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Verfahren und Vorrichtung zum manuellen Versprühen von
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Farbe in wechselnder Folge Die Erfindung geht aus von einem Verfahren
beim Verarbeiten wechselnder zu versprühender Farben nach dem Oberbegriff von Anspruch
1, wie es beispielsweise aus der DE-OS 2 747 7o7 als bekannt hervorgeht.
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Das vorbekannte Verfahren ist praktisch nur für maschinell geführte
Farbspritzpistolcn geeignet, bei denen keine Kiicksicht auf Größe, Gewicht und Beweglichkeit
der Farbspritzpistole genommen zu werden braucht. Maschinell geführte Farbspritzpistolen
dürfen ohne weiteres relativ groß und schwer sein, da der die Farbspritzpistole
führende Maschinenarm entsprechend tragfähig ausgelegt sein kann. Eine große Beweglichkeit
maschinell geführter Farbspritzpistolen erübrigt sich, weil schwer zugängliche Stellen
mittels manuell geführter Farbspritzpistolen nachlackiert werden und/oder weil bei
größeren ungünstig erreichbaren zu lackierenden Flächen ohne weiteres auch Sonderkonstruktionen
von maschinell geführten
Farbspritzpistolen einsetzbar sind, die
aufgrund eines steuerbaren beweglichen oder abgewinkelten Mundstückes auch schwer
zugängliche Flächen ohne große Beweglichkeit der Farbspritzpistole als Ganzes erreichen.
Bei der für dassorbekannte Verfahren verwendeten Farbspritzpistole ist in nur sehr
geringer Entfernung von der Farbspritzpistole über eine kurze Farbleitung ein sogenannter
Farbwechselblock vorgesehtn, über den eine Vielzahl von zu verarbeitenden Farben
sowie Lösungsmittel wahlweise der Farbspritzpistole über die Farbleitung zugeführt
werden können. An den farbführenden Räumen der Farbspritzpistole ist ein steuerbares
Bypaßventil zum Auslaß des Gemisches aus Altfarbe und Lösungsmittel vorgesehen.
Beim Farbwechsel wird die Leitung zwischen Farbwechselblock und Farbspritzpistole
nicht gewechselt. Vielmehr wird die darin enthaltene Farbe mit ausgespült und über
das Bypaßventil in der Spülleitung aufgefangen. Das Auffangen des Spülgemisches
ohne Vermischung mit Umgebungsluft ist aus Gründen der Reduzierung der Emission
von Lösungsmitteldämpfen in die Umgebung besonders wichtig. Die geschilderte Verfahrensweise
macht es erforderlich, daß eine Vielzahl von Schlauchleitungen für Farbe, Arbeitsluft,
Steuerluft und Spülmittelgemisch zu der Farbspritzpistole hinführen und daß auch
der Farbwechselblock in nur geringer Entfernung von der tarbspritzpistole angeordnet
ist. Dies sind Bedingungen bzw.
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Voraussetzungen, die für eine manuell geführte Farbspritzpistole absolut
unzumutbar sind, weil dadurch die Größe, das Gewicht und die Beweglichkeit einer
manuell zu führenden Farbspritzpistole in unvertretbarer Weise beeinträchtigt werden
würden.
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An Arbeitsplätzen zum Verarbeiten von Lacken mittels manuell geführter
Farbspritzpistolen in der Serienproduktion hat man bisher für jede zu verarbeitende
Farbe eine gesonderte relativ lange einzeln an die Farbspritzpistole über eine Schnellkupplung
ansteckbare arhleitung vorgesehen. Bei einem Farbwechsel wurde lediglich die Farbleitung
ausgetauscht und mittels der neuen Farbe die alte Farbe aus der Farbspritzpistole
herausgedrängt. Man hat während dieser Zeit die Farbspritzdüse in den an der Farbspritzkabine
entlangführenden Kanal gehalten, bei dem das abgesprühte Farbgemisch durch Wasser
fortgeschwemmt wurde. Dadurch gelangen relativ große Mengen an Lack und Lösungsmittel
in das -u reinigende Abwasser und in die zu reinigende Hallenluft.
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Zur Reduzierung der Emission benutzt man teilweise auch Zweikomponentenlacke,
die mit einem geringeren Anteil an Lösungsmittel im Stammlack auskommen. Hierzu
ist es jedoch erforderlich, daß die zweite Komponente - der Härter - über eine Schlauchleitung
ebenfalls der Farbspritzpistole zugeführt und mit dem Stammlack in der Farbspritzpistole
vermischt wird. Nach Wissen der Anmelderin ist jedoch ein Farbwechsel bei der Verarbeitung
von Zweikomponentenlacken noch nicht praktisch ausgeführt worden. Abgesehen davon,
daß bei der Verarbeitung von Zweikomponentenlacken mit einer bestimmten Farbspritzpistole
bisher nur ein bestimmter Farbton versprüht werden kann, haftet den Zweikomponentenlacken
außerdem der Nachteil an, daß nur sehr kurze Arbeitsunterbrechungen zulässig sind,
in denen das in der Farbspritzpistole enthaltene Gemisch beider Komponenten nicht
auszuhärten beginnt. Bei größeren Arbeitsunterbrechungen muß zwischendurch immer
wieder die Farbspritzpistole
kurz betätigt und der nicht benötigte
Lack in den Kanal abgespritzt werden, was einen Lackverlust und eine Umweltbelastung
darstellt.
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Eine bekannte manuell führbare Farbspritzpistole zum Verarbeiten von
Zweikomponentenlacken weist eine durch einen manuell betätigbaren Abzugshebel öffen-
bzw. schließbare Düsennadel für das Zweikomponentengemisch sowie ein ebenfalls von
dem Abzugshebel betätigbares jedoch mechanisches von der Düsennadel gesondertes
Ventil für den Härter auf. Ein Farbwechsel mit einer solchen Spritzpistole ist zwar
möglich, jedoch recht zeitraubend und daher beim Einsatz in der Lackierung von Serienteilen
kaum vertretbar. Zweikomponentenlacke sind wegen ihres hohen Festkörperanteiles
hochviskos und benötigen für eine gute Durchmischung von Stammlack und Härter einen
stark verwinkelten labyrinthartigen Mischraum. Dieser läßt sich bei Farbwechsel
nicht durch Neulack von Altlackresten reinigen. Vielmehr ist eine Spülung mittels
Lösungsmittel unumgänglich. Für einen Farbwechsel wäre daher bei der bekannten Farbspritzpistole
die alte Farbleitung gegen eine Lösungsmittelleitung an der Farbspritzpistole auszutauschen
und das Härterventil manuell in der Schließstellung zu blockieren. Sodann könnte
der Miscliraum durch Betätigen des Abzugshebels durchgespült werden, wobei das abgesprühte
Lösungsmittel und die Farbreste in den Kanal abgespritzt werden müßten. Wegen der
starken Zerklüftung des Mischraumes ist eine lange Spülzeit erforderlich. Erst wenn
sichergestellt ist, daß alle alten Farbreste ausgespült sind, kann die Lösungsmittelleitung
an der Farbspritzpistole gegen die neue Farbleitung ausgetauscht
und
mit der neuen Farbe weitergespritzt werden. Abgesehen von der starken Umweltbelästigung
durch das in den Kanal abgespritzte Lösungsmittel beim Spülen ist der Bedienungsmann
bei einem Farbwechsel an der bekannten Farbspritzpistole dadurch aufgehalten, daß
er mit der einen Hand ständig den Abzugshebel und mit der anderen land das Härterventil
- letzteres im Schließsinne - betätigen muß.
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Durch eine solche relativ lang andauernde Spültätigkeit beim Farbwechsel
geht wertvolle Taktzeit verloren, weshalb die aus Gründen der Umweltfreundlichkeit
an sich begrüßenswerte Verarbeitung von Zweikomponentenlacken bisher in der Großserienfertigung
noch keinen Eingang gefunden hat. 7war lassen sich maschinengeführte Farbspritzpistolen
auf Zweikomponentenbetrieb umrüsten, jedoch setzt eine entsprechende Serieneinführung
immer auch voraus, daß ein entsprechender Handspritzbetrieb serienreif entwickelt
ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verfahrensweise sowie entsprechende
Vorrichtungsteile anzugeben, mit denen nicht nur bei der Verarbeitung von Zweikomponentenlacken
sondern auch bei konventionellem Betrieb ein rationeller umweltfreundlicher Farbwechsel
an manuell geführten Farbspritzpistolen möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bezüglich des verfahrensmäßigen
Aspektes der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Dank des wechselnden Einsatzes von zwei baugleichen Farbspritzpistolen und eines
selbsttätig arbeitenden Splgerätes steht bei einem erforderlichen Farbwechsel stets
eine gespülte Farbspritzpistole
zur Verfügung, so daß ohne Zeitverzögerung
mit neuer Farbe weitergearbeitet werden kann. Bei Ausgestaltung der Farbspritzpistolen
für den Betrieb mit Zweikomponentenlacken ist ein Spülen bzw. Auswechseln der Farbspritzpistolen
nicht nur bei Farbwechsel sondern auch bei solchen Arbeitsunterbrechungen angezeigt,
die die zulässige Verarbeitungszeit des Zweikomponentengemisches erreichen bzw.
überschreiten.
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Eine zur Ausübung des Verfahrens geeignete manuell führbare Farbspritzpistole
- sei es eine solche mit Mischraum für die Verarbeitung von Zweikomponentenlacken
oder ohne einen solchen Mischraum - ist in Anspruch 3 gekennzeichnet. Dank des äußerlich
zugänglichen Koppiungselementes der Düsennadel kann diese ohne Betätigung der Arbeitsluft
und/oder - gegebenenfalls - des Härterventils geöffnet werden, so daß die farbführenden
Räume mit Lösungsmittel intensiv durchgespült werden können. Dabei kann das austretende
Spülgemisch aus Lösungsmittel und Altfarbe durch ein an der Farbspritzdüse dichtend
aufgesetztes Mundstück aufgefangen und abgeführt werden. Die Baugröße und das Gewicht
der Handspritzpistole wird durch das nach außen ragende Koppelungselement nur in
einem vernachlässigbaren Maße vergrößert; die Manövtrierfähigkeit der Handspritzpistole
ist so gut wie gar nicht beeinträchtigt. Die Vorteile einer intensiven umweltfreundlichen
Reinigungsmöglichkeit beim Farbwechsel wirkt sich nicht nur bei Rrbspritzpistolen
für konventionellen Lack sondern insbesondere bei solchen für Zweikomponentenlack
aus.
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Eine selbsttätig arbeitende für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete
Spülvorrichtung für Farbspritzpistolen ist in Anspruch 5 gekennzeichnet. Weitere
zweckmäßige Ausgestaltungen der Spülvorrichtung können den anderen Unteransprüchen
entnommen werden. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles einer Spülvorrichtung und einer darin eingesetzten Handspritzpistole
noch kurz erläutert.
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Die in der Figur dargestellte manuell führbare Farbspritzpistole 1
enthält an einer Luftkappe 3 eine Farbspritzdüse 2, die durch eine Düsennadel 4
verschließbar ist. Durch manuellen Druck auf den Abzugshebel 7 kann die Düsennadel
entgegen der Kraft der Schließfeder 25 abgehoben werden.
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Normalerweise wird durch eine Betätigung des Abzugshebels auch die
über den Arbeitsluftanschluß 9 zugeführte Arbeitsluft zugeschaltet. Sofern es sich
um eine Farbspritzpistole zur Verarbeitung von Zweikomponentenlacken handelt, wird
durch den Abzugshebel gleichzeitig auch das Härterventil betätigt. Die Farbe wird
der Farbspritzpistole über eine bei der Benut-ung an den Farbanschluß lo angekuppelte
Farbleitung zugeführt, der unmittelbar in die farbführenden Räume 24 übergeht. Um
ein Öffnen der Düsennadel unabhängig von dem Arbeitsluftventil und - gegebenenfalls
- von dem Härterventil zu ermöglichen, ist die Düsennadel mit einem herausragenden
Teil 6 aus dem Gehäuse der Farbspritzpistole rückwärtig herausgeführt und trägt
dort ein in Form eines flachen breiten Schraubenkopfes ausgebildetes Koppelungselement
5, so daß durch rückwärtigen Zug die Düsennadel isoliert, d. h.
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ohne Betätigung der sonstigen in der Farbspritzpistole enthaltenen
Ventile geöffnet werden kann.
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Die ebenfalls in der Figur dargestellte Spülvorrichtung 11 besteht
im wesentlichen aus drei Teilen, nämlich aus einer im mittleren Teil angeordneten
Haltevorrichtung 8, einer im rückwärtigen Teil angeordneten Rückzugsvorrichtung
13 sowie einer im vorderen Teil angeordneten Einrichtung zur Halterung und Bewegung
des Auffangmundstückes 12.
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Die Haltevorrichtung 8 ist der verwendeten Farbspritzpistole angepaßt;
sie vermag diese reproduzierbar lagegenau und sicher zu haltern, wozu ein Paar von
die Farbspritzpistole 8a aufnehmenden Haltebügeln/vorgesehen ist. Der Pistolengriff
und die an ihr verbleibenden Schlauchleitungen für Arbeitsluft - und gegebenenfalls
- für Härter werden von der Haltevorrichtung behinderungsfrei aufgenommen. Die Haltevorrichtung
ist mit einer Lösemittelleitung 14 versehen, die in eine Schnellkupplung 15 ausmündet.
Die Schnellkupplung ist wenigstens angenähert unbeweglich in der Haltevorrichtung
angeordnet und stimmt ihrer Lage und Richtung nach mit dem Farbanschluß 10 an der
in die Haltevorrichtung eingesetzten Farbspritzpistole überein. In der Schnellkupplung
kann zweckmäßigerweise - ebenso wie in den nicht dargestellten Farbleitungen - ein
Selbstschlußventil vorhanden sein, welches sich beim Entnehmen einer Farbspritzpistole
aus der Haltevorrichtung selbsttätig schließt. Die Einführrichtung 16 der Farbspritzpistole
in die Haltevorrichtung stimmt mit der Einführbewegung des Farbanschlusses 10 in
die Schnellkupplung 15 überein, so daß durch das Einsetzen der Farbspritzpistole
in die Haltevorrichtung auch die Lösemittelleitung mit dem Farbanschluß selbsttätig
verbunden wird.
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Ebenfalls im Bereich der Haltevorrichtung ist ein Endanschlagschalter
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vorgesehen, der anspricht, sobald die Farbspritzpistole sicher in die Haltevorrichtung
eingesetzt und die Verbindung zwischen Schnellkupplung und Farbanschluß hergestellt
ist. Durch den Endanschlagschalter wird der vorprogrammierte Verfahrensablauf beim
Spülen einer Farbspritzpistole selbsttätig in Gang gesetzt.
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Die im vorderen Teil der Spülvorrichtung angeordnete Auffangvorrichtung
weist ein der beweglichen Führung und dem Anpressen dienendes aus Kolben 18 und
Zylinder bestehendes pneumatisches Arbeitselement auf, das etwa gleichachsig mit
der Farbspritzdüse der in der Haltevorrichtung eingespannten Farbspritzpistole liegt.
Die Kolbenstange des pneumatischen Arbeitselementes trägt das Auffangmundstück 12,
welches dichtend auf die Farbspritzdüse aufsetzbar ist. Im Innern des Auffangmundstückes
ist ein Rückschlagventil 23 angeordnet, welches ein Auslaufen von Spülmittel nach
Entnahme einer Farbspritzpistole aus der Spülvorrichtung selbsttätig verhindert.
Nach Entlastung des pneumatischen Arbeitselementes wird das Auffangmundstück durch
die Rückholfeder 19 von der Farbspritzpistole abgehoben. Das Auffangmundstück leitet
das aufgefangene Gemisch aus Luft, Lösungsmittel und Farbresten über eine Spülleitung
26 zu einer Ringsainmelleitung und einem Auffangbehälter weiter.
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Die Rückzugsvorrichtung 13 weist ebenfalls ein etwa gleichachsig mit
der Düsennadel 4 bzw. ihrem herausragenden Teil 6 pneumatisches aus Kolben 20 und
Zylinder bestehendes Arbeitselement auf, welches durch eine Rücklauffeder 21 bei
Druckentlastung in die in der Figur dargestellte aufnahmebereite
Lage
durch die Rücklauffeder 21 geschoben wird. An der Kolbenstange ist ein dem Koppelungselement
5 entspre-17 chend ausgebildetes Gegen-Koppelungslement/ angebracht, welches durch
radiale Relativverschiebung von herausragendem Teil 6 der Düsennadel und Kolbenstange
in Richtung der Einschubbewegung 16 zu einer zugfesten formschlüssigen Verkoppelung
von Kolbenstange und Düsennadel führt. Durch Druckbeaufschlagung der linken Seite
des Arbeitskolbens 20 kann die Düsennadel isoliert geöffnet werden, so daß die farbführenden
Räume in das Auffangmundstück 12 hinein durchgespült werden können.
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Die Wirkungsweise bzw. Arbeitsweise mit der beschriebenen Anordnung
ist nun kurz folgende: Bei einem Farbwechsel wird die bisher benutzte Farbleitung
von dem Farbanschluß 10 der bisher benutzten Farbspritzpistole getrennt und - unter
Belassung der übrigen Schlauchleitungen beispielsweise für Arbeitsluft und Härter
an der Farbspritzpistole - diese in die Spülvorrichtung 11 eingesetzt, wobei selbsttätig
der Farbanschluß über die Schnellkupplung 15 mit der Lösemittelleitung 14 verbunden
und die herausragende Düsennadel mit der Rückzugsvorrichtung verkoppelt wird. Die
zuvor aus der Spülvorrichtung entnommene gereinigte und an den sonstigen Schlauchleitungen
noch befestigte andere Farbspritzpistole kann nun mit der Farbleitung des neuen
gewünschten Farbtones verbunden werden, so daß nach sehr kurzer Arbeitsunterbrechung
rasch mit dem neuen Farbton weitergearbeitet werden kann. Während dessen wird -
ausgelöst durch den Endanschlagschalter 22 - der selbsttätige Spülvorgang eingeleitet,
nämlich zunächst das Auffangsmundstück 12 an die
Farbspritdüse
angepreßt und dann isoliert die Düsennadel 4 zurückgeogen, woraufhin in einem abwechselnden
Pulsslronl von Luft und Lösungsmittel die farbführenden Räume 24 der Farbspritzpistole
durchgespült werden. Dabei wird das austretende Gemisch ohne Vermischung mit Umgebungsluft
aufgefangen und in der Spülleitung 26 abgeführt. Nach einer durch Erfahrung festlegbaren
Zeit schaltet sich die Spülvorrichtung selbsttätig ab, d. h. das Auffangmundstück
12 fährt in eine linke abgehobene Position, wohingegen die Rückholvorrichtung in
die dargestellte aufnahmebereite Position zurückkehrt. Die geschilderte Anordnung
bzw. Arbeitsweise ist auch und insbesondere dann anwendbar, wenn die Farbspritzpistole
einen kompliziert gestalteten Mischraum zur Vermischung der beiden Komponenten eines
Zweikomponentenlackes aufweist. Grade ein solcher Raum kann nur ausreichend mit
Lösungsmittel von Altfarbresten gereinigt werden.
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Die Betätigung der Rückzugsvorrichtung und des Auffangmundstückes
mittels pneumatischer Hilfskraft ist wegen der Explosionsgefahr besonders vorteilhaft.
Aus diesem Grunde kann es auch zweckmäßig sein, den Endanschlagschalter 22 und die
zugehörige in einem abgelegenen Schaltschrank od. dgl. untergebrachte Steuerung
teilweise pneumatisch auszubilden.
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