DE19951956A1

DE19951956A1 - Valve assembly and method for flushing a color changer

Info

Publication number: DE19951956A1
Application number: DE19951956A
Authority: DE
Inventors: Thomas Appel; Michael Baumann
Original assignee: Duerr Systems AG
Current assignee: Duerr Systems AG
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-06-13
Also published as: EP1095707B1; EP1095707A3; ATE339256T1; DE50013459D1; EP1095707A2; ES2270771T3

Abstract

The color changing valve block (1) selectively couples a number of different paint color lines to a spray gun (Z) via individual valves (F1-Fn), spaced along a common paint line (2) leading to the spray gun, with a rinsing medium valve (V1) and an air feed valve (PL1) at opposite ends of the valve block, for feeding a rinsing medium and pulsed air through the paint line in opposite directions. An Independent claim for rinsing a color changing valve is also included.

Description

Farbwechselventilanordnungen oder kurz Farbwechsler ermöglichen in Lackieranlagen zur Serienbeschichtung von Werkstücken wie beispielsweise Kraftfahrzeugen während des Lackierbetriebes eine rasche Umstellung von einer Farbe zur anderen und bestehen hauptsächlich aus einer Anzahl von steuerbaren Farbventilen, die längs eines allen Farben gemeinsamen Farbkanals verteilt sind. Am Ausgang des Farbkanals kann ein Farbdruckregler angeordnet sein, über den das Farbmaterial beispielsweise über eine Dosier pumpe zu einem Zerstäuber gelangt. Vor der Umstellung auf eine neue Farbe ist es jeweils notwendig, alle farbführenden Teile in und nach dem Farbwechsler zu reinigen. Zur Reinigung wird übli cherweise zunächst ein Druckluftventil geöffnet, das sich an dem zum Ausgang entgegengesetzten Ende des Farbkanals befindet, und durch die Druckluft die Restfarbe in einen Rückführungskanal und von dort in einen Sammelbehälter gedrückt. Anschließend werden im Wechsel ein am selben Ende des Farbkanals wie das Druckluft ventil befindliches Ventil für ein Spülmittel, beispielsweise eine Verdünnerflüssigkeit, und erneut das Druckluftventil geöff net, und mit dem so entstehenden Spülmittel-Luft-Gemisch werden der Farbkanal des Farbwechslers und der Weg bis zu einer Rück führungsleitung am Zerstäuber von Farbresten gereinigt. Eben falls an dem zum Ausgang entgegengesetzten Ende des Farbkanals kann zusätzlich ein Entlüftungsventil zum Entlüften des Farb wechslers beim Andrücken einer neuen Farbe vorgesehen sein. Auf bau und Betriebsweise derartiger Farbwechsler sind in DÜRR, Technisches Handbuch, Einführung in die Technik der PKW- Lackierung (April 1999) beschrieben. Enable color change valve arrangements or color changers for short in painting systems for serial coating of workpieces such as for example, motor vehicles during the painting operation quick change from one color to another and pass mainly from a number of controllable color valves that are distributed along a color channel common to all colors. A color pressure regulator can be arranged at the output of the color channel be over which the color material, for example via a dosing pump reached an atomizer. Before switching to one new color, it is necessary in each case to carry all parts in color and to clean after the color changer. For cleaning, übli First a compressed air valve is opened, which is located on the opposite end of the color channel, and through the compressed air the residual paint into a return duct and from there pressed into a collection container. Then be alternately one at the same end of the color channel as the compressed air valve located for a detergent, for example a thinner liquid, and the compressed air valve is opened again net, and with the resulting detergent-air mixture the color channel of the color changer and the way to a back Guide line on the atomizer cleaned of paint residues. Exactly if at the opposite end of the color channel to the exit can also have a bleed valve to bleed the paint changer can be provided when pressing a new color. On construction and operation of such color changers are in DÜRR, Technical manual, introduction to the technology of car Painting (April 1999) described.

In Serienbeschichtungsanlagen für eine Vielzahl unterschiedli cher Farben und mit häufigem Farbwechsel sind kurze Farbwechsel- und Spülzeiten mit geringstmöglichen Spülmittel- und Farbverlu sten von großer Bedeutung. Bei den bekannten Farbwechslern sind aber bei großer Anzahl von Farben, die entsprechend große Bau länge des Farbwechslers bedingen, und insbesondere bei schwierig zu spülenden Farbtönen noch relativ lange Spülzeiten und hohe Spülmittelmengen erforderlich. Wie lange gespült werden muß, wird in der Praxis durch Standardmethoden zur Beobachtung des Reinigungsgrades festgestellt.In series coating systems for a variety of different colors and with frequent color changes are short color changes and rinsing times with the least possible loss of detergent and color most important. In the known color changers but with a large number of colors, the correspondingly large construction length of the color changer, and especially when difficult to wash colors still relatively long rinsing times and long Amounts of detergent required. How long to rinse is in practice using standard methods for observing the Degree of cleaning determined.

Die Spülzeit läßt sich zwar durch eine besondere Zweikreistech nik reduzieren, bei der im einen Kreis der Farbwechsler und im anderen Kreis der Weg zum Zerstäuber gespült werden, doch erhö hen sich durch die erforderlichen zusätzlichen Ventile der In stallations- und Steueraufwand und die Baugröße des Farbwechs lers, und außerdem bleibt die Spülmittelmenge noch relativ hoch.The rinsing time can be done with a special two-circuit stitch reduce technology, in which in a circle of color changers and in other circle the way to the atomizer can be flushed, but increase through the required additional valves of the In Installation and control effort and the size of the color change lers, and also the amount of detergent remains relatively high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farbwechselventi lanordnung und ein Verfahren zu deren Spülung anzugeben, die oh ne wesentlichen Zusatzaufwand eine Reduzierung der Spülzeit und möglichst auch des Spülmittelverbrauchs ermöglichen.The invention has for its object a color change valve l Arrangement and a method for flushing specify that oh a significant additional effort a reduction of the flushing time and if possible also allow the consumption of detergent.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentan sprüche gelöst.This task is characterized by the features of the independent patent sayings solved.

Die Erfindung hat den besonderen Vorteil, daß gegenüber ver gleichbaren bekannten Farbwechslern für eine erhebliche Reduzie rung der Spülzeit und auch der erforderlichen Spülmittelmenge keine zusätzlichen Ventile benötigt werden.The invention has the particular advantage that compared to ver comparable known color changers for a considerable reduction Rinsing time and the amount of detergent required no additional valves are required.

Eine bevorzugte Verwendungsmöglichkeit des hier beschriebenen Farbwechslers sind Farblackieranlagen, in denen zwischen dem Farbausgang des Farbwechslers und einer Sprühvorrichtung wie beispielsweise einem der üblichen Rotations- oder Luftzerstäuber od. dgl. eine spülbare Dosierpumpe oder sonstige Dosiereinrich tung angeordnet ist, der das Beschichtungsmaterial über einen Farbdruckregler zugeführt wird, wobei der Farbdruckregler auch selbst die Dosiereinrichtung bilden kann.A preferred use of the described here Color changers are color painting systems in which between the Color output of the color changer and a spray device such as for example one of the usual rotary or air atomizers or the like. A flushable metering pump or other metering device device is arranged, the coating material over a Color pressure regulator is supplied, the color pressure regulator also itself can form the dosing device.

Die Erfindung wird an einem in der Zeichnung dargestellten Aus führungsbeispiel näher erläutert.The invention is based on one shown in the drawing management example explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Farbwechslers gemäß der Erfindung zur Farbversorgung einer Sprühvorrichtung; Figure 1 is a schematic representation of a color changer according to the invention for supplying paint to a spray device.

Fig. 2A das Spülschema eines bekannten Farbwechslers; und Figure 2A shows the Spülschema a known color changer. and

Fig. 2B das Spülschema eines vergleichbaren, aber erfindungsgemäß abgewandelten Farbwechslers. FIG. 2B, the Spülschema a similar but modified according to the invention the color changer.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Farbwechsler 1 kann den an sich bekannten Aufbau mit beliebig aneinandergereihten Modu len zur Bildung eines Gehäuses mit einem geraden zentralen Farb kanal 2 und jeweils reihenweise längs des Farbkanals ggf. auf entgegengesetzten Seiten verteilten Ventilkörpern haben. Die Ventilkörper enthalten an den Farbkanal 2 angeschlossene, bei spielsweise pneumatisch steuerbare Ventile, von denen ein Spül mittelventil V1 zum gesteuerten Einleiten von bei V zugeführtem Verdünner in den Farbwechsler, ein Pulsluftventil PL1 zum ge steuerten Einleiten von Druckluft, verschiedene Farbventile F1, F2, F3 bzw. Fn zum Einleiten von Beschichtungsmaterial F der je weils gewählten Farbe sowie ein Entlüftungsventil RF2 hervorge hoben sind. Die übrigen Ventilpositionen sind für die Erläute rung der Erfindung ohne Bedeutung. The color changer 1 shown schematically in Fig. 1 can have the known structure with any strung Modu len to form a housing with a straight central color channel 2 and each row in series along the color channel, if necessary, on opposite sides of valve bodies. The valve bodies contain connected to the paint channel 2 , for example pneumatically controllable valves, of which a flushing medium valve V1 for the controlled introduction of thinner supplied at V into the paint changer, a pulse air valve PL1 for the controlled introduction of compressed air, various color valves F1, F2, F3 or Fn for introducing coating material F of the color chosen in each case and a ventilation valve RF2 are highlighted. The other valve positions are of no importance for the explanation of the invention.

In an sich bekannter Weise ist am Ausgang 3 des Farbkanals 2 ein Farbdruckregler FDR angeordnet, von dem eine Leitung 4 über eine Dosiereinrichtung, z. B. eine Dosierpumpe 5 zu einem Zerstäuber oder sonstigem Applikationsorgan Z führt, das mit dem üblichen Rückführventil RF1 ausgestattet ist. Der Farbdruckregler FDR be grenzt der Ausgangsdruck zur Pumpe. Die Dosierpumpe 5, bei spielsweise eine Zahnradpumpe, ist über ein Spülmittelventil V3 mit Verdünner V spülbar und mit einem Bypassventil BY versehen.In a manner known per se, a color pressure regulator FDR is arranged at the output 3 of the color channel 2 , from which a line 4 via a metering device, for. B. a metering pump 5 leads to an atomizer or other application organ Z, which is equipped with the usual return valve RF1. The color pressure regulator FDR limits the outlet pressure to the pump. The metering pump 5 , for example a gear pump, can be flushed through a flushing valve V3 with thinner V and provided with a bypass valve BY.

Bei bekannten Farbwechslern der dargestellten Art befindet sich das PL1 entsprechende Pulsluftventil in der Nähe des Spülmittel ventils V1 an dem zum Ausgang 3 entgegengesetzten, in Fig. 1 oberen Ende des Farbkanals 2, beispielsweise an der Ventilposi tion X, so daß die Druckluft und das Spülmittel stets in dersel ben Richtung durch den Farbkanal geleitet wurden. Man war bisher der Meinung, die Ventile für das Spülmedium und die Pulsluft müßten sich stets am Anfang des Farbwechslers befinden, um ein Spülen des gesamten Farbkanals zu gewährleisten (wie in dem ein gangs erwähnten Handbuch festgestellt wird).In known color changers of the type shown, the PL1 corresponding pulse air valve is located in the vicinity of the flushing valve V1 at the opposite end to the outlet 3 in FIG. 1, the upper end of the color channel 2 , for example at the valve position X so that the compressed air and the flushing agent were always led through the paint channel in the same direction. It was previously thought that the valves for the flushing medium and the pulsed air should always be at the beginning of the color changer in order to ensure that the entire color channel was flushed (as stated in the manual mentioned at the beginning).

Im Gegensatz hierzu befindet sich gemäß Fig. 1 das Pulsluftven til PL1 nun beim Ausgangsende des Farbkanals 2, so daß alle Farbventile F1 bis Fn längs des Farbkanals 2 zwischen dem Puls luftventil PL1 und den am entgegengesetzten Ende des Farbkanals befindlichen Spülmittel- und Entlüftungsventilen V1 bzw. RF2 an geordnet sind.In contrast to this, as shown in FIG. 1, the Pulsluftven valve PL1 is now at the output end of the color channel 2 , so that all color valves F1 to Fn along the color channel 2 between the pulse air valve PL1 and the flushing and venting valves V1 or at the opposite end of the color channel Are arranged on RF2.

Zum Spülen des Farbwechslers werden zunächst das Entlüftungsven til RF2 und sodann kurzfristig das Pulsluftventil PL1 geöffnet, während das Spülmittelventil V1 noch geschlossen bleiben kann. Die einströmende Pulsluft schiebt in dieser Anfangsphase das im Farbkanal 2 des Farbwechslers befindliche Farbmaterial mit hoher Dynamik vom Ausgangsende des Farbkanals zu seinem Eingangsende und in die an das Entlüftungsventil RF2 angeschlossene, zu einem Entsorgungssystem führende Rückführleitung 6. Wenn das Entlüftungsventil RF2 vor dem Pulsluftventil PL1 wieder geschlossen wird, fließt kurzzeitig die gesamte Pulsluft zu dem Ausgang 3 des Farbwechslers, der während des gesamten Reinigungsvorgangs geöffnet bleiben kann. Vorzugsweise gleichzeitig mit dem Schlie ßen des Pulsluftventils 1 wird das Spülmittelventil V1 geöffnet, so daß Verdünnerflüssigkeit vom Eingangsende des Farbkanals zu dessen Ausgang fließt. Bei den anschließenden wechselnden Inter vallen von Pulsluft und Spülmittel kann beispielsweise jeweils zum gleichen Zeitpunkt wie das Pulsluftventil PL1 auch das Ent lüftungsventil RF2 geöffnet und damit die Dynamik der Pulsluft voll ausgenutzt werden. Das Entlüftungsventil RF2 kann aber dann wieder vor dem Pulsluftventil PL1 geschlossen werden, da es zweckmäßig ist, wenn die gesamte Pulsluft kurzfristig durch den Ausgang 3 des Farbwechslers gezwungen wird. Durch den Farbdruck regler FDR hindurch kann allerdings auch bei geöffnetem Entlüf tungsventil RF2 ein Teil der Pulsluft in Richtung zu dem Appli kationsorgan Z fließen.To flush the color changer, the ventilation valve RF2 and then the pulse air valve PL1 are briefly opened, while the flushing valve V1 can still remain closed. In this initial phase, the inflowing pulse air pushes the colored material located in the color channel 2 of the color changer with high dynamics from the output end of the color channel to its input end and into the return line 6 connected to the ventilation valve RF2 and leading to a disposal system. If the ventilation valve RF2 before the pulse air valve PL1 is closed again, all of the pulse air flows briefly to output 3 of the color changer, which can remain open during the entire cleaning process. Preferably, the flushing valve V1 is opened simultaneously with the closing of the pulse air valve 1 , so that diluent liquid flows from the input end of the paint channel to its output. In the subsequent changing intervals of pulsed air and detergent, for example at the same time as the pulsed air valve PL1, the vent valve RF2 can also be opened and the dynamics of the pulsed air can thus be fully utilized. The vent valve RF2 can then be closed again before the pulse air valve PL1, since it is expedient if the entire pulse air is forced for a short time through the output 3 of the color changer. Through the color pressure regulator FDR, however, part of the pulse air can flow towards the application organ Z even when the ventilation valve RF2 is open.

Da vorzugsweise während des gesamten Reinigungsablauf der Aus gang des Farbwechslers durch den Farbdruckregler FDR geöffnet bleibt, strömt das Luft-Spülmittel-Gemisch zu diesem Ausgang, und beim zusätzlichen Öffnen des Entlüftungsventils RF2 kehrt es seine Fließrichtung ganz oder teilweise um, wodurch sich ein zu sätzlicher Reinigungseffekt ergibt.Because preferably during the entire cleaning process the off the color changer is opened by the color pressure regulator FDR remains, the air / detergent mixture flows to this exit, and when the RF2 vent valve is opened, it returns its flow direction in whole or in part, causing a to additional cleaning effect results.

Die Steuerung des beschriebenen Betriebsablaufs durch Öffnen und Schließen der Ventile erfolgt selbsttätig nach einem entspre chend aufgebauten Spülprogramm beispielsweise gemäß Fig. 2B.The control of the operating sequence described by opening and closing the valves takes place automatically after a correspondingly structured washing program, for example according to FIG. 2B.

Durch Verlegen der Position des Pulsluftventils unmittelbar an den Farbausgang 3 des Farbwechslers und Verwendung eines Entlüf tungsventils RF2 am gegenüberliegenden Ende des Farbwechslers wird die Reinigung des Farbwechslers wesentlich effizienter als bei den vergleichbaren bekannten Ventilanordnungen. Dies zeigt ein Vergleich der in Fig. 2A für den bekannten Fall und in Fig. 2B für die Erfindung dargestellten Programmabläufe, wobei der Vollständigkeit halber im jeweils linken Teil das Andrücken der den Farbwechsler verunreinigenden Farbe (Rot) gezeigt ist. Die Öffnungsperioden der verschiedenen Ventile sind jeweils schwarz dargestellt. Die Druckwerte des Verdünners und der Pulsluft (beispielsweise jeweils 10 bar) sowie die Einstellung des Farbdruckreglers (beispielsweise 6 bar) sind in beiden Fällen gleich.By moving the position of the pulse air valve directly to the color outlet 3 of the color changer and using a ventilation valve RF2 at the opposite end of the color changer, the cleaning of the color changer becomes much more efficient than in the comparable known valve arrangements. This shows a comparison of the program sequences shown in FIG. 2A for the known case and in FIG. 2B for the invention, the pressing of the color contaminating the color changer (red) being shown in the left part for the sake of completeness. The opening periods of the various valves are shown in black. The pressure values of the thinner and the pulse air (for example 10 bar each) and the setting of the color pressure regulator (for example 6 bar) are the same in both cases.

Wie erkennbar ist, wird durch die Erfindung die Spülzeit erheb lich reduziert (von 9,2 s auf 5,8 s). Zugleich wird auch die be nötigte Spülmittelmenge reduziert (bei dem untersuchten Beispiel von 283 g auf 168 g, wovon im ersten Fall 265 g und im zweiten Fall 140 g auf die Rückführung durch das Rückführ-Ventil RF1 am Applikationsorgan Z entfallen).As can be seen, the flushing time is increased by the invention reduced (from 9.2 s to 5.8 s). At the same time, the be Required amount of detergent reduced (in the example examined from 283 g to 168 g, of which 265 g in the first case and in the second Fall 140 g on the return through the return valve RF1 on Application organ Z omitted).

Abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2B sind im Rahmen der Erfindung auch Spülprogramme denkbar, bei denen zu bestimmten Zeiten des Reinigungsvorgangs das Spülmittel durch das Entlüftungsventil des Farbwechslers herausgeleitet wird.In a departure from the exemplary embodiment according to FIG. 2B, rinse programs are also conceivable within the scope of the invention, in which the rinse agent is led out through the vent valve of the color changer at certain times of the cleaning process.

Der in Fig. 2 dargestellte Vergleich wurde ohne Einsatz des an sich üblichen sogenannten EDPS-Spülsystems durchgeführt, bei dem das Spülmedium mit höherem Druck als beim Standardspülen durch eine Einspritzdüse in den Farbwechsler geleitet wird und im Zu sammenwirken mit der Pulsluft ein Aerosol entsteht, mit dem be sonders intensiv und spülmediumsparend gespült wird. Die EDPS- Spülung kann aber zweckmäßig auch bei dem hier beschriebenen Farbwechsler angewendet werden.The comparison shown in Fig. 2 was carried out without using the conventional EDPS flushing system, in which the flushing medium is passed at a higher pressure than in standard flushing through an injection nozzle into the color changer and an aerosol is formed in cooperation with the pulsed air which is washed particularly intensively and saves on the use of washing-up liquid. EDPS flushing can also be used expediently in the color changer described here.

Claims

1. color change valve arrangement for connecting a number of paint lines for coating material selectable different colors with an application member (Z),
with color valves (F1-Fn) for the selectable colors, which are connected between a color line and a common color channel ( 2 ), which has an output ( 3 ) for the coating material flowing to the application member (Z), where at the paint valves (F1-Fn) are arranged along the paint channel ( 2 ),
with a flushing agent valve (V1) for introducing a flushing agent into the paint channel ( 2 ),
with an air valve (PL1) for introducing compressed air, which is also used to clean the paint channel ( 2 ), into the paint channel,
and with a vent valve (RF2) arranged in particular in the vicinity of one end of the paint channel ( 2 ),
characterized in that
the flushing agent and air valves (V1, PL1) are located at opposite ends of the color change valve arrangement ( 1 ).

2. Color change valve arrangement according to claim 1, characterized in that the air valve (PL1) at the outlet end ( 3 ) of the paint channel ( 2 ) and the flushing valve (V1) and the vent valve (RF2) at the opposite end of the paint channel ( 2 ) are arranged.

3. Color change valve arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a color pressure regulator (FDR) is arranged at the output ( 3 ) of the color channel ( 2 ).

4. Color change valve arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the valves (V1, RF2, F1 -Fn, PL1) are mounted in a series of modules on a housing body containing the color channel ( 2 ) and the two along the color channel ( 2 ) outermost modules contain the ventilation valve (RF2) or the air valve (PL1).

5. Method for flushing a color change valve arrangement ( 1 ) through which a number of color lines for coating material selectable different colors are connected to an application element (Z), whereby after the flow of coating material of a given color through a color channel common to all colors ( 2 ) and, before the flow of coating material of a different color, a detergent and compressed air are alternately passed through the paint channel ( 2 ), characterized in that the detergent and the compressed air are passed in opposite directions through the paint channel ( 2 ).

6. The method according to claim 5, characterized in that the compressed air from an air valve (PL1) in the vicinity of the outlet ( 3 ) of the paint channel ( 2 ) through the paint channel to a vent valve (RF2) in the vicinity of the outlet ( 3 ) flows opposite the end of the paint channel ( 2 ).

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that at the beginning of the flushing process, first through the air valve (PL1) inflowing compressed air in the paint channel ( 2 ) presses coating material through the vent valve (RF2) out, and then with the vent valve (RF2 closed) ) Detergent flows through the paint channel ( 2 ) to its outlet ( 3 ).

8. The method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that the compressed air and the flushing agent are alternately passed alternately into the paint channel ( 2 ) and the vent valve (RF2) is opened simultaneously with the air valve (PL1).

9. The method according to any one of claims 5 to 8, characterized in that the output ( 3 ) of the paint channel ( 2 ) remains open during the entire cleaning process.

10. The method according to any one of claims 5 to 9, characterized in that temporarily washing-up liquid and compressed air flow through the outlet ( 3 ) of the paint channel ( 2 ) into the line leading to the application stage (Z) ( 4 ), and that Mixture of detergent and air completely or partially reverses its flow direction by opening a vent valve (RF2) of the color change valve arrangement ( 1 ).

11. The method according to any one of claims 5 to 10, characterized in that during the flushing process, the compressed air at predetermined time intervals through the vent valve (RF2) and at other time intervals in which the vent valve is closed, through the output ( 3 ) of Color channel ( 2 ) flows.