DE19709988A1 - Lackiereinrichtung - Google Patents
LackiereinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Lackieren von
Gegenständen mit verschiedenen Farben, die in kreisförmig
geführten Farbleitungen, welche je einer Farbe zugeordnet
sind, zur Verfügung stehen, mit einer Spritzpistole, einer
Farbzuführleitung, die eine Lackiermittelverbindung zwischen
der kreisförmig geführten Farbleitung und der Spritzpistole
bzw. deren Düse herstellt, und ggf. einem zwischen den
kreisförmig geführten Farbleitungen und der Farbzuführleitung
vorgesehenen Farbwechsler, durch den jeweils eine Farbleitung
mit der Farbzuführleitung verbindbar ist, mit einer
Spülmediumzuführung, über welche die Farbzuführleitung in
Lackierflußrichtung spülbar ist, und mit einer Einrichtung
zum Rückführen von Farbe aus der Farbzuführleitung in eine
jeweilige Farbleitung.
Beim Betreiben von Lackiereinrichtungen besteht seit jeher das
Problem, daß einerseits verschiedene Farben zum Einsatz
kommen, so daß entweder voneinander getrennte Systeme benutzt
werden müssen, was jedoch aufwendig ist und daher
üblicherweise nicht praktiziert wird, oder es müssen die
Komponenten bei einem Farbwechsel gereinigt werden. Wenn eine
Spritzpistole im letzteren Fall zum Spritzen mehrerer Farben
verwendet wird, so muß das gerade in der Farbzuführleitung
befindliche Farbvolumen entweder verworfen werden oder wie bei
der aus der DE 44 23 643 A1 bekannten Lackiereinrichtung
wenigstens teilweise in die Farbleitung zurückgeführt werden.
Hierfür wird die Farbrückführeinrichtung in Form einer Pumpe
verwendet. Das gleiche Problem tritt auf, wenn zwar kein
Farbwechsel durchgeführt werden soll, die Lackiereinrichtung
oder eine zu einer bestimmten Farbart gehörende Spritzpistole
und Farbzuführleitung längere Zeit (bereits 4-5 Stunden)
nicht benutzt wurden, da hierdurch in der Farbzuführleitung
bzw. in der Spritzpistole eine Entmischung bzw. Sedimentation
der Farbe stattfindet, so daß dieses Farbvolumen für den
Lackiervorgang unbrauchbar ist. In den kreisförmig geführten
Farbleitungen finden zwar während eines Stillstands der Anlage
ebenfalls Sedimentations- bzw. Entmischungsvorgänge der Farbe
statt; die Farbe wird jedoch durch das Zirkulieren beim
Betrieb der Lackiereinrichtung wieder homogenisiert. Eine
derartige Homogenisierung ist jedoch in der
stichleitungsartigen Farbzuführleitung zur Spritzpistole nicht
möglich.
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von der
vorbekannten Lackiereinrichtung nach DE 44 23 643 A1 die
Aufgabe zugrunde, die Farbrückführung von der
stichleitungsartigen Farbzuführleitung zurück zu einer
jeweiligen kreisförmig geführten Farbleitung noch effektiver
zu gestalten.
Diese Aufgabe wird bei einer Lackiereinrichtung der genannten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich des
spritzpistolenseitigen Endes der Farbzuführleitung eine
Zuführeinrichtung für ein unter Überdruck stehendes strömbares
Medium vorgesehen ist, mit der das Rückführen von Farbe über
die Rückführeinrichtung in die jeweilige Farbleitung
unterstützt wird.
Es versteht sich, daß die Erfindung gleichermaßen
Lackiereinrichtungen mit Handentnahmestellen, also mit
handgeführten Spritzpistolen, sowie als Lackierautomaten zu
bezeichnende Lackiereinrichtungen erfaßt, bei denen die
Spritzpistolen automatengesteuert sind.
Es wird also erfindungsgemäß vorgeschlagen, die
Farbrückführung durch Einleitung eines strömbaren Mediums, bei
dem es sich vorzugsweise um ein Gas, wie Druckluft, oder aber
auch um ein flüssiges Lösungsmittel handeln kann, zu
unterstützen. Das flüssige Medium wirkt dabei wie ein
Stempeldruck auf die in der Zuführleitung stehende Farbe und
gewährleistet eine dreißig bis fünfzig Prozent effektivere
Rückführung der Farbe. Es wurde nämlich festgestellt, daß der
allein von der bekannten Farbrückführeinrichtung in Form einer
Zahnradpumpe auf die Farbzuführleitung ausgeübte Ansaugdruck
mit der Entfernung von der Pumpe stark abnimmt und daß an den
Wandungen der Leitung Farbe haften bleibt, die nicht
zurückgeführt wird, sondern bei einem anschließenden
Spülvorgang zusammen mit dem Spülmedium verworfen wird.
Dadurch daß beim Rückführen von Farbe das unter Überdruck
stehende strömbare Medium in Rückführrichtung in die
Farbzuführleitung eingeleitet wird, konnten
Farbrückgewinnungsraten von achtzig Prozent und darüber
erreicht werden.
Da die Zuführeinrichtung für das strömbare Medium eine
T-Verbindung mit der Farbzuführung bildet, ergibt sich wiederum
eine an sich unerwünschte Stichleitung. Es wird daher
vorgeschlagen, daß die Zuführeinrichtung ein Ventil umfaßt,
welches auf seiner Farbseite im Wesentlichen totraumfrei an
die Farbzuführleitung anschließt.
In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens von besonderer
Bedeutung und Wichtigkeit ist zum weiteren Unterstützen der
Farbrückführung in der jeweiligen Farbzuführleitung ein
flexibler, nachgiebig verformbarer Verdrängerkörper
vorgesehen, der von dem über die Zuführeinrichtung
einströmenden Medium in der Farbzuführleitung in
Rückführrichtung bewegbar und beim anschließenden Spülen der
Farbzuführleitung wieder in Richtung zur Spritzpistole
zurückbewegbar ist. Durch diese weitere erfindungsgemäße
Maßnahme kann die Rückgewinnungsrate auf 95% und mehr
gesteigert werden, da durch das Bewegen des nachgiebigen
Verdrängerkörpers in Rückführrichtung die Leitungsinnenwandung
quasi abgewischt wird. Der Durchmesser des Verdrängerkörpers
entspricht im unverformten Zustand im Wesentlichen dem
Leitungsinnendurchmesser oder ist etwas größer als dieser.
Beim Zurückbewegen des Verdrängerkörpers in Richtung zur
Spritzpistole wird dieser Wischvorgang nochmals wiederholt.
Während eines Lackiervorgangs befindet sich der
Verdrängerkörper in einer Ruhelage, vorzugsweise in einer
Formausnehmung in der Farbzuführleitung im Bereich des
totraumfreien Ventilanschlusses der Zuführleitung. Sobald das
Ventil der Zuführeinrichtung für das strömbare Medium geöffnet
wird, wird der Verdrängerkörper aus der Formausnehmung unter
der Wirkung des unter Überdruck stehenden strömbaren Mediums
in die lichte Querschnittsfläche der Farbzuführleitung
gedrückt und in Rückführrichtung bewegt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist in
Farbrückführrichtung vor der Farbrückführeinrichtung eine
Stopeinrichtung für den Verdrängerkörper vorgesehen, welche
eine Art Anschlag bzw. Begrenzung für den Verdrängerkörper
bildet. Die Stopeinrichtung ist in besonders einfacher und
daher vorteilhafter Weise vorzugsweise von einer
Querschnittsverengung in der Farbzuführleitung gebildet.
Nach einem weiteren bevorzugten Erfindungsgedanken ist im
Bereich der Stopeinrichtung, insbesondere in Rückführrichtung
vor der Stopeinrichtung ein Sensor zum Erkennen des
Verdrängerkörpers vorgesehen. Dieser Sensor wirkt mit einer
Steuerung der Lackieranlage zusammen. Wenn der Sensor erkennt,
daß der Verdrängerkörper in seiner Endlage im Bereich der
Stopeinrichtung angelangt ist, so ist der Rückführvorgang
beendet und ein Spülvorgang der Farbzuführleitung kann
eingeleitet werden.
Das Erkennen des Verdrängerkörpers ist vorzugsweise
berührungslos durchführbar, was durch einen induktiv oder
kapazitiv arbeitenden Sensor erreicht werden kann. Im ersten
Fall umfaßt der Verdrängerkörper einen induktiv
detektierbaren Signalkörper, wie z. B. einen metallischen,
insbesondere kugelförmigen Kern.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der
zeichnerischen Darstellung und nachfolgenden Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Lackiereinrichtung. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer
erfindungsgemäßen Lackiereinrichtung und mit einem
Farbversorgungsraum kommunizierenden Farbleitungen;
Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Spritzpistole
der erfindungsgemäßen Lackiereinrichtung.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine Einrichtung
zum Lackieren von Gegenständen mit verschiedenen Farben. Die
Farben werden über kreisförmig geführte Farbleitungen 2 die
von einem lediglich angedeuteten Farbversorgungsraum 4
ausgehen und wieder zu diesem zurückführen, zu der
Lackiereinrichtung herangeführt. Die Lackiereinrichtung
umfaßt einen Farbwechsler 6, der mit jeder der Farbleitungen
2 wahlweise verbindbar ist. Vom Farbwechsler 6 ausgehend ist
eine Farbzuführleitung 8 vorgesehen, welche eine
Lackiermittelverbindung zwischen dem Farbwechsler 6 und einer
Sprühpistole 10 bzw. einer Düse 12 der Sprühpistole 10
herstellt. Desweiteren sind verschiedene Druckluftzuführungen
vorgesehen, wobei eine Druckluftleitung 14 in den Farbwechsler
6 mündet und eine weitere Druckluftleitung 16 zur
Spritzpistole 10 führt und die sogenannte Spritzluft zum
Verdüsen oder Verstäuben der Farbe im Sprühbetrieb der
Spritzpistole 10 zuführt. Desweiteren erstreckt sich eine
Druckluftleitung 18 als Teil einer Zuführeinrichtung 20 für
ein unter Überdruck stehendes strömbares Medium (Druckluft) zu
der Farbzuführleitung 8 und mündet über ein Ventil 21 in der
Farbzuführleitung 8.
Im Lackierbetrieb ist eines der Absperrventile zwischen einer
jeweiligen Farbleitung 2 und dem Farbwechsler 6 geöffnet, so
daß der in der kreisförmig geführten Farbleitung herrschende
Druck sich über den Farbwechsler 6 in die Zuführleitung 8
ausbreitet. Da dieser Druck zum Betreiben der Spritzpistole
hinreichend ist braucht keine weitere Pumpe eingesetzt zu
werden und eine in der Farbzuführleitung vorgesehene
Zahnradpumpe 22 wird über eine Bypassleitung 24 umgangen in
der Farbzuführleitung 8 ist der Zahnradpumpe 22 in
Lackierflußrichtung nachfolgend ein pneumatisch ansteuerbarer
Farbdruckregler 26 vorgesehen, der über ein elektrisch
betätigtes 3/2-Wegeventil oder Proportionalventil 28
angesteuert wird und zum Konstanthalten eines vorgebbaren auf
die jeweils verwandte Farbe abgestimmten Drucks dient. Der
Farbdruckregler 26 ist ferner so ausgebildet, daß er in zwei
Durchflußrichtungen durchströmbar ist.
Im Lackierbetrieb wird also Farbe unter einem vorgebbaren
Zuführdruck über die Zuführleitung 8 zur Spritzpistole 10
gefördert und dort mittels über die Druckluftleitung 16
herangeführter Pressluft durch die Düse 12 zerstäubt.
Wenn ein Farbwechsel durchgeführt werden soll oder der
Lackiervorgang längere Zeit unterbrochen werden soll, wird die
Spritzpistole 10 in eine Pistolenhalterung 30 eingehängt. Die
Pistolenhalterung 30 umfaßt einen Endschalter 32, welcher an
eine nicht dargestellte Steuerung das Signal "Pistole in
Halterung" meldet. In dieser Position ist die Spritzpistole 10
im Wirkungsbereich einer mit der Steuerung zusammenwirkenden
Abzugsvorrichtung 34. Wenn die Steuerung das Signal "Pistole
in Halterung" erhält, so wird die Bypassleitung 24 bei der
Zahnradpumpe 22 geschlossen, und die Zahnradpumpe 22 wird als
Farbrückführeinrichtung 36 so angetrieben, daß sie in
Richtung auf den Farbwechsler 6 fördert. Nun wird über ein
Wegeventil 38 in der Druckluftleitung 18 Druckluft auf ein
Ventil 21 gegeben. Bei dem Ventil 21 handelt es sich um ein
Membranventil, das bei Anliegen eines Drucks über die
Druckluftleitung 18 entgegen der Kraft einer Feder öffnet, so
daß eine Druckmittelverbindung zur Farbzuführleitung 8
hergestellt wird. Hierbei wird ein aus der Fig. 2
ersichtlicher nachgiebig verformbarer Verdrängerkörper 40 von
der Druckluft beaufschlagt und in der Farbzuführleitung 8 in
Rückführrichtung, d. h. in Richtung auf den Farbwechsler 6
bewegt. Der Verdrängerkörper 40 wirkt dabei gewissermaßen als
Stempel und drückt die in der Farbzuführleitung 8 stehende
Farbsäule zur Ansaugseite der Zahnradpumpe 22. Die
Zahnradpumpe 22 fördert die Farbe dann entgegen dem in den
kreisförmigen Farbleitungen 2 anstehenden Druck in die
jeweilige Farbleitung 2 zurück. Dabei gleitet der
Verdrängerkörper 40 gegen die Innenseite der Farbzuführleitung
8 und putzt diese gewissermaßen aus. Der Verdrängerkörper 40
schlägt schließlich gegen eine Stopeinrichtung 42 in Form
einer Verengung 44 in der Farbzuführleitung 8 an. Unmittelbar
vor der Verengung 44 ist ein Sensor 46 zum Erkennen des
Verdrängerkörpers 40 vorgesehen. Der Sensor 46 arbeitet
induktiv und meldet, wenn er vom Verdrängerkörper 40 passiert
wird, ein dementsprechendes Signal an die Steuerung. Daraufhin
wird der Rückführvorgang beendet. Nahezu die gesamte Farbe,
die sich zwischen dem Ventil 21 und dem Farbdruckregler 26
bzw. der Stopeinrichtung 42 für den Verdrängerkörper 40
befindet, wurde zur Wiederverwertung zurückgeführt. Es wird
nun durch abwechselndes, mehrmaliges Öffnen eines Ventils in
einer noch nicht erwähnten Lösungsmittelleitung 48 und in der
eingangs erwähnten Druckluftleitung 14 ein Spülvorgang
durchgeführt. Das Gemisch aus Druckluft und Lösungsmittel wird
in den Farbwechsler 6 eingeleitet und spült in
Lackierflußrichtung die Zahnradpumpe 22 sowie die
Bypassleitung 24 und gelangt über den Farbdruckregler 26 zu
der Stopeinrichtung 42 und beaufschlagt und befördert den
Verdrängerkörper 40 wieder zurück in Richtung auf die
Spritzpistole 10. Beim Einleiten dieses Spülvorgangs wird
durch den "1. Schuß" Lösungsmittel oder Druckluft der
Verdrängerkörper 40 in die in Fig. 2 dargestellte Lage
zurückgebracht. Während des Spülvorgangs ist über die zuvor
erwähnte Abzugsvorrichtung 34 der Abzug der Spritzpistole 10
betätigt, so daß das Lösungsmittel/Luftgemisch über die Düse
12 in die Pistolenhalterung 30 gelangen und von dort einer
gesonderten Entsorgung zugeführt werden kann. Nach Beendigung
des Spülvorgangs kann durch Öffnen eines anderen
Absperrventils eine andere Farbleitung 2 mit dem Farbwechsler
6 bzw. der Farbzuführleitung 8 verbunden werden.
Fig. 2 zeigt die Spritzpistole 10, wobei die
Zuführeinrichtung 20 für die Druckluft geschnitten dargestellt
ist. Die Druckluftleitung 18 mündet in eine Querbohrung 50,
die in einem metallischen Block 52 ausgebildet ist und mit
einem Druckraum 54 des Ventils 20 verbunden ist. Wenn das in
Fig. 1 dargestellte Wegeventil 38 geöffnet wird, so steht
Druckluft unter ca. 6 bis 8 Bar im Druckraum 54 an. Hierdurch
wird eine umfangsseitig eingespannte Membran 56 entgegen einer
Federvorspannung 58 ausgelenkt. Hierdurch wird eine mit der
Membran 56 verbundene Ventilnadel 60 von ihrem Dichtsitz 62
abgehoben, so daß eine Strömungsverbindung zwischen dem
Druckraum 54 und der Farbzuführleitung 8 hergestellt wird. Der
Dichtsitz 62 begrenzt eine Öffnung, die totraumfrei in einer
Formausnehmung 64 der Farbzuführleitung 8 mündet. Diese
Formausnehmung 64 bildet zugleich eine Ruheposition für den
Verdrängerkörper 40. Wenn also - wie soeben beschrieben - die
Ventilnadel 60 vom Dichtsitz 62 abgehoben wird, so wird der
Verdrängerkörper 40 aus der Formausnehmung 64 heraus in die
Farbzuführleitung 8 gedrückt und wandert darin bis zu der
Stopeinrichtung 42, wobei der Verdrängerkörper 40 die in der
Farbzuführleitung 8 befindliche Farbsäule zur Ansaugseite der
Zahnradpumpe 22 vor sich herschiebt.
Beim Spülen der Zuführleitung 8 ist das Wegeventil 38 und
damit das Ventil 21 geschlossen. Das Spülgemisch strömt dann
an dem wieder in die Formausnehmung 64 gedrückten
Verdrängerkörper 40 vorbei und entweicht durch die Düse 12 der
Spritzpistole 10 in die Pistolenhalterung 30.
Claims (10)
1. Einrichtung zum Lackieren von Gegenständen mit
verschiedenen Farben, die in kreisförmig geführten
Farbleitungen (2), die je einer Farbe zugeordnet sind,
zur Verfügung stehen, mit einer Spritzpistole (10), einer
Farbzuführleitung (8), die eine Lackiermittelverbindung
zwischen der kreisförmig geführten Farbleitung (2) und
der Spritzpistole (10) bzw. deren Düse (12) herstellt,
und gegebenenfalls einem zwischen den kreisförmig
geführten Farbleitungen (2) und der Farbzuführleitung (8)
vorgesehenen Farbwechsler (6), durch den jeweils eine
Farbleitung (2) mit der Farbzuführleitung (8) verbindbar
ist, mit einer Spülmediumzuführung (48, 14), über welche
die Farbzuführleitung (8) in Lackierflußrichtung spülbar
ist, und mit einer Einrichtung (22, 36) zum Rückführen
von Farbe aus der Farbzuführleitung (8) in eine jeweilige
Farbleitung (2), dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich
des spritzpistolenseitigen Endes der Farbzuführleitung
(8) eine Zuführeinrichtung (20) für ein unter Überdruck
stehendes strömbares Medium vorgesehen ist, mit der das
Rückführen von Farbe über die Rückführeinrichtung (22,
36) in die jeweilige Farbleitung (2) unterstützt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuführeinrichtung (20) ein Ventil (21) umfaßt,
welches auf der Farbseite im wesentlichen totraumfrei an
die Farbzuführleitung (8) anschließt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zum weiteren Unterstützen des
Farbrückführung in der Farbzuführleitung (8) ein
flexibler, nachgiebig verformbarer Verdrängerkörper (40)
vorgesehen ist, der von dem über die Zuführeinrichtung
(20) einströmenden Medium in der Farbzuführleitung (8) in
Rückführrichtung bewegbar und beim anschließenden Spülen
der Farbzuführleitung (8) wieder in Richtung zur
Spritzpistole (10) zurückbewegbar ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Verdrängerkörper (40) beim Lackieren in einer
Formausnehmung (64) in der Farbzuführleitung (8) im
Bereich des totraumfreien Ventilanschlusses der
Zuführleitung vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in Rückführrichtung vor der
Farbrückführeinrichtung (22, 36) eine Stopeinrichtung
(42) für den Verdrängerkörper (40) vorgesehen ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stopeinrichtung (42) von einer Querschnittsverengung
(44) in der Farbzuführleitung (8) gebildet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, daß im Bereich der Stopeinrichtung (42)
bzw. in Rückführrichtung vor der Stopeinrichtung (42) ein
Sensor (46) zum Erkennen des Verdrängerkörpers vorgesehen
ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Erkennen des Verdrängerkörpers (40) berührungslos
durchführbar ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor 46 induktiv oder kapazitiv arbeitet.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (40)
einen induktiv detektierbaren Signalkörper umfaßt.
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