DE4010500A1 - Spritzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spritzvorrichtung zum Beschichten von Materialflächen mit einem spritz­ baren Medium wie z. B. Lackfarbe, wobei die Spritz­ vorrichtung grundsätzlich für alle Arten spritzbarer Medien verwendbar ist. Eine Spritzvorrichtung der be­ trachteten Art hat eine Spritzeinrichtung, die in einem vorgegebenen, im allgemeinen einstellbaren Abstand von der Materialfläche relativ zu dieser bewegbar ist, wobei dies sowohl die Fälle einschließt, in denen entweder die Spritzeinrichtung oder die Ma­ terialfläche stationär verbleibt, als auch eine An­ ordnung, bei der sich sowohl Spritzeinrichtung als auch Materialfläche bewegen, was bei gegenläufigen Bewegungsrichtungen zu besonders kurzen Taktzeiten eines Spritzvorganges führt.

Mit einer Spritzvorrichtung der hier betrachteten Art wird ein Mediumstrahl gegen die Materialfläche ge­ spritzt, der in Bewegungsrichtung des Beschichtungs­ vorganges eine geringe Breite in der bevorzugten Größen­ ordnung von ca. 3-20 mm hat, während der Mediumstrahl in hierzu senkrechter Richtung verhältnismäßig langge­ streckt ist.

Häufig soll ein Objekt mit einer Spritzvorrichtung der vorstehend skizzierten Art in der Weise beschichtet werden, daß die beschichtete Fläche einen genau vorge­ gebenen Rand erhält, über den sich das aufgespritzte Medium nicht hinaus erstrecken soll. Als Beispiel eines solchen Beschichtungsvorganges, bei dem eine exakte Beschichtungsoberkante gefordert ist, sei das Auf­ spritzen schwarzer Farbe auf die sogenannten Schweller einer Kraftfahrzeugkarosserie genannt, wobei die schwarze Farbe keinesfalls über die obere Randkante des Schwellers hinaus in den Zwischenraum zwischen Fahrzeugtür und Schweller oder gar auf die angrenzenden Bereiche der bereits fertig lackierten Tür geraten darf.

Wenn bei diesem selbstverständlich nur beispielhaften, jedoch typischen Anwendungsfall die bei dem vorange­ gangenen Lackiervorgang der Karosserie auch auf den Schweller aufgetragene Farbe in einem anschließenden Trocknungsvorgang getrocknet wurde, läßt sich eine exakte Oberkante der anschließend aufgespritzten schwarzen Farbe dadurch sicherstellen, daß die an­ grenzenden Bereiche mit einem Klebeband abgedeckt werden, das nach dem Spritzvorgang wieder abgenommen wird. Das Abdecken mit Klebeband ist jedoch ein zeitaufwendiger Vorgang und - wie gesagt - nur bei einem trockenen Unter­ grund möglich.

Es ist auch bereits versucht worden, bei einer Be­ schichtungsfläche mit geradliniger Randkante, wie sie z. B. bei einem Schweller gefordert ist, eine sich über die Länge der Randkante erstreckende Abdeckleiste in einem minimalen Abstand von der noch von einem vorher­ gehenden Lackiervorgang nassen Beschichtungsfläche an­ zuordnen, um auf diese Weise den Mediumstrahl zu be­ grenzen. Da der Mediumstrahl jedoch unter hohem Druck ausgestoßen wird und demzufolge die davor befindliche Luft verdrängt, wird diese teilweise in den langge­ streckten Spalt zwischen der Abdeckleiste und dem zu beschichtenden Objekt gedrückt, wobei hier ein Venturi- Effekt auftritt und die Luft Medium-Partikel mitreißt. Dies hat zur Folge, daß keine scharfe Randkante der Beschichtungsfläche entsteht, vielmehr wird das auf­ gespritzte Medium, beispielsweise schwarze Farbe, von der durch den Venturi-Effekt beschleunigten Luft in die angrenzenden Bereiche mitgerissen und dort abge­ lagert.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spritzvorrichtung der eingangs genannten Art so weiter zu entwickeln, daß sie einen Beschichtungsvorgang mit exakt eingehaltener Randbegrenzung ausführen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Spritzvorrichtung enthält als Abdeckeinrichtung zur Begrenzung des beschichteten Bereichs eine kreisförmige Abdeckscheibe, die während des Spritzvorgangs um ihre Achse rotiert und stets so positioniert ist, daß sie mit einem der zu beschichten­ den Materialfläche am nächsten liegenden Kreisabschnitt den Mediumstrahl begrenzt. Wenn der Mediumstrahl im Verlaufe des Beschichtungsvorganges die zu beschichten­ de Fläche überstreicht, folgt die kreisförmige Abdeck­ scheibe hierbei der Bewegung des Mediumstrahls und begrenzt dessen oberen oder unteren Randbereich, wo­ durch die angestrebte exakte Randkante aus dem nach­ folgend angegebenen Grund erzielt wird.

Da die kreisförmige Abdeckscheibe keinen langgestreckten Spalt zwischen sich und der zu beschichtenden Material­ fläche bildet, sondern - im Falle einer nassen Material­ fläche - einen punktförmigen Zwischenraum minimaler Breite, zu dessen beiden Seiten der Abstand der Abdeck­ scheibe von der zu beschichtenden Materialfläche zu­ nehmend ansteigt, tritt zwischen der kreisförmigen Ab­ deckscheibe und der Materialfläche kein Venturi-Effekt auf, so daß keine Medium-Partikel in den Zwischenraum zwischen der Abdeckscheibe und der Materialfläche mit­ gerissen werden können. Dies bedeutet, daß die Abdeck­ scheibe den schmalen, scharfen Mediumstrahl exakt "abschneidet", wodurch eine haarscharfe Randbegrenzung der Beschichtungsfläche entsteht.

Hierbei ist wichtig, daß die kreisförmige Abdeckscheibe während des Spritzvorganges rotiert, da sich an ihrer Abdeckfläche das abgeschirmte Medium anlagert. Wenn die Abdeckscheibe während eines Spritzvorganges von einem zugehörigen Motor mit einer solchen Geschwindigkeit um ihre Achse gedreht wird, daß sie dabei maximal eine volle Umdrehung ausführt, ist gewährleistet, daß stets ein neuer, von Medium freier Umfangsabschnitt der Ab­ deckscheibe den Mediumstrahl begrenzt.

Die Größe der Abdeckscheibe ist auf geeignete Weise auf die Länge der zu beschichtenden Materialfläche ab­ zustimmen. Wenn die Abdeckscheibe eine solche Größe hat, daß ihr Umfang wenigstens mit der Länge des Be­ grenzungsrandes der Beschichtungsfläche übereinstimmt, kann die Abdeckscheibe so gedreht werden, als ob sie an der Materialfläche abrollen würde, wodurch praktisch stets ein von abgelagertem Medium freier Randbereich der Abdeckscheibe den Mediumstrahl "abschneidet".

Die vorliegende Erfindung umfaßt selbstverständlich auch eine solche Ausgestaltung, bei der zwei Abdeck­ scheiben angeordnet sind, die dann eine haarscharfe Oberkante und Unterkante des Beschichtungsbereiches gewährleisten können.

Die Abdeckscheibe sollte nach jedem einzelnen Be­ schichtungsvorgang gereinigt werden, damit keine Ablagerungen die Exaktheit der Randbegrenzung beein­ trächtigen können. Daher wird erfindungsgemäß vor­ geschlagen, daß die Spritzvorrichtung mit einer Rei­ nigungseinrichtung für die Abdeckscheibe versehen ist, in der die Scheibe vorzugsweise mittels Bürsten und gegebenenfalls unter Einsatz eines Reinigungsmittels gereinigt wird.

In näherer Ausgestaltung der Erfindung wird vorge­ schlagen, daß die Spritzvorrichtung einen Rahmen mit in Längsrichtung verlaufenden Schienen aufweist, auf denen ein Schlitten verfahrbar ist, an dem die Spritz­ einrichtung und die Abdeckscheibe gehalten sind. Der Schlitten wird zweckmäßigerweise von einem Motor an­ getrieben.

Der Rahmen kann beispielsweise stationär neben einem Förderband oder einer Lackierstraße angeordnet sein, auf der beispielsweise in einem bestimmten Takt Kraft­ fahrzeugkarosserien durchlaufen, deren Schweller nach einem vorausgegangenen Lackiervorgang schwarz be­ schichtet werden. Wenn die Spritzvorrichtung nach einem Vorschlag der Erfindung eine Tasteinrichtung, beispiels­ weise einen mechanischen Tastarm hat, der unter das Objekt fährt, um dessen Lage zu erfassen, kann eine mit der Tasteinrichtung verbundene Steuereinrichtung vor Beginn eines Spritzvorgangs die Spritzeinrichtung und die Abdeckscheibe positionieren, beispielsweise auf die der jeweiligen (im gewissen Umfang variablen) Lage entsprechende Höhe einstellen, wozu die Spritzeinrich­ tung und die Abdeckscheibe vertikal bewegbar angeordnet sind. Wenn dann die Karosserie eine bestimmte Position erreicht hat, kann der Schlitten mit der Spritzein­ richtung und der Abdeckscheibe in entgegengesetzter Richtung zur Förderrichtung der Karosserie entlang des Rahmens verfahren werden.

Die Spritzeinrichtung enthält wenigstens eine Spritz­ pistole, die den schmalen, langgestreckten Medium­ strahl erzeugt, der die Beschichtung im Bereich der angestrebten scharfen Randkante vornimmt. Abgesehen davon, daß zur Erzeugung einer weiteren scharfen Ober- oder Unterkante eine weitere, derartige Spritzpistole vorgesehen sein kann, kann die Spritzeinrichtung auch eine oder mehrere weitere Spritzpistolen enthalten, die in einem mittleren Bereich einen großflächigen Medium­ strahl abgibt, wobei dieser Strahl keine scharfe Rand­ begrenzung erfahren soll.

Um die Abdeckscheibe nach jedem Spritzvorgang schnell und einfach reinigen zu können, wird vorgeschlagen, daß sie an Schwenkarmen gehalten ist, die von einem Schwenkantrieb betätigbar sind, wobei die Abdeckscheibe vorzugsweise um eine vertikale Achse um etwa 90° ver­ schwenkbar ist. Die an dem Rahmen vorgesehene Reini­ gungseinrichtung kann beispielsweise rotierende Bürsten aufweisen, an denen die verschwenkte Abdeck­ scheibe mit der zu reinigenden Fläche anliegt, worauf­ hin die Abdeckscheibe von ihrem Motor mit im Vergleich zum Spritzvorgang erheblich erhöhter Drehzahl gedreht wird, wobei die anhaftenden Mediumreste in kürzester Zeit entfernt werden. Bei dieser schnellen und wir­ kungsvollen Reinigung der Abdeckmaske erweist sich wiederum die Scheibenform als äußerst vorteilhaft, so daß die Taktzeit des Spritzvorgangs durch den Reini­ gungsvorgang praktisch nicht verlängert ist. Die gereinigte Abdeckscheibe wird zweckmäßigerweise mit einem Luftstrom getrocknet, bevor sie wieder zurück­ verschwenkt wird.

Mit der erfindungsgemäßen Spritzvorrichtung läßt sich ein Beschichtungsvorgang mit einer oder zwei in Be­ wegungsrichtung des Beschichtungsvorgangs verlaufenden exakt geradlinigen, scharfen Randkanten ausführen, auch wenn die zu beschichtende Materialfläche sich in einem nassen Zustand befindet, so daß sie nicht abge­ klebt werden könnte. Der scharfe Rand wird automatisch durch die mit geeigneter Geschwindigkeit rotierende kreisförmige Abdeckscheibe erzeugt, die anschließend schnell und einfach wieder gereinigt werden kann und erneut einsatzbereit ist. Die Spritzvorrichtung ist für alle spritzbaren Medien geeignet und kann nicht nur auf ebenen Beschichtungsflächen eine scharfe Rand­ kontur erzeugen, sondern beispielsweise auch an einem zu beschichtenden kreiszylindrischen Objekt, das während des Spritzvorganges um seine Achse gedreht wird, während Spritzeinrichtung und Abdeckscheibe in ihren Positionen verbleiben.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen auf weitgehend schematische Weise:

Fig. 1 in einer reinen Schemaskizze das erfindungs­ gemäße Prinzip beim Spritzen eines Schwellers einer Kraftfahrzeugkarosserie;

Fig. 2 die ungefähre Querschnittsform des schmalen Mediumstrahls einer Hochdruck-Spritzpistole der erfindungsgemäßen Spritzvorrichtung;

Fig. 3 eine Seitenansicht wesentlicher Teile einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spritzvorrichtung;

Fig. 4 eine Aufsicht A-A auf die Ausführungs­ form gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 eine Stirnansicht 8 der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4.

Es wird zunächst auf die Schemaskizze der Fig. 1 Bezug genommen, in der ein Schweller 1 einer Kraftfahrzeug­ karosserie im Querschnitt angedeutet ist, über dem sich eine Fahrzeugtür 2 befindet. Zwischen beiden Bauteilen verbleibt ein kleiner Spalt 3.

Üblicherweise wird der Schweller 1 mit der übrigen Karosserie zunächst fertig lackiert, bevor er mit schwarzer Farbe übersprüht wird. Bei diesem Sprühvor­ gang kann die Lackfarbe auf dem Schweller bei Anwendung der erfindungsgemäßen Spritzvorrichtung noch naß sein, so daß kein vorausgegangener Trocknungsvorgang erfor­ derlich ist.

Die erfindungsgemäße Spritzvorrichtung enthält eine obere Spritzpistole 4, die unter hohem Druck von bei­ spielsweise 150 bar einen Mediumstrahl 5 abgibt, der in etwa die in Fig. 2 dargestellte Querschnittsform hat. Unterhalb der Spritzpistole 4 ist eine weitere Spritzpistole 6 gehalten, deren Mediumstrahl nicht schmal, sondern großflächig ist.

Um im Bereich des oberen Randes des Schwellers 1 eine exakt geradlinige Beschichtungsbegrenzung zu er­ halten, die - anders als in der schematischen Darstellung der Fig. 1 - mit der Oberkante des Schwellers 1 über­ einstimmen kann, ist als Sprühstrahlbegrenzung eine kreisförmige Abdeckscheibe 7 angeordnet, deren Zentrum mit einem zugehörigen Motor 8 versehen ist, der die Abdeckscheibe 7 während eines Spritzvorgangs mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit um ihre Achse dreht. Zwischen der zu beschichtenden Materialfläche 9 und der Abdeckscheibe verbleibt dabei ein minimaler Spalt 10, in den jedoch aus den weiter oben dargelegten Gründen keine Mediumpartikel eingesaugt werden, da an diesem Spalt 10 kein Venturi-Effekt auftritt. Die Abdeck­ scheibe 10 "schneidet" mit einem infolge ihrer Rotation stets neuen Umfangsabschnitt den Mediumstrahl 5 derart ab, daß ein haarscharfer, exakt geradliniger Beschich­ tungsrand entsteht.

Wie die Fig. 3 bis 5 zeigen, enthält die Spritz­ vorrichtung einen stationären Rahmen 11 mit zwei Stirnwänden 12, zwischen denen horizontale Schienen 13 verlaufen.

Auf den Schienen 13 ist ein Schlitten 14 verschieblich geführt, der hierzu antriebsmäßig mit einem Motor ver­ bunden ist. An dem Schlitten 14 befindet sich eine Gestängeanordnung 15, an der zwei Spritzpistolen, so­ genannte Mini airless Spritzpistolen 4, 6, sowie die kreisförmige Abdeckscheibe 7 mit ihrem Motor 8 ge­ halten sind. Die Abdeckscheibe 7 ist mit ihrem Motor 9 über eine Schwenkarmeinrichtung 16 an der Gestängean­ ordnung 15 gehalten, wobei ein Schwenkantrieb zum Verschwenken der kreisförmigen Abdeckscheibe 7 ange­ ordnet ist.

Die Spritzpistolen 4, 6 und die Abdeckscheibe 7 sind in vertikaler Richtung verstellbar, und zwar in Ab­ hängigkeit von der jeweiligen Position des zu be­ schichtenden Objekts.

Der Druck, mit dem die Spritzpistolen das spritzbare Medium ausstoßen, ist mittels Druckregler 18 einstell­ bar.

Die Erfindung ist nicht auf den eingangs genannten, bevorzugten Bereich der Breite des Mediumstrahls be­ grenzt, sondern auch bei Mediumstrahlen größerer Breite, z. B. mit Luftzerstäubung, anwendbar, wobei erforderlichen­ falls eine Abdeckscheibe eines größeren Durchmessers an­ geordnet wird.

Claims (10)

1. Spritzvorrichtung zum Beschichten von Material­ flächen mit einem spritzbaren Mediium wie z. B. Farbe, mit einer Spritzeinrichtung, die in einem vorgegebenen Abstand von der Materialfläche relativ zu dieser beweg­ bar ist und beim Spritzvorgang einen in Richtung der Relativbewegung schmalen Strahl des Mediums gegen die Materialfläche richtet, und mit einer Abdeckeinrichtung zur Begrenzung des mit dem Mediuim beschichteten Be­ reichs der Materialfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckeinrichtung eine kreisförmige Abdeck­ scheibe (7) ist, die während des Spritzvorganges um ihre Achse (18) rotiert und stets so positioniert ist, daß sie mit einem der Materialfläche (9) benachbarten Flächenabschnitt den schmalen Mediumstrahl (5) begrenzt.

2. Spritzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rahmen (11) mit Schienen (13), auf denen ein Schlitten (14) verfahrbar ist, an dem die Spritzeinrichtung (4, 6) und die Abdeckscheibe (7) gehalten sind.

3. Spritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzeinrichtung eine in Bewegungsrichtung des Beschichtungsvorganges schmalen, in hierzu senkrechter Richtung langgestreckten Mediumstrahl (5) erzeugende Spritzpistole (4) und ge­ gebenenfalls eine oder mehrere weitere Spritzpistolen (4, 6) aufweist.

4. Spritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner gekennzeichnet durch eine Tasteinrichtung zur Erfassung der Lage des zu beschichtenden Objektes (1) und eine mit der Tasteinrichtung verbundene Steuer­ einrichtung, die vor Beginn eines Spritzvorganges die Spritzpistolen (4, 6) und die Abdeckscheibe (7) posi­ tioniert.

5. Spritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (7) beim Spritzvorgang so positioniert ist, daß ein kleiner Spalt (10) zwischen ihrem Rand und der zu be­ schichtenden Materialfläche (9) verbleibt.

6. Spritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (7) während eines Spritzvorgangs von einem zugehörigen Motor (8) mit einer solchen Geschwindigkeit um ihre Achse (18) gedreht wird, daß sie dabei maximal eine volle Umdrehung ausführt.

7. Spritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsabwicklung der Abdeckscheibe wenigstens so lang ist, wie der Begrenzungsrand der Beschichtungsfläche.

8. Spritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (7) an Schwenkarmen (16) befestigt ist, die von einem Schwenk­ antrieb (17) betätigbar sind.

9. Spritzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner gekennzeichnet durch eine Reinigungseinrichtung für die Abdeckscheibe (7).

10. Spritzvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung Bürsten aufweist, die an der verschwenkten Abdeck­ scheibe (7) anliegen, und daß die Abdeckscheibe (7) beim Reinigungsvorgang mit erhöhter Geschwindigkeit rotiert.