DE19831887B4

DE19831887B4 - Vorrichtung zum Aufspritzen eines Beschichtungsmaterials auf ein Werkstück

Info

Publication number: DE19831887B4
Application number: DE19831887A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Schmidt
Original assignee: KURT SCHMIDT FARBSPRITZANLAGEN
Current assignee: NAKATOMI SERVICES LTD., GB
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2008-11-06
Anticipated expiration: 2018-07-18
Also published as: DE19831887A1

Abstract

Vorrichtung zum Aufspritzen eines Beschichtungsmaterials auf ein Werkstück, mit
– einer Spritzdüse (1), die einen sich mit zunehmender Entfernung von der Spritzdüse aufweitenden Spritzstrahl (3) erzeugt, sowie
– einer ringförmigen, bezüglich der Ringachse rotierend antreibbaren Wand (8), die an einem Ringsektor einen vorgegebenen Abschnitt des Querschnittes des Spritzstrahls (3) mit einer Wandendkante durchsetzt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wand (8) einen Bereich auf der vom Spritzstrahl (3) abgewandten Seite der Spritzdüse (1) durchsetzt und mit einem hier angeordneten Abstreifer (12) zusammenwirkt, der an der Wand (8) anhaftendes Beschichtungsmaterial entfernt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspritzen eines Beschichtungsmaterials auf ein Werkstück gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Eine derartige Vorrichtung ist Gegenstand der DE 42 15 428 A1 . Gemäß dieser Druckschrift wird das Werkstück beim Aufspritzen des Beschichtungsmaterials gegenüber dem Spritzstrahl bereichsweise durch eine Rindwand abgeschirmt, die einen zur Spritzdüse hin geöffneten Innenkonus bildet, wobei die Mittelachse des den Innenkonus durchsetzenden Spritzstrahles zur Konusachse um einen spitzen Winkel geneigt ist. Solange zwischen Werkstück und Spritzdüse keine Relativbewegungen auftreten, ergibt sich unabhängig von der Justage der Spritzanlage relativ zum Werkstück auf dem Werkstück eine beschichtete Fläche, die von der unbeschichteten Umgebung durch eine bogenförmige Linie abgegrenzt ist.
Die US 3,935,974 zeigt ein Spritzgerät, bei dem die Spritzdüse innerhalb eines koaxial zur Spritzdüsenachse ausgerichteten Zylinders angeordnet ist, dessen freier Rand den Öffnungswinkel des Spürdhstrahls begrenzt, so dass bei stationär festgehaltener Spritzdüse auf einer Werkstückfläche ein scharf begrenztes kreisförmiges oder ellipsenförmiges Spritzfeld entsteht.
Die DE 43 28 410 A1 zeigt eine Vorrichtung, bei der die Spritzdüse in einer in Spritzrichtung offenen kammerartigen Haube angeordnet ist, so dass auf dem Werkstück nur ein der Haubenöffnung entsprechendes verspritztes Feld erzeugt werden kann.
Die DE-PS 692 922 zeigt eine Anordnung, bei der eine Spritzdüse zwischen zwei horizontalen Kreisscheiben angeordnet ist, deren Scheibenebene parallel zur Mittelachse des Spritzstrahls ausgerichtet ist. Die beiden Kreisscheiben begrenzen auf einander gegenüberliegenden Seiten den Sprühstrahl, wobei an den Scheiben anhaftendes Spritzmaterial durch Drehung der Scheiben aus der Spritzzone zu Abstreifern wegbefördert wird. Hier ist nachteilig, dass der Spritzstrahl zuvor auf den Scheiben niedergeschlagenes Spritzmaterial abreißen und auf das Werkstück übertragen kann, so dass ein sehr ungleichförmiges Arbeitsbild erzeugt wird.
Grundsätzlich besteht bei einer den Spritzstrahl durchsetzenden Abschirmwand die Gefahr, dass von der Abschirmwand aufgefangenes Spritzmaterial auf das Werkstück abtropft.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art derart auszubilden, dass einerseits eine leichte Handhabbarkeit und andererseits ein gutes Arbeitsergebnis gewährleistet werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Bei der Erfindung kann die Rotationsbewegung der ringförmigen Wand mit vergleichsweise geringer Rotationsgeschwindigkeit erfolgen. Im Wesentlichen muss lediglich gesichert sein, dass das an der Wand anhaftende Beschichtungsmaterial auf dem Weg zum Abstreifer an der Wand haften bleibt und insbesondere nicht innerhalb des Spritzstrahls abtropft. Aufgrund der bei der Erfindung möglichen langsamen Rotationsbewegung können keinerlei Unwuchtprobleme auftreten, so dass keine die Spritzarbeit beeinträchtigenden Vibrationen erzeugt werden können. Des Weiteren ist vorteilhaft, dass aufgrund der er findungsgemäß vorgesehenen Anordnung der Ringwand relativ zur Spritzdüse auf dem Werkstück ein für die Spritzarbeit günstiges Arbeitsergebnis erzielt wird. Denn die Grenze zwischen beschichtetem Bereich und unbeschichtetem Bereich aus dem Werkstück ist bei entsprechender Justage der Ringwand relativ zur Spritzdüse weitestgehend geradlinig.
Vorzugsweise wird der Ringkörper bezüglich der Spritzdüse so angeordnet, dass eine bezüglich der Rotationsachse radial innenliegende Seite der rotierenden Wand dem Spritzstrahl ausgesetzt ist. Das bedeutet, dass nur ein Teil der ringförmig ausgebildeten Wand in den Spritzstrahl eindringt, dort vom Beschichtungsmaterial beaufschlagt ist und aufgrund der Rotationsbewegung das Beschichtungsmaterial aus dem Spritzstrahl heraustransportiert.
Die Reinigungseinrichtung ist zweckmäßigerweise an das Beschichtungsmaterial angepasst. Beispielsweise kann diese Reinigungseinrichtung einen Abstreifer aufweisen, der das an der Wand angelagerte Beschichtungsmaterial abstreift. Ebenso kann eine Bürste, ein Schwamm o. dgl. vorgesehen sein. Außerdem kann ein entsprechendes, geeignetes Lösungsmittel verwendet werden. Zusätzlich kann die Reinigungseinrichtung dann auch einen Trockner, z. B. mit einer Luftströmung, aufweisen.
Zweckmäßigerweise wird bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung das abgereinigte Beschichtungsmaterial gesammelt bzw. wieder dem Beschichtungsvorgang zugeführt, so dass das durch die Wand aus dem Spritzstrahl heraustransportierte Beschichtungsmaterial nicht verloren ist.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung 4.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt
1 eine schematische Seitenansicht auf eine Vorrichtung nach der Erfindung.
Entsprechend 1 weist eine erfindungsgemäße Spritzvorrichtung eine Spritzdüse 1 auf, die in herkömmlicher Weise mit einem flüssigen oder pastösen. Beschichtungsmaterial versorgt wird. Die Spritzdüse 1 weist eine Mündungsöffnung 2 auf, aus der ein Spritzstrahl 3 austritt, und sich in einer durch einen Pfeil 4 symbolisierten Strahlrichtung ausbreitet, wobei sich der Spritzstrahl 3 bezüglich einer Strahlmittelachse 5 kegelförmig aufweitet.
Entsprechend 1 weist die erfindungsgemäße Spritzvorrichtung des Weiteren einen zylindrischen Ringkörper 6 auf, der um eine Rotationsachse 7 drehbar gelagert ist. Der Ringkörper 6 weist eine Wandung 8 auf, die auf einer geschlossenen Kreisbahn um die Rotationsachse 7 rotiert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die Wand 8 parallel zur Rotationsachse 7, so dass der Ringkörper 6 eine kreiszylindrische Form erhält. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Wand 8 auch kegelförmig, kegelstumpfförmig, glockenförmig oder halbkugelförmig ausgebildet sein. Die wiedergegebene kreiszylindrische Form des Ringkörpers 6 ist jedoch besonders preiswert herstellbar.
An einem von der Spritzdüse 1 abgewandten axialen Ende des Ringkörpers 6 ist an dessen ringförmige Wand 8 eine Scheibe 9 angebracht, an der mittig ein als Antriebsmittel dienender Pneumatikmotor 10 angreift und den Ringkörper 6 um die Rotationsachse 7 rotierend antreibt. Ein Pneumatikmotor 10 wird insbesondere dann verwendet, wenn explosionsgefährdete Beschichtungsmaterialen verarbeitet werden sollen.
Die Wand 8 des Ringkörpers 6 weist an einem von der Scheibe 9 abgewandten axialen Ende des Ringkörpers 6 eine Wandendkante 11 auf, die – aufgrund der Anordnung des Ringkörpers 6 relativ zur Spritzdüse 1 – in den Spritzstrahl 3 eindringt. Auf diese Weise wird ein diffus und unscharf sprühender Randbereich des Spritzstrahles 3 ausgeblendet, so dass sich auf einer Oberfläche eines nicht dargestellten Gegenstandes bzw. Werkstückes in diesem Bereich, entsprechend 1 am oberen Ende der Beschichtung, ein trennscharfer Übergang bzw. eine randscharfe Abgrenzung zwischen einem beschichteten (unten an die Abgrenzung anschließenden) Bereich und einem unbeschichteten (oben an die Abgrenzung anschließenden) Bereich auf der Werkstückoberfläche ausbildet.
Der durch die in den Spritzstrahl 3 hineinragende Wandendkante 11 nicht zum Werkstück gelangende Anteil des von der Spritzdüse 1 abgestrahlten Beschichtungsmaterials trifft auf die bezüglich der Rotationsachse 7 radial innenliegende Seite der Wand 8 auf. Die geometrischen Verhältnisse der Wandendkante 11, insbesondere deren Abstand von der Strahlmittelach se 5, ändern sich durch das sich zunehmend an der Wandinnenseite anlagernde Beschichtungsmaterial. Dadurch kann sich die randscharfe Begrenzung der Beschichtung verändern. Außerdem führt ein anhaltendes Aufspritzen von Beschichtungsmaterial auf die Wandinnenseite zur Tropfenbildung, die, wenn sie in den Spritzstrahl 3 gelangen, die Qualität der Beschichtung beeinträchtigen. Um dies zu verhindern, wird das auf die Wandinnenseite aufgespritzte Beschichtungsmaterial durch die Rotation der Wand 8 um die Rotationsachse 7 aus dem Spritzstrahl 3 heraustransportiert. Außerhalb des Spritzstrahles 3, hier im Wesentlichen auf der der Mündungsöffnung 2 der Spritzdüse 1 abgewandten Seite, ist dann eine Reinigungseinrichtung angeordnet, die hier einen als Lippe ausgebildeten Abstreifer 12 aufweist. Der Abstreifer 12 reinigt die Wand 8 und insbesondere die Wandendkante 11 von dem darauf aufgespritzten Beschichtungsmaterial. Das abgeschabte oder abgestreifte Beschichtungsmaterial tropft bzw. fließt bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in einen trichterförmigen Sammelbehälter 13, dessen Boden mit einer im übrigen nicht dargestellten Saugeinrichtung kommuniziert, so dass das dem Spritzstrahl 3 entnommene Beschichtungsmaterial wieder dem Beschichtungsvorgang zugeführt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist entsprechend 1 außerdem mit einem Spritzschutz 14 ausgestattet, der im Wesentlichen die vom Spritzstrahl 3 abgewandten Bereiche der Spritzdüse 1 umgibt. Der Spritzschutz 14 dient hier gleichzeitig als Träger der Vorrichtung. Beispielsweise kann die Vorrichtung nach der Erfindung über eine am Spritzschutz 14 angreifende Aufhängung 15 an einem im Übrigen nicht dargestellten Spritzroboter 21 befestigt sein. Die Aufhängung 15 kann starr oder nachgiebig ausgebildet sein, wobei sie im letzteren Fall als Kollisionsschutz dient und Beschädigungen der Vorrichtung bei Kontakt mit einem Hindernis verhindern hilft.
Wenn die in 1 dargestellte Vorrichtung in Verbindung mit einem Spritzautomaten verwendet wird, der eine Relativbewegung zwischen der Spritzdüse 1 und dem zu beschichtenden Gegenstand entlang einer senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufenden Geraden durchführt, ergibt sich auf dem Gegenstand eine von oben einseitig randscharf begrenzte Beschichtung. Ein Abkleben des oben an den zu beschichtenden Bereich des Gegenstandes angrenzenden Bereiches ist dabei nicht erforderlich.

Claims

Vorrichtung zum Aufspritzen eines Beschichtungsmaterials auf ein Werkstück, mit – einer Spritzdüse (1), die einen sich mit zunehmender Entfernung von der Spritzdüse aufweitenden Spritzstrahl (3) erzeugt, sowie – einer ringförmigen, bezüglich der Ringachse rotierend antreibbaren Wand (8), die an einem Ringsektor einen vorgegebenen Abschnitt des Querschnittes des Spritzstrahls (3) mit einer Wandendkante durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (8) einen Bereich auf der vom Spritzstrahl (3) abgewandten Seite der Spritzdüse (1) durchsetzt und mit einem hier angeordneten Abstreifer (12) zusammenwirkt, der an der Wand (8) anhaftendes Beschichtungsmaterial entfernt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (8) einen um eine gegenüber der Strahlmittelachse (5) geneigte Rotationsachse (7) rotierend angetriebenen Ringkörper (6) bildet, der eine axiale Erstreckung aufweist, wobei die in den Spritzstrahl (3) eindringende Wandendkante (11) an einem axialen Ende des Ringkörpers (6) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das abgestreifte Beschichtungsmaterial in einem Sammelbehälter (13) gesammelt und entsorgt oder erneut zur Beschichtung verwendet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Wand (8) des Ringkörpers (6) als Zylinderwand ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderwand (8) auf einer von der Spritzdüse (1) abgewandten Seite mit einer Scheibe (9) verschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Scheibe (9) Antriebsmittel (10) für die Rotationsbewegung der Wand (8) angreifen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkörper (6) derart bezüglich der Spritzdüse (1) angeordnet ist, dass eine Mündungsöffnung (2) der Spritzdüse (1) aus welcher der Spritzstrahl (3) austritt, bezüglich der Rotationsachse (7) radial innerhalb des Ringkörpers (6) liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (7) die Strahlmittelachse (5) schneidet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (7) mit der Strahlmittelachse (5) einen Winkel (α) einschließt, der gleich 90° abzüglich eines Winkels (β) ist, mit dem sich der Spritzstrahl (3) bezüglich der Strahlmittelachse (5) aufweitet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (7) mit der Strahlmittelachse (5) einen Winkel (α) einschließt, der größer als 90° abzüglich eines Winkels (β) ist, mit dem sich der Spritzstrahl (3) bezüglich der Strahlmittelachse (5) aufweitet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierende Wand (8) pneumatisch antreibbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (7) die Strahlmittelachse (5) an der Spritzdüse schneidet.