DE4021174A1 - Anlage zum durchlauf-vakuum-fluessigbeschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Durchlauf-Vakuum-Flüssigbeschichten der Kanten von Werkstücken, bei der wenigstens ein Förderer zum Transportieren der Werkstücke vorgesehen und an der Förderstrecke eine Kantenbeschichtungskammer einer Vakuum-Beschichtungsvorrichtung vorgesehen ist, welche ein Gehäuse aufweist, in dem sich ein Vorrat an Beschichtungsflüssigkeit befindet, die mittels einer Förderpumpe sowie durch ein Filter aus dem Vorrat in die Beschichtungskammer förderbar ist, wobei das Gehäuse mit einem Vakuumerzeuger über Luftreinigungseinrichtungen verbunden ist, einen zum Inneren der Beschichtungskammer offenen Gehäuseinnenräume und in diesem eine Lackabscheideeinrichtung mit wenigstens einer Prallplatte aufweist.

Anlagen der eingangs genannten Art gewinnen innerhalb der letzten Jahre zunehmende Bedeutung. Sie zeichnen sich durch große Umweltfreundlichkeit aus. Vorteile wirtschaftlicher Art werden erzielt, weil der Verbrauch an Beschichtungsflüssigkeiten auf ein Minimum reduziert ist und kaum noch Verluste an Beschichtungsflüssigkeit auftreten. Die Beschichtungsqualität ist sehr hoch. Die Beschichtungen haben ein Höchstmaß an Gleichmäßigkeit und sind leicht zu trocknen, weil es keine Zonen hoher Beschichtungsfeuchte gleichzeitig neben vergleichsweise geringer feuchten Zonen gibt. Die Beschichtungseinrichtungen arbeiten weitgehend verschleißfrei und sind leicht zu reinigen sowie zu warten. Farb- und Beschichtungsmittelwechsel können schnell durchgeführt werden.

Trotz dieser Vorteile sind der bekannten Vakuumbeschichtungstechnik Anwendungsgrenzen gesetzt. Die Gründe sind vielseitig.

Einer dieser Gründe ist der Raumanspruch der bekannten Vakuumbeschichtungsvorrichtungen. Wenn z. B. alle vier Kanten eines plattenförmigen Werkstücks lackiert oder anderweitig beschichtet werden sollen, und wenn diese Arbeit in einem einzigen Werkstückdurchlauf ausgeführt werden soll, dann sind bisher auch vier Vakuumbeschichtungsvorrichtungen erforderlich.

Da das Gehäuse dieser bekannten Vakuumbeschichtungsvorrichtungen relativ groß ist und unabhängig von der jeweiligen Bauart immer beidseitig über die Konturen der Beschichtungskammer hinausragt - im günstigsten Fall um mindestens 500 mm - ergibt sich entsprechende seitliche Ausladung über die Außenkonturen des jeweiligen Förderers für die Werkstücke.

Wenn in einem Arbeitsgang längs eines Förderers die zwei gegenüberliegenden Kanten eines Werkstückes beschichtet werden sollen, also zwei Vakuumbeschichtungsvorrichtungen aufgestellt werden müssen, dann addiert sich die seitliche Ausladung auf 2×500 mm=1 m.

Außerdem gehören zu jeder Vakuumbeschichtungsvorrichtung Vakuumerzeuger, die neben dem Gehäuse aufgestellt werden müssen. Die Filter und die Förderpumpe für die Beschichtungsflüssigkeit müssen zwecks Reinigung, Wartung, Farbwechsel usw. leicht und bequem zugänglich sein, dazu ist Platz erforderlich.

Bei weitgehend oder vollautomatisierten Fertigungsanlagen ist dieser beanspruchte Platz oft entweder gar nicht vorhanden oder muß unter Inkaufnahme von Nachteilen, nicht zuletzt unter Inkaufnahme mehr oder weniger großer Kosten, geschaffen werden.

Ein weiterer Grund der dem verbreiteten Einsatz der bekannten Vakuumbeschichtungsvorrichtungen minderlich ist, besteht in der begrenzten Flexibilität gegenüber einem Wechsel der Formate der Werkstücke. Es ist zwar bekannt, die Beschichtungskammern verstellbar, einstellbar oder auswechselbar auszubilden, bei der Kantenbeschichtung z. B. reicht aber diese Anpaßbarkeit nicht aus.

So werden z. B. in modernen Fertigungsanlagen die Förderer so gestaltet, daß ihre Breite in großem Umfang einstellbar ist. So können etwa einmal sehr breite, tafelförmige Werkstücke und nach entsprechender Ein- oder Umstellung, ein andermal extrem schmale Werkstücke gehandhabt werden. Kantenbeschichtungskammern bekannter Vakuumbeschichtungsvorrichtungen können in derart großem Umfang nicht quer zum Förderer verstellt werden, weil die Gehäuseposition vom breitesten Werkstück bestimmt wird. Um auch die Kanten sehr schmaler Werkstücke beschichten zu können, müßte die ganze Vorrichtung, d. h. das Gehäuse samt Nebenaggregaten, verschoben werden. Es ist offensichtlich, daß ein solches Vorgehen problematisch ist.

Ideal vom Arbeitsergebnis und vom Platzbedarf her ist, wenn zwei gegenüberliegende Kanten eines Werkstücks gleichzeitig beschichtet werden. Bei besonders schmalen Werkstücken ist dieses Vorgehen mit den bekannten Vakuumbeschichtungsvorrichtungen nicht verwirklichbar, denn die relativ großen Gehäuse usw. lassen extreme Annäherungen zweier Kantenbeschichtungskammern nicht zu. Also müssen diese Arbeiten nachteiligerweise längs des Förderers nacheinander durchgeführt werden. Dadurch müssen wiederum die Förderer länger sein, wodurch der Platzbedarf vergrößert wird usw.

Wenn bei bekannten Vakuumbeschichtungsvorrichtungen Wechsel der Farben oder der Beschichtungsflüssigkeit-Arten durchgeführt werden müssen, dann ergibt sich trotz aller Vorteile dieser Vorrichtungen dennoch viel Arbeit. Nach dem Entfernen der vorher verwendeten Farbe müssen alle Einzeleinrichtungen gereinigt werden, bevor neue Farbe eingefüllt werden kann. Dabei muß insbesondere auf Sauberkeit "toter Ecken und Winkel" im System geachtet werden. Solche "toten Ecken" können bei bekannten Vakuumbeschichtungsvorrichtungen entstehen. Sie machen unter Umständen eine Reinigung von Hand erforderlich. Aber auch ohne diese Handarbeit ist der gesamte Arbeitsablauf aufwendig, schließlich müssen alle Vorgänge an der Maschine geschaltet werden usw., wodurch Zeit vergeht.

Bei einer Anlage, die z. B. vier Kantenbeschichtungen durchführt, müssen entweder vier Fachkräfte gleichzeitig an den vier Vakuumbeschichtungsvorrichtungen arbeiten, andernfalls fällt die Anlage bei der Farbumstellung so lange aus, bis alle vier Vorrichtungen nacheinander umgestellt sind. Solche Zeitverluste sind normalerweise nicht tolerierbar. Der gleichzeitige Einsatz von vier entsprechend qualifizierten Fachkräften ist aber auch nachteilig, zumindest hinsichtlich der Personalkosten. Es muß auch bedacht werden, daß sich vier Personen bei unter Raumnot untergebrachten Vakuumbeschichtungsvorrichtungen beim Arbeiten gegenseitig behindern.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der beliebig viele Kantenbeschichtungen ohne die bisher üblichen, mit der Vakuumtechnik verbundenen Raumprobleme durchgeführt werden können, bei der die Schwierigkeiten bei der Anpassung der Position der Beschichtungseinrichtungen an Werkstücke mit stark wechselnden Formaten vermieden werden und bei der der Betrieb der Vakuumbeschichtungstechnik bis hin zum Farbwechsel und bis zur Sicherung bei Störfällen weitgehend automatisiert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich die eingangs genannte Anlage erfindungsgemäß dadurch, daß eine Mehrzahl von Kantenbeschichtungskammern vorgesehen und getrennt vom Gehäuse an beliebigen Stellen des oder der Förderer montierbar ausgebildet sind, daß alle Kantenbeschichtungskammern über eine eigene Vakuumleitung mit dem Innenraum und der Lackabscheideeinrichtung eines einzigen, gemeinsamen Gehäuses verbunden sind, daß alle Kantenbeschichtungskammern eine eigene Lackzuführleitung haben, daß die Förderpumpe druckseitig mit einer Ventilbatterie verbunden ist, welche für jede Kantenbeschichtungskammer bzw. deren Lackförderleitung ein feineinstellbares Ventil aufweist, daß die Förderpumpe saugseitig über eine Saugleitung mit einer Filterbatterie und letztere über eine weitere Saugleitung mit dem Vorrat an Beschichtungsflüssigkeit, z. B. Lack, im Gehäuse verbunden ist, daß alle Filter im Flüssigkeits- bzw. Lackstrom parallel zueinander angeordnet und jeweils einzeln mittels eines im Lackstrom vor dem Filter sowie einem im Lackstrom zur Förderpumpe hinter dem Filter liegenden Absperrventiles vom Lackstromdurchfluß absperrbar sind, daß das Gehäuse getrennt von der Förderpumpe, letztere getrennt von der Filterbatterie und dem Gehäuse sowie, von diesen getrennt, die Vakuumerzeuger unterhalb der Transportebene des bzw. der Förderer, vorzugsweise im Raum unterhalb der Transportebene, angeordnet sind, und daß ein zentraler Schaltschrank zur automatisch gesteuerten Betätigung der Ventile, Pumpen usw. vorgesehen ist.

Um zur Anlage nach der Erfindung zu kommen, mußten zunächst zwei, bei Vakuumbeschichtungsanlagen als selbstverständlich, wenn nicht gar unverzichtbar geltende, Prinzipien überwunden werden.

So war es bisher grundsätzliche Bauweise, daß die Vakuumbeschichtungskammer unmittelbar auf oder an dem Gehäuse befestigt wurde. Außerdem wurden alle Zubehöraggregate, ausgenommen die Vakuumerzeuger, im oder unmittelbar am Gehäuse angeordnet. Die Lackförderpumpe z. B. im Gehäuse unter dem Lacksumpf, bzw. -Vorrat, die Filtereinrichtung seitlich am Gehäuse.

Eine weitere Notwendigkeit war es, je Vakuumbeschichtungskammer - auch Kantenbeschichtungskammer - eine gesamte Vorrichtung - auch Grundmaschine genannt - mit Gehäuse usw. vorzusehen. Umgekehrt ausgedrückt: jedes Gehäuse mit Förderpumpe Filtern usw. konnte nur mit einer einzigen Kantenbeschichtungskammer bestückt werden.

Das ergab sich einerseits aus der Notwendigkeit, die Kantenbeschichtungskammern in bestimmten Positionen am Förderer anzuordnen. Wenn es, wie eingangs geschildert, schon problematisch ist, die optimale Position der Kantenbeschichtungskammern bei einer Vakuumbeschichtungsvorrichtung mit nur einer Kantenbeschichtungskammer einzustellen, dann dürfte dies bei zwei Kammern von vorneherein unmöglich sein.

Aber auch von der Konzeption der Vakuumbeschichtungsvorrichtung her ist es unmöglich, mehr als eine Kantenbeschichtungskammer am Gehäuse anzubauen.

Der Hauptanteil des Gehäuses, oder zumindest ein großer Teil des Innenraumes, wird von der Lackabscheideeinrichtung eingenommen. Bei dieser wird die Trennung von Luft und Flüssigkeit durch Strömungsbeschleunigung und -Verlangsamung sowie durch scharfe Strömungsumlenkung schnell strömender Luft, aber auch durch Schwerkraft oder Sinkscheidung bei langsam aufwärts strömender Luft, vorgenommen. Die Anwendung dieser Techniken setzt voraus, daß das Luft-Lack- bzw. Flüssigkeitsgemisch an einer relativ eng begrenzten Zone des Strömungssystems in das Gehäuse eintritt. Wird das Luft-Lack-Gemisch außerhalb dieser Zone in das Abscheidungssystem eingeleitet, dann tritt ein starker Rückgang des Abscheidungseffektes bzw. der Trennwirkung ein.

Dem eventuellen Versuch, an ein Gehäuse zwei Kantenbeschichtungskammern anzubauen, steht daher schon das Hindernis entgegen, daß diese mit ihren Öffnungen z. B. aus Platzgründen gar nicht innerhalb der genannten Zone angebaut werden können. Eine solche, wegen des Effekts der Lackabscheidung wenn überhaupt mögliche, dann sehr enge benachbarte Anordnung zweier Kantenbeschichtungskammern, wäre aber für die Kantenbeschichtung von Werkstücken völlig unbrauchbar. Zwei Beschichtungen an fast gleichem Ort und zu fast gleicher Zeit sind sinnlos.

Es war daher ein Schritt erheblichen erfinderischen Charakters, das viele Jahre lang praktizierte Grundprinzip der Kompaktbauweise von Vakuumbeschichtungsvorrichtungen aufzugeben und stattdessen eine dezentralisierte Bauweise entsprechend der Anlage gemäß der Erfindung anzuwenden.

Besondere Bedeutung hat dabei die bisher undenkbare Maßnahme, die Kantenbeschichtungskammer als unabhängig vom Gehäuse bewegbare, getrennt, d. h. im Abstand von diesem, positionseinstellbare Einrichtung auszubilden.

Es war von elementarer Bedeutung, daß gefunden wurde, eine Kantenbeschichtungskammer, die über eine Vakuumleitung mit dem Gehäuseinnenraum und über eine Lackzuführleitung mit der Lackförderpumpe verbunden ist, arbeitet genauso vorteilhaft wie eine, wie üblich am Gehäuse unmittelbar montierte Ausführung, und die Qualität der Lackabscheidung erleidet trotz des Strömungsweges des Luft-Lack-Gemisches durch die Vakuumleitung keine Einbuße.

Durch diese Maßnahme sind alle Schwierigkeiten, eine Kantenbeschichtungskammer auch bei extremen Änderungen der Formate der Werkstücke immer an der fertigungstechnisch günstigsten Position am jeweiligen Förderer anzuordnen, auf elegante Weise überwunden.

Gleichzeitig wird durch die Dezentralisierung der Grundmaschine, d. h. die getrennte Ausbildung und Anordnung der einzelnen Einrichtungen sowie dadurch, daß diese Einrichtungen im Raum unter der Transportebene der Förderer angeordnet werden - ggfs. durch höhere Anordnung der Förderer -, das bisherige leidige Raumproblem gelöst. Dabei wird außerdem noch der Vorteil erzielt, daß alle Einrichtungen für Wartung, Pflege, Bedienung, Farbwechsel usw. bequem zugänglich aufgestellt werden können.

Die erfinderische Maßnahme, mehr als eine Vakuumbeschichtungskammer von einer einzigen, dezentralisierten Grundmaschine aus zu versorgen, bzw. zu betreiben, wäre ohne die erfinderische "Loslösung" der Kantenbeschichtungskammer von der Grundmaschine gar nicht möglich. Die Anlage nach der Erfindung führt zu ganz erheblichen weiteren, bisher undenkbaren Vorteilen. Auch wenn die Abmessungen und Leistungen der einzelnen Einrichtungen so groß sein müssen, daß sie der maximal zu betreibenden Anzahl von Kantenbeschichtungskammern entsprechen, ist ihr Raumbedarf dennoch geringer als der von z. B. vier Vakuumbeschichtungsvorrichtungen, wenn z. B. maximal vier Kantenbeschichtungskammern zum Einsatz kommen können. Es wird also Platz gespart.

Außerdem ergibt sich auf vorteilhafte Weise die Möglichkeit einer zentralen Steuerung von mehreren, z. B. vier Kantenbeschichtungskammern. So ist es wesentlich einfacher und mit weniger Personal möglich, die Anlage in Betrieb zu setzen, stillzusetzen oder Farbwechsel durchzuführen.

So hat die Förderpumpe förderseitig eine Ventilbatterie, mit einer der Anzahl der maximal zu betreibenden Kantenbeschichtungskammern entsprechenden Zahl von Ventilen, von denen jedes einzelne feineinstellbar ist, so daß jede Kantenbeschichtungskammer die optimale Menge Beschichtungsflüssigkeit, z. B. Lack, erhält. - Im Text gilt Lack für Beschichtungsflüssigkeiten aller Art als stellvertretender Begriff.

Während es bisher üblich war, die Filter zwischen Lackförderpumpe und Beschichtungskammer, also relativ zur Förderpumpe, druckseitig anzuordnen, sieht die Erfindung eine saugseitige Anordnung mehrerer Filter in Parallelschaltung vor. Damit werden Veränderungen des Filterdurchflusses infolge dessen allmählichen Zusetzens oder Verstopfens als Quelle einer Änderung der Lackfördermenge zur Kantenbeschichtungskammer sicher vermieden.

Weil außerdem mehrere Filter parallel geschaltet sind, ergibt sich ein Summendurchfluß, bei dem sich ein stärkerer Durchflußwiderstand eines einzelnen Filters mit dem geringeren Durchflußwiderstand der anderen Filter mittelt. Die Änderung der Strömung ist daher vergleichsweise geringer. Weil die Filterbatterie saugseitig vor der Förderpumpe liegt, ist der unmittelbare Einfluß von Strömungsänderungen auf die Lackdosierung zu den Kantenbeschichtungskammern wesentlich geringer.

Da jeder einzelne Filter der Batterie durch Ventile aus dem Strömungsweg ein- und ausschaltbar ist, kann ohne Betriebsunterbrechung der Beschichtung ein zugesetzter Filter gereinigt oder ausgetauscht werden. Es ist z. B. denkbar, in der Batterie einen "Reservefilter" außer Betrieb bereit zu halten, der dann gleichzeitig mit dem Abschalten des verbrauchten Filters zugeschaltet wird.

Für eine elegante Lösung eines rechtzeitigen und richtigen Filterwechsels bietet die Technik z. B. Differenzdruckmesser, Strömungs- oder Durchflußmengenwächter oder -Messer, die anzeigen, wann welcher Filter zu reinigen oder zu wechseln ist.

Da erfindungsgemäß mehrere Kantenbeschichtungskammern von einer einzigen Grundmaschine aus betrieben werden, weil die Grundmaschine selbst dezentralisiert ausgebildet und in den einzelnen Einrichtungen, - siehe Filterbatterie, Ventilbatterie usw. -, mannigfaltig diffizil exakt steuerbar ist, ist es erfinderische Konsequenz, einen zentralen Schaltschrank vorzusehen, entsprechende steuerbare Einrichtungen zum Betätigen und Überwachen usw. zu verwenden, so daß der gesammte Betrieb der Beschichtung weitgehend automatisiert, zentral steuerbar ist.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 verhindert bei Störungen, insbesondere z. B. bei Energieausfall, daß der vergleichsweise kleine Lackaufnahmeraum voll- oder überläuft, weil z. B. infolge einer gewissen Trägheit im System noch Lack zuläuft. Das Rohr, das unmittelbar unter der Kantenbeschichtungskammer Lackzufuhrleitung und Vakuumleitung miteinander verbindet, ist normalerweise, also beim Beschichtungsbetrieb, durch das Sperrventil unterbrochen. Dieses Sperrventil arbeitet aber trägheitslos bei Energieausfall - natürlich auch dann, wenn es vom Schaltschrank entsprechend angesteuert wird, indem es öffnet und damit Lackzufuhrleitung und Vakuumleitung verbindet. Weil auch im Vakuumsystem Trägheit herrscht, wird bei offenem Rohr Lack unmittelbar in die Vakuumleitung gesaugt. Auf diese Weise wird auch der Lackaufnahmeraum der Kantenbeschichtungskammer leergesaugt.

Daher wird im Störfall ein Überfüllen oder gar Überlaufen der Kantenbeschichtungskammer verhindert. Aber auch beim Farbwechsel läßt sich die Kantenbeschichtungskammer zentral gesteuert leeren, nach Umsteuern mit Waschflüssigkeit reinigen und dann wieder entleeren, so daß neben der Störfallsicherung auch eine Automatisierung beim Farbwechsel ermöglicht wird.

Bei der Weiterbildung der Anlage, die in Anspruch 3 und 4 offenbart ist, wird eine automatisch arbeitende Lackversorgungseinrichtung vorteilhaft eingesetzt. Die Lackversorgungseinrichtung hat einen Lackcontainer, dessen Inhalt mittels Rührwerks in Bewegung gehalten wird. Aus ihm führt eine Saugleitung durch einen Filter, und eine Versorgungspumpe fördert in das Gehäuse bzw. dessen Lackvorrat. Gesteuert wird das Inbetriebsetzen der Lackversorgungseinrichtung von einem Schwimmer, der auf dem Lackvorrat schwimmend im Gehäuse angeordnet ist. Bei Erreichen oder Unterschreiten eines minimalen Lackfüllstandes schaltet die Lackversorgungseinrichtung ein, bei Erreichen eines Maximal-Lackfüllstandes schaltet sie wieder aus. Der Filter ist gleichermaßen wie die Filterbatterie mittels Differenzdruckschalters überwacht und mittels Ventilen - zwecks Reinigung oder Austausches - aus dem Lackströmungsweg vom zentralen Schaltschrank aus, z. B. per Knopfdruck, ausschaltbar.

Die Lackversorgungseinrichtung bietet aber nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung - siehe Anspruch 4 - die Möglichkeit zur automatischen Lackentleerung der Anlage mit Lackrückführung in den Lackcontainer; wobei auch der Lackvorrat aus dem Gehäuse entfernt wird.

Mittels Mehrwegeventilen in der Saugleitung zum Lackcontainer kann nach Lackentleerung Reinigungsflüssigkeit in die Anlage eingebracht werden. Sie wird dann ähnlich wie beim Beschichten in der Anlage zum Zirkulieren gebracht, reinigt alle Bereiche und wird alsdann nach Umschalten des Mehrwegeventiles ähnlich wie zuvor der Lack aus der Anlage abgezogen und in eine geeignete Auffangeinrichtung abgegeben, um weiter entsorgt zu werden. Zwischenzeitlich wurde ein Lackcontainer mit z. B. anderer Farbe an die Saugleitung angeschlossen, wurden eventuell, soweit erforderlich, Filter gereinigt oder ausgetauscht, so daß die gesamte Anlage mit neuer Farbe betriebsbereit ist, sobald der letzte Rest Waschflüssigkeit abgesaugt ist. Alle erforderlichen Schaltmaßnahmen lassen sich per Knopfdruck oder per Programm vom zentralen Schaltschrank aus steuern oder laufen weitgehend automatisch ab, so daß lediglich der Farbcontainerwechsel und ggfs. der Filterwechsel als menschlicher Arbeitsaufwand erforderlich sind.

Die in Anspruch 5 offenbarte Ausgestaltung führt zu großer Betriebssicherheit und geringem Wartungsaufwand. Kugelventile großen Querschnitts neigen weniger zum Verkleben als andere Ventile und sind auch leicht und bequem durch Spülen mit Reinigungsflüssigkeit zu säubern. Menschlicher Eingriff, um ein hängengebliebenes Ventil freizumachen, ist daher erfindungsgemäß eine große Seltenheit.

Die Kugelventile druckluftgesteuert auszubilden bedeutet Sicherheit und Preisvorteil. Elektrische Betätigung - Magnetventile - könnten beim Umgang mit fein vernebelten Farben wegen deren leichten Entzündbarkeit zu einem Risiko werden, das erfindungsgemäß vermieden wird.

Mehrwegeventile können durch sinnvolles Aneinandersetzen und geeignetes Steuern aus einzelnen, druckluftbetätigbaren Kugelventilen großen Querschnitts bequem zusammengesetzt werden.

Zur Versorgung der druckluftbetätigten Kugelventile ist gemäß Anspruch 6 eine zentrale, geregelte Druckluftquelle vorgesehen, die mittels vom zentralen Schaltschrank aus gesteuerter Magnetventile für die sinnvolle Betätigung der diversen Kugelventile sorgt.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 7 betrifft eine äußerst sinnvolle und vorteilhafte Ausgestaltung, die für die Konstanthaltung des Vakuums in der Anlage, insbesondere in den Kantenbeschichtungskammern von großem Nutzen ist.

Es ist bekannt, daß "zu hohes" Vakuum in der Kantenbeschichtungskammer nachteilig ist und daß das für "zu schwaches" Vakuum ebenfalls gilt. Absolut unerwünscht ist ein "pumpendes" oder schwankendes Vakuum.

Wenn eine Anlage gemäß der Erfindung mit vielen Kantenbeschichtungskammern arbeitet und wenn dabei zufällig bei allen Kantenbeschichtungskammern gleichzeitig Werkstücke eintreten, ggfs. auch noch gleichzeitig austreten (etwa bei quadratischen tafelförmigen Werkstücken), dann entstehen im Vakuumsystem durch Summeneffekt evtl. kräftige Laststöße, die sich zumindest theoretisch, bei bestimmter Trägheit des Vakuumsystems als "Pumpeffekt" aufschaukeln könnten.

Alle solche Nachteile vermeidet das Vakuum-Feinregelventil. Die Regelung kann vielfältig vorgenommen werden. Wenn die Vakuumerzeuger z. B. mit einer gewissen "Überschußleistung" gefahren werden, dann bildet das Vakuum-Feinregelventil ein gewisses, geregeltes Vakuum-Leck, das bei höher werdendem Vakuum größer und bei abnehmendem Vakuum geringer oder unter Umständen sogar geschlossen wird. Wenn das Vakuum-Feinregelventil weitgehend trägheitslos arbeitet und je nach vorherrschenden Vakuumschwankungen entweder eine lineare oder progressive Regelcharakteristik, die ggfs. auch ein- bzw. verstellbar ist, dann kann bei großen Störgrößen dennoch ein nahezu konstantes Vakuum erzielt werden.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 sieht an den Kantenbeschichtungskammern einstellbare, nach oben auslenkbare, in Ruhestellung den jeweiligen Werkstückdurchlaufschlitz abdeckende Ausweichklappen vor.

Für die Funktion der Anlage nach der Erfindung sind diese Ausweichklappen ebenso vorteilhaft wie für die Qualität der Beschichtungsarbeit.

Der Funktionsvorteil besteht darin, daß z. B. dann, wenn mehrere oder gar alle Kantenbeschichtungskammern gleichzeitig von keinem Werkstück durchlaufen, also ohne Ausweichklappen große offene Werkstückdurchlaufschlitze hätten, kein entsprechender starker Abfall des Vakuums eintreten kann, sondern infolge der diese Werkstückdurchlaufschlitze verschließenden Ausweichklappen nur geringe Schwächungen des Vakuums entstehen. Damit fördert diese Ausgestaltung die Arbeitsweise des Vakuum-Feinregulierventiles, verbessert die Konstanz des Vakuums und erlaubt außerdem auch mit geringerer Leistung der Vakuumerzeuger zu fahren, also Energie zu sparen.

Ohne die Weiterbildung nach Anspruch 8 könnten starke Vakuumabfälle infolge gleichzeitigen Freiwerdens mehrerer Kantenbeschichtungskammern nur durch strenges "Takten" des Werkstücktransportes der Förderer vermieden werden, so daß z. B. immer nur höchstens zwei Kantenbeschichtungskammern gleichzeitig ohne Werkstück sein können. Solches "Takten" kompliziert nicht nur die Arbeitsweise der Anlage und erfordert technischen Steuerungsaufwand, sondern macht den Betrieb der Anlage auch störanfällig.

Für die Qualität der Beschichtungsarbeit wirken sich die Ausweichklappen insofern vorteilhaft aus, als jeweils an der Werkstücksvorderkante sowie der Hinterkante, und zwar dann, wenn die Ausweichklappe gerade beginnt nach oben auszuweichen, bzw. nach unten in die Ruhelage zurückzukehren, Spaltöffnungen entstehen, durch die Luft mit hoher Geschwindigkeit in die Kantenbeschichtungskammer strömt und dabei das Vorder- bzw. Hinterende der Werkstückkante intensiv umwirbelt. Solche Strömungsbedingungen sind für die Beschichtung optimal.

Die Anlage nach der Erfindung erweist sich somit als äußerst flexibel bezüglich der Möglichkeit, unterschiedliche Werkstücke an nur einer, an mehreren oder allen Kanten mit vorzüglicher Qualität in einem einzigen Arbeitsdurchlauf mit Flüssigkeit, z. B. Lack, zu beschichten. Weil die jeweils benötigte Anzahl von Kantenbeschichtungskammern einsetzbar ist, weil jede einzelne Kammer unabhängig von der Grundmaschine beliebig an der jeweils erforderlichen Stelle des jeweiligen Förderers angeordnet, auch mit dem Förderer verstellt und verschoben werden kann, sind tatsächlich alle wechselnden und in der Praxis vorkommenden Beschichtungsarbeiten mühelos durchführbar, und zwar insbesondere ohne aufwendige Umrüst- oder Einstellarbeiten.

Weil für alle betriebenen Kantenbeschichtungskammern nur eine einzige, gemeinsame Grundmaschine vorgesehen ist, wird einerseits Platz gespart, andererseits aber auch die Voraussetzung für eine automatisierte, zentrale Steuerung des Beschichtungsbetriebes geschaffen.

Dadurch, daß die Grundmaschine als dezentralisierte Vorrichtung ausgebildet ist, können die erforderlichen Einzeleinrichtungen als leistungsfähige Einzelaggregate wiederum beliebig in Bezug aufeinander an getrennten Plätzen aufgestellt werden.

Neben den betrieblichen Vorteilen führt diese Ausbildung zur Überwindung aller bisherigen Raumprobleme. Alle Einzeleinrichtungen lassen sich bequem unterhalb der Transportebene der Förderanlage, überwiegend sogar im Raum unter der Transportebene, unterbringen bzw. aufstellen. Dazu ist allenfalls eine in der Praxis leicht verwirklichbare, geringe Erhöhung der Transportebene erforderlich. Die dazu erforderlichen, höhenverstellbaren Stützen von Förderern sind in der Praxis sowieso meist schon vorhanden.

Es gehört zu den wesentlichen erfinderischen Vorteilen, daß mit Hilfe der Erfindungsmerkmale nahezu jede schon vorhandene Fertigungsanlage nachträglich auf Vakuumkantenbeschichtung umrüstbar oder nachrüstbar ist.

Die Erfindung schafft außerdem erstmals eine fast vollständig automatisierte Vakuum-Mehrfachkanten­ beschichtungstechnik mit automatischer Überwachung und Regelung, mit weitgehend automatischem Farbwechsel, einschließlich erforderlicher Zwischenreinigung und nicht zuletzt mit umfangreicher Störfallsicherung.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Anlage ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht der erfindungsgemäß ausgebildeten Anlage,

Fig. 2 einen Schemagrundriß des Anlagenteiles gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schema-Blockschaltplan der gesamten Anlage, jedoch ohne Werkstückfördertechnik und

Fig. 4 eine Schemaschnittansicht einer Vakuum- Kantenbeschichtungskammer der Anlage nach der Erfindung.

In den Figuren ist eine Anlage zum Vakuum-Kantenbeschichten von Werkstücken 1 gezeigt, die von Förderern 2 mit ihren Kanten 3 durch Vakuum- Kantenbeschichtungskammern 4 bewegt und weitergefördert werden.

Die an sich beliebig und zweckgebunden ausgestalteten Förderer 2 haben hohe Stützen 5 und eine entsprechend hohe Transportebene, die in der Fig. 1 von der Unterseite der tafelförmigen Werkstücke 1 definiert wird.

Für Werkstücke 1, die unterschiedliche Formate haben, können die Förderer 2 in ihrer Breite verstellt werden - Pfeil 6 in Fig. 1 - und mit ihnen auch, die an ihnen befestigten Kantenbeschichtungskammern 4. Zusätzlich können die Kantenbeschichtungskammern 4 auch in Längsrichtung der Förderer 2 verschoben werden.

Im Beispiel gemäß Fig. 1 und 2 sollen alle vier Kanten 3 des rechteckförmig und plattenförmig gestalteten Werkstücks 1 beschichtet werden. Daher wird das Werkstück 1 vom ersten Förderer 2 quer zu seiner Länge bewegt und durch die einander paarweise an diesem Förderer 2 gegenüberstehenden zwei Kantenbeschichtungskammern 4 mit den kurzen Kanten 3 hindurchgeführt und beschichtet.

Ein zweiter Förderer 2 übernimmt das Werkstück 1 und transportiert es längs zu sich selbst weiter, so daß die an diesem Förderer 2 einander paarweise gegenüberstehend angeordneten zwei Kantebeschichtungskammern 4 die beiden langen Kanten 3 beschichten können.

Der Einsatz von vier Kantenbeschichtungskammern 4 in paarweise gegenübergestellter Anordnung ist aber nur beispielhaft zu verstehen. Mehreckige Werkstücke 1 können auch mehr als vier Kantenbeschichtungskammern 4 erfordern, wenn alle Kanten 3 beschichtet werden sollen. Es können aber auch Werkstücke 1 an nur einer oder nur an zwei Kanten 3 beschichtet werden. Die Anzahl der Kantenbeschichtungskammern 4 und deren Position am jeweiligen Förderer 2 richtet sich nach der jeweils durchzuführenden Arbeit.

Die jeweils in Betrieb befindliche Anzahl von Kantenbeschichtungskammern 4 wird von einer einzigen, gemeinsamen Grundmaschine aus betrieben. Eine weitere Besonderheit der gezeigten Anlage besteht darin, daß diese Grundmaschine aus dezentralisiert, also getrennt voneinander angeordneten Einzeleinrichtungen zusammengesetzt ist und daß diese Einzeleinrichtungen platzsparend und insbesondere bequem zugänglich und bedienbar unter der Transportebene, vorzugsweise im Raum unter den Förderern 2, untergebracht bzw. aufgestellt sind.

Die Darstellung in Fig. 1 und 2 soll dies nun verdeutlichen, ohne aber verbindlich für die gezeigte Lage oder gegenseitige Anordnung zu sein. Jede andere platzsparende, Gegebenheiten angepaßte und bequeme Zugänglichkeit der Einrichtungen gewährende Platzierung erfüllt das mit den Fig. 1 und 2 teilweise dargestellte Prinzip.

So zeigen die Figuren ein Gehäuse 8, in dem sich eine für die Vakuumbeschichtung erforderliche Lackabscheideeinrichtung 9 (Fig. 3) und ein Lack-Vorrat 10 befinden. Der Begriff "Lack" gilt für Beschichtungsflüssigkeiten aller Art.

Zwischen der Lackabscheideeinrichtung 9 und dem Lackvorrat 10 befindet sich ein Schmutzfilter 11.

Zum Vakuumbeschichten ist Vakuum erforderlich, das von mehreren Vakuumerzeugern 12, die als Seitenkanalverdichter ausgebildet sind, aufgebaut wird. Saugleitungen 13 verbinden die Vakuumerzeuger 12 mit Vakuumfiltern 14, die oben auf dem Gehäuse 8 angeordnet sind und mit der Lackabscheideeinrichtung 9 kommunizieren.

Wenigstens eine Lackförderpumpe 15 saugt Lack durch eine Filterbatterie 16 aus dem Lackvorrat 10.

Die Filterbatterie 16 hat mehrere parallel geschaltete Einzelfilter 17. Jedem Einzelfilter 17 ist im Lackstrom ein pneumatisch betätigbares Sperrventil 18 vor- und ein weiteres pneumatisch betätigbares Sperrventil 19 nachgeschaltet (Fig. 3).

Wenigstens ein Sensor, z. B. ein Differenzdruckschalter 20, der den Strömungswiderstand über der Filterbatterie 16 oder über jedem Einzelfilter 17 mißt, zeigt an, wann ein Einzelfilter 17 gereinigt oder gewechselt werden muß. Durch Betätigen der Sperrventile 18, 19 ist diese Maßnahme ohne Betriebsunterbrechung durchführbar.

Druckseitig ist an der Lackförderpumpe 15 eine Ventilbatterie 21 angeschlossen, die ebenso viele feineinstellbare Kugelventile 22 großen Querschnitts aufweist, wie Kantenbeschichtungskammern 4 maximal gleichzeitig betrieben werden sollen. Jedes Kugelventil 22 erlaubt es, den Lackdurchfluß sehr feinfühlig einzustellen, so daß über Lackzuführleitungen 23 jeder Kantenbeschichtungskammer 4 die benötigte Lackmenge zugeführt wird.

Zwischen jeder Kantenbeschichtungskammer 4 und der Lackabscheideeinrichtung 9 verläuft jeweils eine Vakuumleitung 24.

Jede Kantenbeschichtungskammer 4 hat unterhalb der Einmündung der Vakuumleitung 24 ein Rohr 25, das schräg nach oben zur Lackzuführleitung 23 ansteigt und auf seiner Länge ein Sperrventil 26 aufweist, das pneumatisch betätigbar ist und bei Beschichtungsbetrieb in Sperrstellung ist.

Bei Energieausfall oder entsprechender gesteuerter Betätigung öffnet das Sperrventil 26, so daß der Lack aus der Zuführleitung 23 direkt in die Vakuumleitung 24 fließt und gesaugt wird, und auch ein Lacksumpf 27 im Boden der Kantenbeschichtungskammer 4 leergesaugt wird.

Die Kantenbeschichtungskammer 4 hat einen langen Durchgangsschlitz 28 für das Werkstück 1, dessen Kante 3 durchläuft. Dieser Werkstückdurchgangsschlitz 28 ist von einer verstellbaren Ausweichklappe 29 verschließbar, die vom Werkstück 1 hochgeschwenkt wird und nach Passieren des Werkstücks 1 wieder in Sperrichtung zurückfällt.

Die bisher beschriebene Anlage ist von einem zentralen Schaltschrank 30 aus weitgehend automatisiert und steuerbar.

Zur Betätigung der diversen Ventile 18, 19, 22, 26 usw. dient eine geregelte Druckluftquelle.

Zur Automatisierung gehört z. B. eine Vakuumregelung in Form eines Vakuum-Feinregelventiles 32, welches den Innenraum des Gehäuses 8 geregelt mit der Außenluft verbindet und so Vakuumschwankungen ausgleicht.

Im Lackvorrat 10 befindet sich ein Schwimmerschalter 33, der bei abnehmender Lackmenge selbstätig eine Lackversorgungseinrichtung 34 in Betrieb setzt. Diese Lackversorgungseinrichtung 34 besteht aus einem Lackcontainer 35 mit Rührwerk 36, einer Lackversorgungspumpe 37, die über einen Filter 38 und eine Saugleitung 39 Lack aus dem Container 35 zieht und in den Lackvorrat 10 abgibt. Mehrwegeventile 40, 41, 42 und Sperrventile 43, 44 erlauben einen automatischen Farbwechsel einschließlich Reinigung des Systems. Zum Entleeren des Lacks wird Ventil 40 zum Filter 38 und zum Lackvorrat 10 geöffnet, jedoch zur Saugleitung 39 gesperrt, Ventil 41 wird dagegen zum Lackvorrat 10 gesperrt und zur Saugleitung 39 und Förderseite der Lackversorgungspumpe 37 geöffnet. Wird die Lackversorgungspumpe 37 bei dieser Ventilstellung betrieben, dann wird der Lackvorrat abgesaugt und in den Lackcontainer 35 zurückgeführt.

Werden die Ventile 40, 41 wieder zurückgestellt und das Ventil 42 über Ventil 44 und dieses zu einer Reinigungswasserquelle geöffnet, dann kann die Anlage mit Reinigungswasser gespült werden. Dabei werden die Sperrventile 26 zunächst zugeschlossen und anschließend geöffnet.

Rückstellung des Ventiles 44 und Öffnung des Ventiles 43 sowie Umstellung der Ventile 40 und 41 bewirken Absaugung des Reinigungswassers und Abgabe an eine Auffangeinrichtung.

Nach Aufstellen eines neuen Lackcontainers und Rückstellung der Ventile 42, 40, 41 in die Ursprungsstellung wird neuer Lack in den Lackvorrat 10 eingespeist, und der Betrieb kann wieder beginnen.

Zur Automatisierung gehört eine zusätzliche Lackförderpumpe 15′ zur Optimierung bei Spitzenlast, die parallel zur Hauptpumpe 15 arbeitet.

Da Flüssigkeit, also Lack, immer schneller auf Solldruck und Sollfördermenge gebracht werden kann, ein Vakuum dagegen Zeit braucht, um beim Anfahren oder auch Herunterfahren zu reagieren, könnte während solcher Phasen relativ zum Vakuum zuviel Lack in die Kantenbeschichtungskammern 4 gefördert werden, diese eventuell sogar zum Überlaufen bringen.

Dagegen hilft eine Hilfspumpe 45, die über Sperrventile 46 mit der Saugseite der beiden Lackförderpumpen 15, 15′ verbunden ist. Bei Öffnung der Ventile 46 und Betätigung der Hilfspumpe 45 zirkuliert eine große Menge Lack zwischen Lackvorrat 10, Filterbatterie 16 und Lackvorrat 10, wird also den Lackförderpumpen 15, 15′ entzogen.

Bei Energieausfall öffnen die Sperrventile 26 automatisch und verhindern ein Überlaufen der Kantenbeschichtungskammern.

Der Schaltschrank 30 kann die diversen pneumatischen Betätigungen mittels Magnetventilen einer Pneumatiksteueranlage durchführen. Alle Lackventile sind Kugelventile großen Querschnitts die verklebungsfrei arbeiten und beim Spülen leicht zu reinigen sind.

Als Lack fördernde Pumpen eignen sich Membranpumpen geeigneter Leistung, weil auch bei diesen durch Spülung leicht automatisch gereinigt werden kann.

Alle in den Ansprüchen, der Beschreibung und/oder den Zeichnungen dargestellten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Der Schutzumfang der Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die Merkmale der einzelnen Ansprüche, sondern auch auf deren Kombination.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr stellt dieses nur eine vorteilhafte Ausgestaltungsform des Erfindungsgedankens dar.

Claims (8)

1. Anlage zum Durchlauf-Vakuum-Flüssigbeschichten der Kanten von Werkstücken, bei der wenigstens ein Förderer zum Transportieren der Werkstücke vorgesehen und an der Förderstrecke eine Kantenbeschichtungskammer einer Vakuum-Beschichtungsvorrichtung vorgesehen ist, welche ein Gehäuse aufweist, in dem sich ein Vorrat an Beschichtungsflüssigkeit befindet, die mittels einer Förderpumpe sowie durch ein Filter aus dem Vorrat in die Beschichtungskammer förderbar ist, wobei das Gehäuse mit einem Vakuumerzeuger über Luftreinigungseinrichtungen verbunden ist, einen zum Inneren der Beschichtungskammer offenen Gehäuseinnenraum und in diesem eine Lackabscheideeinrichtung mit wenigstens einer Prallplatte aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl von Kantenbeschichtungskammern (4) vorgesehen und getrennt vom Gehäuse an beliebigen Stellen des oder der Förderer (2) montierbar ausgebildet sind,
daß alle Kantenbeschichtungskammern (4) über eine eigene Vakuumleitung (24) mit dem Innenraum und der Lackabscheideeinrichtung (9) eines einzigen, gemeinsamen Gehäuses (8) verbunden sind,
daß alle Kantenbeschichtungskammern (4) eine eigene Lackzuführleitung (23) haben,
daß die Förderpumpe (15) druckseitig mit einer Ventilbatterie (21) verbunden ist, welche für jede Kantenbeschichtungskammer (4) bzw. deren Lackförderleitung (23) ein feineinstellbares Ventil (22) aufweist, daß die Förderpumpe (15) saugseitig über eine Saugleitung mit einer Filterbatterie (16) und letztere über eine weitere Saugleitung mit dem Vorrat (10) an Beschichtungsflüssigkeit, z. B. Lack, im Gehäuse (8) verbunden ist,
daß alle Filter (17) im Flüssigkeits- bzw. Lackstrom parallel zueinander angeordnet und jeweils einzeln mittels eines im Lackstrom vor dem Filter (17) sowie einem im Lackstrom zur Förderpumpe (15) hinter dem Filter (17) liegenden Absperrventiles (18, 19) vom Lackstromdurchfluß absperrbar sind,
daß das Gehäuse (8) getrennt von der Förderpumpe (15), letztere getrennt von der Filterbatterie (16) und dem Gehäuse (8) sowie, von diesen getrennt die Vakuumerzeuger (12) unterhalb der Transportebene des, bzw. der Förderer (2), vorzugsweise im Raum unterhalb der Transportebene, angeordnet sind,
und daß ein zentraler Schaltschrank (30) zur automatisch gesteuerten Betätigung der Ventile, Pumpen usw. vorgesehen ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Kantenbeschichtungskammer (4) unterhalb der Einmündung der Vakuumleitung (24) und der Lackzuführleitung (23) ein beide Leitungen verbindendes Rohr (25) aufweist,
und daß in diesem Rohr (25) ein bei Betrieb der Kantenbeschichtungskammer (4), das Rohr (25) sperrendes Sperrventil (26) eingebaut ist, welches bei Energieausfall eine Offenstellung einnimmt, wodurch Lackzuführleitung (23) und Vakuumleitung (24) bei Energieausfall vor der Kantenbeschichtungskammer (4) miteinander verbunden sind.

3. Anlage nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine automatisch arbeitende Lackversorgungseinrichtung (34) vorgesehen ist,
daß diese aus einem Lack- oder Farbcontainer (35) mit motorisch angetriebenem Rührwerk (36), einer Lackversorgungspumpe (37) mit saugseitig angeordnetem Filter (38) und im Lackcontainer mündender Saugleitung (39) sowie im Gehäuse in den Flüssigkeits- bzw. Lackvorrat (10) mündender Versorgungsleitung (47) besteht,
daß der Flüssigkeitsstand des Vorrats (10) im Gehäuse (8) mittels Schwimmers (33) überwachbar und durch schwimmergesteuertes Ein- und Ausschalten der Lackversorgungseinrichtung (34) innerhalb eingestellter Grenzen konstanthaltbar ist.

4. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in die Saug- sowie in die Versorgungsleitung (39, 47) der Lackversorgungseinrichtung (34) Sperr- und Mehrwegeventile (40 bis 44) eingebaut sind,
daß mit der Saugleitung (39) eine Speiseeinrichtung für Reinigungsflüssigkeit und eine Aufnahmeeinrichtung für Schmutzflüssigkeit ventilgesteuert verbindbar sind.

5. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ventile als druckluftbetätigbare Kugelventile mit großem Querschnitt ausgebildet sind.

6. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale, geregelte Druckluftquelle (31) mit vom Schaltschrank (30) steuerbaren Magnetventilen zur Betätigung der druckluftbetätigbaren Kugelventile vorgesehen ist.

7. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Gehäuseinnenraum ein zur Außenluft offenes Vakuum-Feinregelventil (32) mündet.

8. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kantenbeschichtungskammer (4) vor ihrem parallel zur Förderrichtung verlaufenden Werkstückdurchlaufschlitz (28) eine einstellbare, vom Werkstück (1) nach oben auslenkbare, in Rückstellung den Werkstückdurchlaufschlitz (28) abdeckende Ausweichklappe (29) aufweist.