DE19819339A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Dichtigkeit der Ventile an Farbwechslern zur seriellen Verarbeitung verschiedenartiger Lacke - Google Patents

Abstract

Bei einem Farbwechsler, der in einer seriell verschiedenfarbige Lacke verarbeitenden Lackieranlage eingesetzt wird, wird die Dichtigkeit der den verschiedenen Lackleitungen zugeordneten Ventile dadurch überprüft, daß - vorzugsweise nach jeder Spülphase beim Farbwechsel - Luft unter hohem Prüfdruck in den Farbwechsler eingeleitet wird und dann der Prüfdruck auf ein Absinken überwacht wird. Diese Prüfung läßt sich schnell und einfach durchführen und auch problemlos in ein automatisches Farbwechselprogramm integrieren. Dadurch können Schäden durch Lackverunreinigungen vermieden werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit der Ventile an Farbwechslern zur seriellen Verarbeitung ver­ schiedenfarbiger Lacke, die dem Farbwechsler über Lackleitungen mit Lackventilen zugeführt werden, wobei in den Zwischenphasen zwischen den einzelnen Lackierphasen dem Farbwechsler über ein Spülmittelventil flüssiges Spülmittel und/oder über ein Spül­ luftventil Spülluft zugeleitet werden.

Entsprechende Farbwechsler sind allgemein bekannt. Sie werden als sogenannte automatische Farbwechsler bei der automatischen Lackierung von Großserienwerkstücken eingesetzt, wenn die Werk­ stücke in verschiedenen und evtl. sogar oft zu wechselnden Farbtönen lackiert werden sollen.

Diese Farbwechsler arbeiten grundsätzlich zufriedenstellend. Es besteht jedoch ein potentielles Funktionsrisiko, falls eines der zahlreich vorhandenen Ventile nicht korrekt schließt. Dazu kann es beispielsweise durch einen Ventilnadelbruch, eine feh­ lerhafte Ansteuerung oder die Ablagerung eines Fremdkörpers im Ventilsitz kommen, so daß das Ventil undicht ist. Eine solche Funktionsstörung kommt zwar selten vor, jedoch kann eine solche Undichtigkeit im Einzelfall erheblichen Schaden anrichten. So kann aus einem betriebsmäßig geöffneten Lackventil in den Farb­ wechsler eintretender Lack entgegen der üblichen Fließrichtung in die Lackzuführleitung eines anderen undichten Lackventils eindringen und bei entsprechend lang andauernder Einwirkungs­ zeit sogar bis in den vorgeschalteten Lackvorratsbehälter ein­ dringen, was zu Farbtonveränderungen führt und den Lackvorrat unbrauchbar macht. Dieser Fall tritt dann ein, wenn der Vor­ druck des betriebsmäßig verarbeiteten Lacks höher ist als der Betriebsdruck des Lacks in der Zuführungsleitung mit dem feh­ lerhaften Lackventil.

Liegen die Druckverhältnisse umgekehrt, kann der Lack durch das nicht ordnungsgemäß geschlossene Lackventil in den Farbwechsler einströmen und den betriebsmäßig verarbeiteten Lack verunreini­ gen und somit das damit lackierte Werkstück unbrauchbar machen.

Es ist deshalb erforderlich, die Dichtigkeit der einzelnen Lackventile regelmäßig zu überprüfen und ihre einwandfreie Funktion sicherzustellen. Das geschieht bisher in bestimmten Zeitabständen, wozu der Farbwechsler stillgesetzt bzw. außer Betrieb genommen wird. Auf diese Weise ist es aber praktisch nicht möglich, den üblicherweise plötzlich und unvorhersehbar auftretenden Störungsfall an einem Lackventil unmittelbar nach dem Auftreten des Fehlers zu erkennen.

Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtigkeitsprüfung für den Farbwechsler vorzusehen, die sich einfach und schnell durchführen und daher ohne eigentliche Be­ triebsunterbrechung in das Lackieren mit wechselnden Farbtönen integrieren läßt, so daß die Prüfung problemlos häufig oder gar bei jedem Farbwechsel durchgeführt werden kann und daher Ven­ tilschließfehler unmittelbar bei ihrem Auftreten festgestellt und entsprechende Folgeschäden vermieden werden können.

Diese Dichtigkeitsprüfung ist - ausgehend von dem eingangs be­ schriebenen Verfahren - erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in den Innenbereich des Farbwechslers in Strömungsrichtung hinter den geschlossenen Lackventilen und Spülventilen sowie vor dem geschlossenen Zerstäuberhauptventil und einem ggf. vor­ gesehenen Rückführventil Hochdruckluft mit einem über dem Druck in den Lackleitungen und den Spülleitungen liegenden Prüfdruck eingeleitet wird und daß dann nach dem Absperren der Hochdruck­ luftzufuhr während einer Prüfzeitspanne der Prüfdruck im Innen­ bereich gemessen und auf ein Absinken überwacht wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses erfin­ dungsgemäßen Verfahrens sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Weiterbildungen dieser Vor­ richtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit Hilfe des Prüfdrucks im Innenbereich des Farbwechslers wer­ den gleichzeitig alle den Innenbereich absperrenden Ventile auf Dichtigkeit überprüft und zwar sowohl die Lackventile wie die Spülmittel- und Druckluftventile. Durch einen entsprechend ho­ hen Prüfdruck lassen sich selbst kleinste Undichtigkeiten in­ nerhalb einer kurzen Prüfzeitspanne feststellen. Diese kurze Prüfzeitspanne von beispielsweise nur wenigen Sekunden läßt sich problemlos in den automatisierten Ablauf beim Farbwechsel integrieren, so daß die Dichtigkeitsprüfung bei jedem Farbwech­ sel stattfinden kann und dementsprechend ein Ventilfehler un­ mittelbar nach seinem Auftreten entdeckt wird und Schäden in­ folge der Undichtigkeit vermieden werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen aus turmartig aufgebauten Elementen zusammen­ gesetzten Farbwechsler in einem Vertikalschnitt längs Linie I-I in Fig. 2, wobei der an den Farb­ wechsler angeschlossene Zerstäuber angedeutet ist;

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch den Farbwechsler gemäß Fig. 1 rechtwinklig zu deren Schnittebene und mit­ tig durch den bohrungsförmigen Innenbereich des Farbwechslers; und

Fig. 3 einen Schaltplan für den Ablauf beim Farbtonwech­ sel.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist der Farbwechsler 1 turmartig aus meh­ reren quaderförmigen Lackzuführelementen 2 aufgebaut, die or­ thogonal zueinander verlaufend eine senkrechte Durchgangsboh­ rung 3 sowie eine Lackeintrittsbohrung 4 und eine die Bohrungen 3 und 4 verbindende Übertrittsbohrung 5 aufweisen.

Jedes Lackzuführelement 2 ist für einen der verschiedenfarbigen Lacke vorgesehen, die mit Hilfe des Farbwechslers 1 verarbeitet werden sollen. Gezeichnet sind nur drei Lackzuführelemente, wo­ bei der freie Zwischenraum andeutet, daß dem Bedarf entspre­ chend zusätzliche Lackzuführelemente eingebaut werden können. Dabei werden die Lackzuführelemente 2 mit aufeinander ausge­ richteten Durchgangsbohrungen 3 fest und abgedichtet miteinan­ der verspannt, so daß der Farbwechsler 1 einen langgestreckten Innenbereich 6 nach Art einer Bohrung erhält.

Jede Lackeintrittsbohrung 4 ist gemäß Fig. 1 mit zwei sich ge­ genüberliegenden Anschlüssen 7 für zwei Lackleitungen 8 für je­ weils gleichen Farbton versehen. Entsprechend den unterschied­ lichen Farbtönen gibt es daher die Lackleitungen 8.1 bis 8.n.

Gemäß Fig. 2 ist jeder Übertrittsbohrung 5 ein Lackventil 9 zugeordnet, das mit einem von der Übertrittsbohrung 5 gebilde­ ten Ventilsitz zusammenwirkt, um die betreffende Lackeintritts­ bohrung 4 vom Innenbereich 6 des Farbwechslers 1 abzusperren.

Auf den Lackzuführelementen 2 ist in Fortsetzung des Turmauf­ baus ein Spülmittelelement 10 in den Lackzuführelementen 2 ent­ sprechender Ausbildung angeordnet, wobei auch zwei Spülmittel­ leitungen 11 und ein Spülmittelventil 12 vorgesehen sind.

Auf dem Spülmittelelement 10 ist in weiterer Fortsetzung des Turmaufbaus ein Druckluftelement 13 mit einem Druckluftventil 14 angeordnet, das wahlweise sowohl als Spülluftventil 14a zum Zuführen von Spülluft wie als Hochdruckluftventil 14b zum Zu­ führen von unter einem hohen Prüfdruck stehender Druckluft fun­ giert und eine entsprechend kombinierte Druckluftleitung 15 ge­ genüber dem Innenbereich 6 des Farbwechslers 1 abzusperren ver­ mag. Am Druckluftelement 13 und dabei an das obere Ende des In­ nenbereichs 6 ist ein Druckmeßgerät 16 in Form eines Druckauf­ nehmers angeschlossen, der über eine Signalleitung 17 mit einem nicht dargestellten Steuergerät zum automatischen Betrieb des Farbwechslers 1 verbunden ist.

Wie Fig. 1 veranschaulicht, ist das untere Ende des Innenbe­ reichs 6 des Farbwechslers 1 über eine Lackzuführungsleitung 18 mit einem Zerstäuberhauptventil 19 an einen Zerstäuber 20 ange­ schlossen, der mit einem Eingang 21 für Zerstäuberluft versehen ist. Von der Lackzuführungsleitung 18 zweigt vor dem Zerstäuber­ hauptventil 19 eine Rückführleitung 22 mit einem Rückführventil 23 ab.

Die Arbeitsweise mit dem vorstehend beschriebenen Farbwechsler 1 ist aus dem Schaltplan gemäß Fig. 3 ersichtlich, der durch das bereits angesprochene und nicht dargestellte Steuergerät automatisch befolgt wird. Beispielsweise zeigt der Schaltplan den Ablauf beim Farbwechsel von der Lackleitung 8.1 zur Lack­ leitung 8.2:
In der Betriebsphase vor dem Farbwechsel sind das Lackventil 9.1 (Lackventil 1) sowie das Zerstäuberhauptventil 19 (Hauptventil) geöffnet und strömt die Zerstäuberluft durch den Eingang 21 in den Zerstäuber 20 ein. Mit dem Einleiten des Wechsels werden die entsprechenden Ventile geschlossen und wer­ den der Farbwechsler 1 bzw. sein Innenbereich 6 sowie die Lack­ zuführungsleitung 18 gespült. Dazu werden das Spülmittelventil 12 und das Rückführventil 23 geöffnet. Danach wird das Spülmit­ telventil 12 wieder geschlossen und statt dessen das Spülluft­ ventil 14a geöffnet. Danach wird wieder von Spülluft auf Spül­ mittel umgeschaltet. Sodann werden das Spülmittelventil 12 und das Rückführventil 23 geschlossen und das Hauptventil 19 sowie das Spülluftventil 14a geöffnet. Nach einer weiteren Zeitspanne werden das Hauptventil 19 geschlossen und das Rückführventil 23 wieder geöffnet, worauf die Spülphase durch Schließen des Spül­ luftventils 14a und des Rückführventils 22 beendet wird.

Nunmehr wird die Dichtigkeit der geschlossenen Ventile 9, 12, 14, 19 und 23 geprüft. Dazu wird das Hochdruckluftventil 14b geöffnet und wieder geschlossen, so daß im Innenbereich 6 des Farbwechslers 1 der hohe Prüfdruck herrscht. Dieser wird über eine vorbestimmte Zeit (gemäß Schaltplan 2 Sekunden) aufrecht erhalten. Während dieses Prüfschritts wird vom Steuergerät, dem über die Signalleitung 17 die entsprechenden Druckwerte zuge­ leitet werden, überwacht, ob der Druck im Innenbereich 6 ab­ sinkt. Damit ist auch die Prüfphase beendet.

Nunmehr erfolgt die Andrückphase mit dem neuen Lack. Dazu wer­ den das Lackventil 9.2 (Lackventil 2) und das Rückführventil 23 geöffnet, und nach einer Zeitspanne wird auch das Hauptventil 19 für eine kurze Zeit geöffnet, um dann zusammen mit dem Rück­ führventil 23 wieder geschlossen zu werden.

Nunmehr folgt die Lackierbereitschaft durch Einleiten von Zer­ stäuberluft in den Zerstäuber 20, wobei das Lackventil 2 unver­ ändert geöffnet bleibt. Nunmehr kann durch Öffnen des Hauptven­ tils 19 mit dem neuen Lack aus der Lackleitung 8.2 lackiert werden.

Gemäß dem Schaltplan der Fig. 3 dauern die einzelnen Schalt­ schritte beim Farbwechsel jeweils eine oder zwei oder mehrere Sekunden. Hier können natürlich Änderungen in Anpassung an die jeweiligen Verhältnisse vorgenommen werden, auch hinsichtlich des mehrmaligen Spülens und des Wechselns zwischen Spülmittel und Spülluft. Wichtig ist der im Schaltplan optisch veranschau­ lichte Umstand, daß die in Übereinstimmung mit der Erfindung eingefügte Prüfphase nur einen vergleichsweise geringen Anteil der für den Farbwechsel insgesamt benötigten Zeit ausmacht. Da­ her läßt sich die Dichtigkeitsprüfung problemlos in das übli­ cherweise automatisch ablaufende Farbwechselprogramm integrie­ ren. So kann praktisch bei jedem Farbwechsel der gesamte Farb­ wechsler 1 mit minimalem Aufwand auf einwandfreie Dichtigkeit all seiner Funktionsventile (Ventile 9, 12, 14, 19 und 23) überprüft werden.

Die zweckmäßige Druckmeßdauer (Einwirkungszeit des Prüfdrucks) hängt von den Druckverhältnissen der an den Farbwechsler 1 an­ geschlossenen Medien bzw. von deren Viskosität ab und liegt üblicherweise im Bereich von wenigen Sekunden bis zu etwa einer Minute. Ist aus Zeitgründen oder wegen der gegebenen Druckver­ hältnisse eine Integration der Prüfdruckmessung in das Farb­ wechselprogramm nicht möglich, kann die erfindungsgemäße Dich­ tigkeitsprüfung der Ventile auch in Betriebspausen bzw. vor oder nach der Betriebsaufnahme automatisch erfolgen.

Claims (11)

1. Verfahren zum Prüfen der Dichtigkeit der Ventile (9, 12, 14, 19, 23) an Farbwechslern (1) zur seriellen Verarbeitung verschiedenfarbiger Lacke, die dem Farbwechsler (1) über Lackleitungen (8) mit Lackventilen (9) zugeführt werden, wobei in den Zwischenphasen zwischen den einzelnen Lackier­ phasen dem Farbwechsler (1) über ein Spülmittelventil (12) flüssiges Spülmittel und/oder über ein Spülluftventil (14a) Spülluft zugeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in den Innenbereich (6) des Farbwechslers (1) in Strömungs­ richtung hinter den geschlossenen Lackventilen (9) und Spülventilen (12, 14a) sowie vor dem geschlossenen Zerstäu­ berhauptventil (19) und einem gegebenenfalls vorgesehenen Rückführventil (23) Hochdruckluft mit einem über dem Druck in den Lackleitungen (8) und den Spülleitungen (11, 15a) liegenden Prüfdruck eingeleitet wird und daß dann nach dem Absperren der Hochdruckluftzufuhr während einer Prüfzeit­ spanne der Prüfdruck im Innenbereich (6) gemessen und auf ein Absinken überwacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es bei jedem Farbwechsel in der Zwischenphase zwischen den Lackierphasen durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es im unmittelbaren Anschluß an die Spülphase durchge­ führt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es bei einem automatischen Farbwechsler (1) gleichfalls automatisch durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Absinken des Prüfdrucks zum Erzeugen eines Warnsignals und/oder eines Abschaltsignals für das Gesamtsystem genutzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Prüfdruck im Bereich von 5 bis 10 bar über dem Druck in den an den Farbwechsler (1) angeschlosse­ nen Lackleitungen (8) liegt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die dem Prüfen dienende Hochdruckluft über das Spülluftventil (14a) eingeleitet wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Prüfzeitspanne in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen in den angeschlossenen Lackleitungen (8) und den Viskositäten der Lacke zwischen wenigen Sekunden und etwa einer Minute gewählt wird.

9. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprü­ chen 1 bis 8 mit einem Farbwechsler (1), an dessen Innenbe­ reich (6) mehrere mittels Lackventilen (9) absperrbare Lackleitungen (8) sowie wenigstens eine Spülmittelleitung (11) mit einem Spülmittelventil (12) und/oder wenigstens eine Spülluftleitung (15a) mit einem Spülluftventil (14a) angeschlossen sind, wobei der Innenbereich (6) an eine zu einem Zerstäuber (20) führende Lackzuführungsleitung (18) anschließbar ist, der ein Zerstäuberhauptventil (19) zuge­ ordnet ist und die gegebenenfalls mit einer abzweigenden Rückführleitung (22) mit einem Rückführventil (23) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenbereich (6) eine Hochdruckluftleitung (15b) mit einem Hochdruckluftven­ til (14b) sowie ein Druckmeßgerät (16) angeschlossen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßgerät (16) ein Druckaufnehmer ist, der über eine Signalleitung (17) mit einem Steuergerät für den Farb­ wechsler (1) verbindbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß eine gemeinsame Druckluftleitung (15) mit einem gemeinsamen Druckluftventil (14) für die dem Prüfen die­ nende Hochdruckluft und für Spülluft vorgesehen ist.