DE4136674C2 - Elektrostatische Farbspritzvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrostatische Farbspritzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

In einer herkömmlichen elektrostatischen Farbspritzvorrichtung (der Begriff "Farbe" ist hier im weitesten Sinn zu verstehen) wird als Funktionseinheit ein Zwischenresevoir zwischen einer Sprühpistole und einer Farbquelle vorgesehen.

Aus der JP-OS 2-2885 (≘ EP 0 317 155) beispielsweise ist eine Farb­ spritzvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs genannten Art bekannt.

Zuerst wird die Farbe aus einer Farbquelle über eine isolierte Leitung in ein Zwischenreservoir geleitet. Dann wird die isolierte Leitung gereinigt und getrocknet, um in einen elektrisch isolierten Zustand zu gelangen, wodurch ein zu der Seite der Farbquelle fließender Leckstrom vermieden wird. In diesem Zustand wird leitende Farbe, an die eine Hochspannung angelegt ist, aus dem Zwischenreservoir einer Spritzpistole zugeleitet, um auf diese Weise einen elektrostatischen Spritzüberzug auf einen Gegenstand oder ein Werkstück aufzubringen.

Dem Zwischenreservoir wird von einer Druckluftquelle Druckluft zu­ geleitet, die leitende Farbe aus dem Zwischenreservoir zu der Spritz­ pistole treibt. Nachdem die Zufuhr leitender Farbe zu der Spritzpistole beendet ist, wird die Druckluft aus dem Zwischenreservoir über einen Entlüftungsmechanismus ausgelassen.

Dabei wird die Druckluft in und aus dem Zwischenreservoir adiabatisch expandiert. Deshalb kühlt sich der Entlüftungsmechanismus ab, wodurch Feuchtigkeit aus der Atmosphäre zu Tau kondensiert. Dadurch kann ein unerwünschter Stromfluß aufgrund des abgelagerten Taus entstehen, wenn die Hochspannung an die leitende Farbe in dem Zwischenreservoir angelegt wird.

Aus Patent Abstract of Japan C-687, 13. Februar 1990, Band 14/Nr. 74 (zu JP 0 1-293154 (A)) ist eine Farbspritzvorrichtung bekannt, bei der zum Verhindern der Taubildung und des Rostens eines Farbwechselven­ tils heiße Luft durch den Innenraum des Ventils geleitet wird, wenn ein Farbspritzventil gesperrt wird. Die warme Luft wird zu einem Luftaus­ laß des Farbwechselventils geleitet, in das Ventil eingeleitet und über einen Auslaß des Ventils ausgeleitet, wenn keine Lackierarbeiten statt­ finden. Es geht also um das Problem, ein Rosten von Teilen der Anlage zu vermeiden, das oben angesprochene Problem der Taubildung an einer Außenfläche eines Entlüftungsrohrs wird dabei nicht angesprochen.

Aus der DE 28 24 664 A1 läßt sich entnehmen, Papier- oder Textil­ bahnen mit einer Flüssigkeit zu besprühen, wobei zur Intensivierung an die Bahn einerseits und an eine über der Bahn befindliche Elektrode andererseits eine Hochspannung gelegt wird. Um zu verhindern, daß sich an der Elektrode Flüssigkeit niederschlägt, wird die Elektrode mit einem Infrarotstrahler erwärmt.

Aus der US 4964569 A ist ein Farbspritzsystem bekannt, bei dem zum Verhindern von Kondensation an einem zu der Sprühvorrichtung führen­ den Luftschlauch eine flexible Isolierung vorgesehen ist, so daß der Luftschlauch warm bleibt.

Durch die vorliegende Erfindung soll eine elektrostatische Farbspritzvor­ richtung angegeben werden, bei der durch Kondensieren entstehender Tau aufgrund der von einem Zwischenreservoir kommenden Druckluft verhindert werden kann, so daß ein unerwünschter Stromfluß beim Anlegen einer Hochspannung an die leitende Farbe wirksam verhindert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Patentanspruch angegeben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt schematisch den Aufbau einer Ausführungsform einer elektrostatischen Farbspritzvor­ richtung gemäß der Erfindung.

Die Figur zeigt eine elektrostatische Farbspritzvorrichtung 400. Die Vorrichtung 400 enthält ein elektrisch isoliertes Zwischenreservoir 412 zur Speicherung leitender Farbe, an die eine Hochspannung angelegt wird, eine Druckluftquelle (einen Druckluft-Zuführmechanismus) 416 zum Bereitstellen von Druckluft in dem Zwischenreservoir 412, wodurch leitende Farbe aus dem Zwischenreservoir in die Spritzpistole 414 geleitet wird, einen Entlüftungsmechanismus 418 zum Ausgeben von Druckluft aus dem Zwischenreservoir 412 nach Abschluß der Zufuhr von leitender Farbe zu der Spritzpistole 414, und einen Kondensations- Verhinderungsmechanismus 420, mit dem verhindert wird, daß der Entlüftungsmechanismus 418 durch Taubildung in Mitleidenschaft gezogen wird.

Das Zwischenreservoir 412 besteht aus elektrisch isolierendem Material und enthält eine erste, durch einen Kolben 422 abgeteilte Zylinderkam­ mer 424 zum Einspritzen leitender Farbe und Reinigungsflüssigkeit, und eine für die Zufuhr von Luft dienende zweite Zylinderkammer 426. Ein geerdeter Farbwechsel-Ventilmechanismus 430 ist über eine Versor­ gungsleitung 428 an die erste Zylinderkammer 424 gekoppelt. Der Farb­ wechsel-Ventilmechanismus 430 enthält ein erstes Spülventil 432 zum Steuern der Zufuhr von Luft (A), Wasser (W) und Reinigungsflüssigkeit (S) oder dergleichen, und außerdem mehrere Farbventile 434a bis 434c, die leitende Farbe unterschiedlicher Farbtöne zu liefern vermögen.

In der Speicherleitung 428 befindet sich ein Sperrventilmechanismus 438 mit einer elektrisch isolierten Leitung 436 aus einem Harz, z. B. Poly­ tetrafluorethylen (PTFE), wobei das Isoliermaterial zumindest in einem Teilbereich der Leitung vorhanden ist. Der Sperrventilmechanismus 438 besitzt Umschaltventile 440a und 440b. Außerdem wird der Sperrventil­ mechanismus 438 betätigt, um das Umschaltventil 440a an der Einlaß­ seite zu veranlassen, entweder den Farbwechsel-Ventilmechanismus 430 oder ein zweites Spülventil 442 auszuwählen für die Steuerung der Zu­ fuhr von Luft (A), des Wassers (W) und der Reinigungsflüssigkeit (S) und dergleichen. Das Umschaltventil 440b ist über eine Ablaufleitung 440 mit einem Altflüssigkeitstank 446 verbunden.

Die Luftquelle 416 steht über ein Strömungssteuerventil 448, ein Ein/Aus-Ventil 450 und eine Leitung 452 für den Entlüftungsmechanis­ mus 418 in Verbindung mit der zweiten Zylinderkammer 426. Eine Leitung 454 des Kondensations-Verhinderungsmechanismus 420 ist als Doppelleitung derart ausgeführt, daß ein Kanal 456 zwischen der Leitung 454 und der Leitung 452 gebildet ist. Die Leitung 454 ist mit einem Ende an die Luftquelle 458 gekoppelt, um trockene Luft zu empfangen, das andere Ende ist an ein Ausgangsport gekoppelt, um die trockene Luft nach außen abzugeben.

Die Luftquelle 416 ist über einen Verstärker 462 an ein Farbströmungs- Steuergerät 464 gekoppelt, um den Luftdruck zu steuern. Der Durchsatz der leitenden Farbe wird von dem Strömungssteuergerät 464 gesteuert.

An die erste Zylinderkammer 424 des Zwischenreservoirs 412 ist über eine Versorgungsleitung 466 eine Sprühpistole 414 gekoppelt. Die Sprühpistole 414 enthält ein Ablaufventil 468 und ein Auslöseventil 470, und sie ist elektrisch mit einer nicht dargestellten Hochspannungsein­ richtung verbunden.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der elektrostatischen Farbspritzvor­ richtung 400 erläutert.

Die erste Zylinderkammer 424 des Zwischenreservoirs 412 wird zunächst über die Speiseleitung 428 mit leitender Farbe eines vorbe­ stimmten Farbtons gefüllt, welche unter Druck von dem Farbventil 434a des Farbwechsel-Ventilmechanismus 430 geliefert wird, und an­ schließend wird die Spritzpistole 414 über die Versorgungsleitung 466 vollständig mit der leitenden Farbe gefüllt. Beim Füllen der Spritzpistole 414 mit der leitenden Farbe wird das Auslöseventil 470 geschlossen, während das Ablaufventil 468 geöffnet wird. Nach Abschluß des Füll­ vorgangs der Spritzpistole 414 mit leitender Farbe wird das Ablaufventil 468 geschlossen.

Dann werden die Umschaltvorgänge der Umschaltventile 440a und 440b des Sperrventilmechanismus 438 durchgeführt, um das zweite Spülventil 442 zu betätigen, damit der Sperrventilmechanismus 438 gereinigt wird, woraufhin Reinigungsflüssigkeit und Wasser zum Reinigen des Sperr­ ventilmechanismus über die Ablaufleitung 444 in den Altflüssigkeitstank 446 ausgeleitet werden. Anschließend wird der Sperrventilmechanismus 438 getrocknet, wodurch der Farbwechsel-Ventilmechanismus 430 und das Zwischenreservoir 412 elektrisch voneinander isoliert werden.

Dann wird über das Strömungssteuerventil 448 und das Ein/Aus-Ventil 450 Druckluft als Treibluft in die zweite Zylinderkammer 426 des Zwischenreservoirs 412 geleitet, wobei die Druckluft von der Luftquelle 416 kommt. Damit wird der Kolben 422 in Richtung auf die erste Zylin­ derkammer 424 versetzt. Demzufolge gelangt leitende Farbe beim Betätigen des Auslöseventils 470 auf das nicht dargestellte Werkstück, wobei eine hohe Spannung an die leitende Farbe gelegt wird.

Wenn das Ein/Aus-Ventil 450 des Entlüftungsmechanismus 418 betätigt wird, um die Leitung 452 derart zu öffnen, daß sie in Verbindung mit der Atmosphäre steht, nachdem die Zufuhr leitender Farbe abgeschlos­ sen ist, wird die Druckluft der zweiten Zylinderkammer 426 des Zwischenreservoirs 412 aus der Leitung 452 über das Ein/Aus-Ventil 450 nach außen gelassen. Hierbei wird die Druckluft adiabatisch expan­ diert, wodurch die Leitung 452 abkühlt. Damit besteht die Möglichkeit der Taubildung oder Kondensation an der äußeren Umfangsfläche der Leitung 452.

Bei dieser Ausführungsform ist die Leitung 454 des Kondensations- Verhinderungsmechanismus 420 derart angeordnet, daß sie die Leitung 452 abdeckt. Zusätzlich wird trockene Luft aus der Luftquelle 458 in den Kanal 456 geleitet, der zwischen der Leitung 454 und der Leitung 452 gebildet ist. Dadurch gelangt trockene Luft durch den Kanal 456 und trocknet die äußere Umfangsfläche der Leitung 452, woraufhin die trockene Luft über das Auslaßport 460 nach außen gelangen kann. Damit läßt sich ein Kondensieren von Feuchtigkeit oder Wasser in der Atmosphäre auf der äußeren Umfangsfläche der Leitung 452 und ein Verbleiben von Tau auf dieser Leitung vermeiden. Damit läßt sich aber auch jeglicher unerwünschter Stromfluß beim Anlegen einer Hochspan­ nung an die leitende Farbe vermeiden. Es besteht die Möglichkeit, den gesamten Spritzvorgang wirksam und in einfacher Weise störungsfrei durchzuführen.

Als Kondensations-Verhinderungsmechanismus 420 dienen die Leitung 454, welche die Leitung 452 bedeckt, und die Luftquelle 458, welche die trockene Luft zwischen die Leitungen 454 und 452 leitet. Bei der Erfindung sind verschiedene Ausgestaltungen und Abwandlungen mög­ lich. Die äußere Umfangsfäche der Leitung 452 kann vor einem Tau- Niederschlag aufgrund von Kondensation dadurch geschützt werden, daß man bis zu einer vorbestimmten Temperatur erwärmte Luft in den Kanal 456 zwischen den Leitungen 454 und 452 einleitet. Außerdem kann der Kondensations-Verhinderungsmechanismus entweder durch die Leitung 454 oder die Leitung 452 des Entlüftungsmechanismus 414 gebildet sein, in dem diese aus wärmeisolierendem Material besteht. Weiterhin kann auch ein Heizmechanismus zum Erhitzen der äußeren Umfangsfläche der Leitung 452 als Kondensations-Verhinderungsmechanismus vorgesehen sein.

Claims (1)

1. Elektrostatische Farbspritzvorrichtung, umfassend:
   ein elektrisch isoliertes Zwischenreservoir (412) zur Aufnahme leitender Farbe, an welche direkt eine Hochspannung angelegt wird;
   einen Druckluft-Zuführmechanismus (416) zum Zuführen von Druckluft zu dem Zwischenreservoir (412), um in dem Zwischenreservoir befind­ liche Farbe einer Spritzpistole (414) zuzuführen; und
   einen Entlüftungsmechanismus (418) zum Abführen von Druckluft aus dem Zwischenreservoir (412) nach außen, nachdem die Zufuhr von Farbe zu der Spritzpistole (414) abgeschlossen ist,
   dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensations-Verhinderungsmecha­ nismus (420) vorgesehen ist, welcher die Außenfläche des Entlüftungs­ mechanismus (418) vor einer Taubildungs-Kondensation schützt, indem

   • a) von einer Luftquelle (458) aus trockene Luft zu einer Außenfläche des Entlüftungsmechanismus (418) geleitet wird, oder
   • b) der Kondensations-Verhinderungsmechnismus (420) ein wärmeiso­ lierendes Material enthält, welches auf der Außenseite des Entlüftungs­ mechanismus (418) angebracht ist, oder
   • c) der Kondensations-Verhinderungsmechanismus (420) eine Heizvorrichtung an dem Entlüftungsmechanismus aufweist.