miteinander verbundene Schließorgane (17, 18)
haben, die derart gemeinsam bewegbar sind, daß jeweils nur
eines der beiden Ventile (3A, 3B) geöffnet bzw. geschlossen
ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Sperrventil (3B) der
Rücklaufleitung (4) als Teil eines Farbwechslers ausgebildet
oder mit einem Farbwechsler verbunden ist, der an der
Verbindungsstelle eine Mehrzahl von Vor- und Rücklaufleitungen
für unterschiedliche Beschichtungsmaterialien selektiv mit der
Beschichtungsvorrichtung verbindet.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Farbwechsler eine Ventilnadel (16) zum Öffnen und
Schließen der beiden Ventile (3A, 3B) enthält, die bei
geschlossenem Sperrventil (3B) der Rücklaufleitung (4) ein
Farbventil (3A) für die Beschichtungsvorrichtung öffnet und
bei geöffnetem Sperrventil (3B) das Farbventil (3A)
schließt.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schließorgane der Ventilnadel (16) durch zwei in
entgegengesetzte Richtungen weisende Kegelflächen (17, 18)
gebildet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19649888A DE19649888A1 (de) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | Verfahren und Einrichtung zum Steuern des Materialflusses in einer Beschichtungsanlage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19649888A DE19649888A1 (de) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | Verfahren und Einrichtung zum Steuern des Materialflusses in einer Beschichtungsanlage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19649888A1 true DE19649888A1 (de) | 1998-06-10 |
Family
ID=7813361
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19649888A Withdrawn DE19649888A1 (de) | 1996-12-02 | 1996-12-02 | Verfahren und Einrichtung zum Steuern des Materialflusses in einer Beschichtungsanlage |
Country Status (1)
Country | Link |
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