DE4136000A1

DE4136000A1 - Verfahren zum reinigen von spritzbeschichtungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE4136000A1
Application number: DE4136000A
Authority: DE
Inventors: Frank Anthony Troy Mich. Us Taube
Original assignee: SYSTEMS SPECIALTIES FERNDALE MICH US
Current assignee: SYSTEMS SPECIALTIES FERNDALE MICH US
Priority date: 1990-06-04
Filing date: 1991-10-31
Publication date: 1993-05-06
Also published as: US5072881A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen einer automatisch arbeitenden Spritzbeschichtungsvorrichtung, insbesondere einer Spritzlackiervorrichtung, wie es zwischen dem Auftragen verschiedener Beschichtungen bzw. Farben erforderlich ist.

Beim Spritzbeschichten bzw. Spritzlackieren von Gegenständen wie z. B. Kraftfahrzeugen werden automatisch arbeitende Anla gen verwendet, die unterschiedliche Lacktypen und -farben den gleichen Auftragsvorrichtungen (d. h. Spritzpistolen) zuführen. Häufig müssen Kraftfahrzeuge oder Teile eines Kraftfahrzeuges nacheinander mit verschiedenen Farben lackiert werden. Um diesen Farbwechsel durchführen zu können, müssen die zu den Spritzpistolen führenden Leitungen rasch gereinigt bzw. gespült werden, um zu vermeiden, daß sich die verschiedenen Farben mischen. Gegenwärtig erfolgt dieser Reinigungsvorgang in der Weise, daß abwechselnd Luft und Lösungsmittel durch die Zufuhrleitungen gepulst werden. Wenn sich auch mit dieser Methode die Anlage wirksam reini gen läßt, wäre es jedoch erwünscht, die für diesen Vorgang erforderlich Zeit zu reduzieren. Außerdem muß bei diesem Reinigungsvorgang eine vergleichsweise große Menge des Lösungsmittels verwendet werden, was im Hinblick auf die Umweltschädlichkeit derartiger Lösungsmittel immer kriti scher wird.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein Verfahren zum Reinigen der Strömungskanäle einer automatisch arbeitenden Spritzbeschichtungsvorrichtung angegeben werden, das rascher arbeitet und weniger Lösungsmittel benötigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie vorteilhafte Ausgestal tungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen gekennzeichnet.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden das Lösungsmit tel und das Druckgas mittels eines Mischventiles mit ver stellbarem Mischverhältnis gemischt, und das Mischventil gibt dann das Gemisch aus Luft und Lösungsmittel an die zu reinigenden Strömungskanäle ab. Das zu verwendende Misch ventil ist in der Lage, unabhängig von Druckänderungen der zu mischenden Medien ein vorgegebenes Verhältnis zwischen den beiden getrennten Strömungsmedien aufrechtzuerhalten.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine beträchtliche Kosteneinsparung aufgrund einer deutlichen Verringerung der erforderlichen Lösungsmittelmenge, was darüber hinaus im Hinblick auf die immer strenger werdenden Umweltschutzvor schriften von Vorteil ist.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer Farbzufuhranlage mit einer Einrichtung zum Reinigen dieser Anlage gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Mischventil zum Durchführen des Verfahrens der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt in schematischer Weise eine Farb- bzw. Lackier anlage 10, wie sie z. B. beim Lackieren von Kraftfahrzeugen oder dergleichen verwendet wird. Wie gezeigt, besitzt die Lackieranlage 10 eine Spritzkabine 12 mit mehreren Spritz pistolen 14, die an verschiedenen Stellen angeordnet sind, um eine in der Spritzkabine angeordnete Kraftfahrzeug- Karosserie oder dergleichen zu lackieren. Ein Leitungssystem 16 ist zwischen einer Zufuhrleitung 18 und den entsprechen den Spritzpistolen 14 angeordnet und dient dazu, die jewei lige Farbe von einem entfernt angeordneten Vorrat 20 zuzu führen. Der entfernt angeordnete Vorrat 20 besteht aus mehreren Lackbehältern 22, die jeweils einen Lack einer bestimmten Farbe enthalten.

Mehrere pneumatisch betätigte Ventile 24 sind nebeneinander angeordnet, um die entsprechenden Farben von den Behältern 22 über Zufuhrleitungen 26 zuzuführen. Außerdem sind eine Quelle 28 für Betätigungsluft und eine zugehörige Steuerein richtung 30 für die Betätigung der Ventile 24 vorgesehen.

Soweit bis jetzt beschrieben, ist die obige Lackieranlage typisch für die heute beim Lackieren eingesetzten Anlagen. Wenn bei einer solchen Anlage ein Ventil 24 geöffnet wird, fließt ein Beschichtungsmaterial bzw. Lack einer bestimmten Farbe bzw. eines bestimmten Typs unter Druck aus einem Behälter 22 zu den Spritzpistolen 14 über die Zufuhrleitung 18 und das Leitungssystem 16. Wenn der Gegenstand vollstän dig beschichtet worden ist, wird das Ventil 24 geschlossen, wodurch der Fluß des Beschichtungsmaterials unterbrochen wird. Die Zufuhrleitung 18, das Leitungssystem 16 und die Spritzpistolen 14 enthalten jedoch noch sämtlich etwas Lack bzw. Beschichtungsmaterial und müssen daher gereinigt bzw. gespült werden, ehe eine andere Farbe aufgetragen wird.

Zu diesem Zweck ist ein Mischventil 32 mit verstellbarem Mischverhältnis am einen Ende der Anordnung aus den Ventilen 24 angeschlossen, und zwar an dem von der Zufuhrleitung 18 abgewandten Ende. Eine Druckquelle 34 für Lösungsmittel ist über ein Steuerventil 36 an einem Einlaß des Mischventils 32 angeschlossen, und eine Druckluftquelle 38 ist mit dem anderen Einlaß des Mischventils 32 verbunden, und zwar wiederum über ein ein- und ausschaltbares Steuerventil (40).

Wie am besten aus Fig. 2 hervorgeht, besitzt das Ventil 32 ein Gehäuse 44 mit einem Strömungskanal 56, der sich von dem Einlaß 48 zu einer Kammer 58 erstreckt, in welcher sich in der sich eine Anordnung 52 mit unveränderlichen Steueröff nungen befindet. Die Anordnung 52 besteht aus einer mit Gewinde versehenen ersten Platte 60 mit einer exzentrischen Durchlaßöffnung 62 und einer zweiten Platte 64 mit einer exzentrischen Durchlaßöffnung 66, die die exzentrische Durchlaßöffnung 62 teilweise überlappt, so daß eine unver änderliche Steueröffnung gebildet wird. Ferner ist ein mit Gewinde versehener Haltering 68 vorgesehen, der dazu dient, die Platte 64 in der gewünschten Umfangslage zu positio nieren sowie sie in strömungsdichter Anlage an der Platte 60 zu halten.

Die Anordnung 54 ist praktisch identisch mit der Anordnung 52, wobei sich entsprechende Teile mit den gleichen Bezugs ziffern, ergänzt um ein ′, versehen wurden.

Eine Anordnung 50 mit veränderlichen Steueröffnungen weist einen Steuerschieber 70 auf, der beweglich innerhalb einer sich seitlich durch das Gehäuse 44 erstreckenden Bohrung 72 angeordnet ist. Die entgegengesetzten Enden der Bohrung 72 sind durch Verschlußteile 74, 76 abgedichtet verschlossen; jeder der Verschlußteile 74, 76 enthält einen Vorsprung, der sich in die Bohrung 72 erstreckt, um die Bewegung des Ventilschiebers 70 zu begrenzen. Der Ventilschieber 70 besitzt einen zentralen Abschnitt 77 verringerten Durch messers und zwei diametral verlaufende Kanäle 78, 79 benach bart zu seinen entgegengesetzten Enden; die Kanäle 78, 79 münden außen in Ringnuten 80, 82. Zentral liegende axiale Kanäle 64, 66 verlaufen von den entgegengesetzten Enden des Ventilschiebers 70 nach innen und münden in entsprechenden Kanälen 78, 79. Einsätze 88, 90 sind in die äußeren Enden jedes der axialen Kanäle 84, 86 eingepaßt und sind jeweils mit einer Durchtrittsöffnung versehen, deren Querschnitt kleiner als der der Kanäle 84, 86 ist. Ein Kanal 92 verläuft vom Kanal 56 zu einer Ringnut 94 in der Seitenwand der Boh rung 72. Wie gezeigt, sind die Ringnuten 80 und 94 relativ zueinander so angeordnet, daß zwischen ihnen unabhängig von der axialen Stellung des Ventilschiebers 70 eine Strömungs verbindung sichergestellt ist.

Das Gehäuse 44 enthält ferner einen Kanal 96, der vom Einlaß 46 zu einer Seite der Bohrung 72 verläuft, und einen zweiten relativ kurzen Kanal 98, der von der gegenüberliegenden Seite der Bohrung 72 zur Kammer 58′ verläuft. Wie gezeigt, münden die Kanäle 96, 98 in die Bohrung 72 auf diametral gegenüberliegenden Seiten der Bohrung, und sie sind gering fügig axial versetzt zueinander, obgleich sie sich überlap pen, und stehen mit dem von dem Abschnitt 77 verringerten Durchmessers gebildeten Raum in Verbindung. Wenn sich der Ventilschieber 70 nach rechts (in Fig. 2) bewegt, verringert die linke Seitenwand des Abschnittes 77 den Verbindungsbe reich zwischen den Kanälen 96 und 98, wodurch der dort herrschende Druckabfall erhöht wird. In der gleichen Weise vergrößert sich bei einer Bewegung des Ventilschiebers nach links der Verbindungsbereich zwischen den Kanälen 96 und 98, wodurch der Druckabfall an der dort vorgesehenen veränder lichen Steueröffnung verringert wird.

Die Öffnungen 66 und 66′ münden beide in eine gemeinsame Auslaßkammer 100, welche mit einer einzigen Auslaßöffnung 102 versehen ist, durch die die nun gemischten Strömungs medien abgegeben werden, um beim Reinigen der Ventilkanäle sowie der Zufuhrleitung 18, des Leitungssystems 16 und der Spritzpistolen 14 eingesetzt werden zu können.

Wenn im Betrieb der Lackiervorgang beendet worden ist, werden die entsprechenden Ventile 36 und 40 gleichzeitig geöffnet, so daß sowohl Lösungsmittel wie auch Druckluft dem Mischventil 32 zugeführt werden.

Das Lösungsmittel strömt somit durch den Einlaß 48 mit einem Druck P₁, und die mit dem Lösungsmittel zu mischende Druck luft strömt durch den Einlaß 46 mit einem Druck P₂. Der Druck P₂ sollte geringfügig größer sein als der Druck P₁, vorzugsweise um mindestens 0,28 bar (4 psi), wenngleich höhere oder niedrigere Druckunterschiede zur Betätigung des Ventils 32 verwendet werden können. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß der Druck der Druckluft kleiner als zweimal der Einlaßdruck P₁ des Lösungsmittels sein muß, um zu ver meiden, daß im Ventil 42 Schallgeschwindigkeit auftritt. Wenn auch, wie oben beschrieben, die Lösungsmittelquelle mit dem Einlaß 48 verbunden ist, kann jedoch stattdessen die Luftquelle mit diesem Einlaß verbunden werden; in diesem Fall sollte der Druck des Lösungsmittels geringfügig größer als der Druck der Druckluft sein.

Das Lösungsmittel fließt durch den Kanal 46 in die Kammer 58 und dann durch die von den sich überlappenden Öffnungen 62, 66 gebildete Steueröffnung in die Auslaßkammer 100. Außerdem wird der Druck P₁ des Lösungsmittels an die rechte Stirnsei te des Ventilschiebers 70 angelegt, und zwar über den Kanal 92, die Nuten 80, 94, die Kanäle 79, 86 sowie die Durchlaß öffnung im Einsatz 88. Die aus diesem Druck P₁ resultierende Kraft hat die Tendenz, den Ventilschieber nach links (in Fig. 2) zu drücken.

Die Druckluft strömt durch den Kanal 96, die von dem Abschnitt 77 und der Öffnung des Kanals 98 gebildete Steuer öffnung, den Kanal 98, die von den sich überlappenden Öff nungen 62′, 66′ gebildete Steueröffnung in die Auslaßkammer 100, in der sie sich mit dem Lösungsmittel mischt, um sie durch die Auslaßöffnung 102 zu verlassen. Wenn die Druckluft durch die veränderliche Steueröffnung strömt, erfolgt ein Druckabfall, derart, daß die Druckluft im Kanal 98 einen Druck P₃ besitzt. Dieser Druck P₃ wird an die linke Stirn seite des Ventilschieber 70 angelegt, und zwar über die Kanäle 78, 84 sowie die Durchlaßöffnung im Einsatz 90, um eine nach rechts (in Fig. 2) gerichtete Kraft auf den Ventilschieber auszuüben. Da die entgegengesetzten Stirn seiten des Ventilschiebers 70 im wesentlichen den gleichen Querschnitt haben, bewegt sich der Ventilschieber entweder nach rechts oder links (in Fig. 2), um hierdurch den Druck abfall an der veränderlichen Steueröffnung zu modulieren, bis der Druck P₃ gleich dem Druck P₁ ist. Irgendwelche anschließend erfolgenden Änderungen des Drucks P₁ oder P₂ haben eine Verstellung des Ventilschiebers 70 und somit eine Modulation des Druckabfalls an der veränderlichen Steuer öffnung zur Folge, derart, daß der Druck P₃ wieder gleich dem Druck P₁ wird. Da jede der unveränderlichen Steuer öffnungen, die von den sich überlappenden Öffnungen 62, 66 und 62′, 66′ gebildet werden, in die gemeinsame Auslaßkammer 100 münden und somit dem gleichen Strömungsmittel-Rückdruck ausgesetzt sind und unmittelbar stromaufwärts von P₃ gleich P₁ ist, ist das Strömungsvolumen direkt proportional dem Öffnungsquerschnitt der entsprechenden Öffnungen. Sie lassen sich somit in einfacher und bequemer Weise durch Drehen der Platten 64 und 64′ einstellen, um für das gewünschte Misch verhältnis von Lösungsmittel und Druckluft zu sorgen. Wenn dieses Sollverhältnis einmal eingestellt ist, werden die Halteringe 68 und 68′ festgezogen, um die entsprechenden Platten 64, 64′ in ihrer Lage bezüglich der Platten 60, 60′ zu verriegeln, worauf die Endplatte 104 am Gehäuse 44 befestigt werden kann.

Das Gemisch aus Lösungsmittel und Luft strömt durch den Auslaß 102 in den zentralen Kanal der Ventile 24 und dann durch die Zufuhrleitung 18, das Leitungssystem 16 und die Spritzpistolen 14, wobei sie diese reinigen. Da das Lösungs mittel und die Druckluft gleichzeitig zugeführt werden und eine wesentlich kleinere Menge an Lösungsmittel benötigt wird, ist die zum Reinigen der Anlage erforderliche Zeit wesentlich kürzer, was eine wesentlich kürzere Totzeit zwischen dem Auftragen verschiedenartiger Beschichtungen ermöglicht. Erste Untersuchungen haben gezeigt, daß die Menge des Lösungsmittels ungefähr auf ein Sechstel derjeni gen Menge verringert werden kann, die bei dem herkömmlichen Verfahren mit alternierender Lösungsmittel- und Druckluftzu fuhr erforderlich war. Diese Verringerung des Lösungsmittels ist sowohl in ökonomischer wie auch in ökologischer Hinsicht von erheblichem Vorteil.

Wenn die zum Reinigen der Anlage erforderliche Menge des Gemisches aus Lösungsmittel und Luft durch die Anlage geschickt worden ist, wird das Ventil 36 geschlossen, wodurch die Abgabe von Lösungsmittel aus der Lösungsmittel quelle 34 beendet wird. Vorzugsweise sollte das Ventil 40 doch noch eine kurze Zeit offen bleiben, damit Druckluft allein durch die Anlage strömen kann, um Lösungsmittelreste zu entfernen und somit die Möglichkeit einer Verdünnung der anschließend aufzubringenden Beschichtung zu vermeiden.

Claims

1. Verfahren zum Reinigen der Strömungskanäle einer automatisch arbeitenden Spritzbeschichtungsvorrich tung, die verschiedene Beschichtungen nacheinander auftragen kann, wobei das Verfahren darin besteht, daß:
eine Druckquelle für ein Lösungsmittel vorgesehen wird,
ein Vorrat eines Druckgases vorgesehen wird,
gleichzeitig über Steuerventile das Lösungsmittel und das Druckgas einem Mischventil zugeführt werden,
der Strom des Druckgases relativ zum Strom des Lösungsmittels mit Hilfe des Mischventiles so geregelt wird, daß unabhängig von Druckänderungen des Druckgases und der Druckquelle des Lösungsmittels ein im wesentlichen konstan tes vorgegebenes Verhältnis zwischen diesen aufrechterhalten wird,
das Lösungsmittel und das Druckgas in dem vorgege benen Verhältnis gemischt werden und
das Gemisch aus Lösungsmittel und Gas durch die Strömungskanäle der Spritzbeschichtungsvorrichtung geschickt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß als Gas Druckluft verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel bei einem ersten Druck innerhalb eines ersten vorgegebenen Druckbereiches und das Gas bei einem Druck innerhalb eines zweiten vorgegebenen Druckbereiches zugeführt werden, wobei der zweite Druckbe reich größer als der erste Druckbereich ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil für das Lösungsmittel vor dem Steuerventil für das Druckgas geschlossen wird, damit das Druckgas in den Strömungskanälen verbleibendes Lösungsmittel entfernen kann.