DE4215428A1 - Sprühpistole - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühpistole zum Auftragen von flüs­ sigem Beschichtungsmaterial auf ein Werkstück, mit einem Pisto­ lenkörper, einer Sprühdüse am dem Werkstück zugewandten Vorde­ rende des Pistolenkörpers und einer mit dem Pistolenkörper ver­ bundenen, in Richtung zum Werkstück die Sprühdüse überragenden Schabloniereinrichtung.

Beim Beschichten von Werkstücken mittels einer Sprühpistole kann es erwünscht oder erforderlich sein, den von der Sprühpistole abgegebenen Sprühstrahl zumindest in einem Bereich seines kegel­ förmigen oder flachstrahlförmigen Strahls möglichst scharf ab­ zugrenzen, so daß ein linienbegrenztes Applizieren auf dem zu beschichtenden Werkstück erfolgt. So sollen beispielsweise beim Sprühbeschichten von Autokarosserien, die komplett montiert sind, schneller beschichtet werden, ohne daß sich Beschichtungs­ material, etwa Farbe, auf den darüber liegenden Türen ablagert. In solchen Fällen werden heute sogenannte Schabloniereinrichtun­ gen verwendet, die im wesentlichen aus einem flachen, in einer Ebene koaxial zur Farbstrahlachse verlaufenden dünnen Blech bestehen, welches am hinteren Ende einen ringförmigen Bund auf­ weist, mit dem dieses Begrenzungsblech am Pistolenkörper unter Umgreifen der Düsenmutter befestigt ist. Das Blech erstreckt sich dabei trapezartig in einer definierten Länge seitlich vor der Sprühdüsenöffnung. Nachteilig bei diesen Schabloniereinrich­ tungen ist jedoch, daß sich ein erheblicher Teil des Beschich­ tungsmaterials an der dem Sprühstrahl zugeneigten Seite des Begrenzungsbleches ablagert und von dort abtropft, aufgrund der Strömungsenergie des Sprühstrahles jedoch diese Tropfen mit auf das Werkstück geleitet werden, womit die Gleichmäßigkeit der Beschichtung verschlechtert wird. Außerdem erfolgt an der Vor­ derkante des Begrenzungsbleches ein Abriß des Farbsprühstrahls, was die angestrebte liniengetreue Beschichtung des Werkstücks stark beeinträchtigt.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Sprühpistole mit Schabloniereinrichtung so zu verbessern, daß eine linienförmig scharf begrenzte Beschichtung ermöglicht wird, dabei aber die Schabloniereinrichtung kostengünstig herstellbar und leicht zu reinigen ist. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Gemäß der Erfindung wird also die Sprühpistole mit einer Scha­ bloniereinrichtung in Form eines Schabloniertrichters verbunden, der sich in Richtung zum Werkstück hin verjüngt und den Sprüh­ strahl umgibt. Die Verbindung zwischen Schabloniertrichter und Sprühpistole wird dabei durch eine einstellbare Halterungsein­ richtung bewirkt, wobei die Halterungseinrichtung so ausgebildet ist, daß Schabloniertrichter und Sprühpistole gegeneinander querverschiebbar und/oder kippbar sind.

Besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Auf der Zeich­ nung zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Sprühpistole mit Schabloniereinrichtung und

Fig. 2 die Sprühpistole mit Schabloniereinrichtung von Fig. 1 in einer Ansicht von hinten in Richtung zum Werkstück.

Auf der Zeichnung ist mit 10 eine Sprühpistole, mit 11 eine Schabloniereinrichtung und mit 12 eine Sprühpistole 10 und Scha­ bloniereinrichtung 11 verbindende Halterungseinrichtung bezeich­ net. Dabei ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Schablonier­ einrichtung 11 unmittelbar an einem nicht-dargestellten Roboter­ arm befestigt und trägt über die Halterungseinrichtung 12 die Sprühpistole 10. Genauer gesagt, die Schabloniereinrichtung 11 weist einen Lagerring 13 auf, der bei 14a und 14b mit dem er­ wähnten nicht-dargestellten Roboterarm starr verbunden ist. In dem Lagerring 13 ist ein Trichterkörper 14 drehbar gelagert, der sich in Richtung zur Sprühpistole 10 hin konisch erweitert. Mit diesem - vorderen - Trichterkörper 14 ist koaxial ein zweiter - hinterer - Trichterkörper 15 verbunden, der sich ebenfalls zur Sprühpistole 10 hin konisch erweitert und dessen Vorderstirn in etwa in der Ebene der Hinterstirn des vorderen Trichterkörpers 14 liegt. Die beiden Trichterkörper 14 und 15 bilden gemeinsam einen Schabloniertrichter.

Weiterhin ist an dem Lagerring 13 mittels Langloch-Verbinder 16 ein die hintere Öffnung des Schabloniertrichters 14, 15 über­ spannendes Joch 17 befestigt, dessen Mittelteil 17a als Füh­ rungsschiene für einen Winkelhalter 18 ausgebildet ist. Von dem zum Joch 17 senkrechten Schenkel des Winkelhalters 18 steht eine Achse 19 ab, auf welcher die Sprühpistole 10 drehbar gelagert ist. Die Sprühpistole 10 ist somit relativ zum Lagerring 13 und damit zum Schabloniertrichter 14, 15 in zwei Achsen linear ver­ schiebbar, was durch die Pfeile X und Y angedeutet ist, sowie um den Achsstummel 19 schwenkbar.

Die Sprühpistole 10 weist eine Düse 10a auf, deren Achse mit A bezeichnet ist und die zugleich die Mittelachse des konischen Sprühstrahls 20 darstellt. Die Achse A verläuft schräg zu der mit B bezeichneten Mittelachse der Trichterkörper 14, 15 und des Lagerrings 13. Der Lagerring 13 weist einen bei 21 angedeuteten Drehantrieb zum Drehen der Trichterkörper 14, 15 um die erwähnte Achse B auf.

Bei 22 ist ein zu beschichtendes Werkstück angedeutet, nämlich eines Teilbereichs einer Kraftfahrzeugkarosse. Dabei soll der Schweller 22a beschichtet werden, ohne daß dabei sich ein Teil der versprühten Farbe auf der Tür 22b niederschlagen kann.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen. Zunächst wird mittels des nicht-gezeichneten Roboterarms der Schabloniertrichter 14, 15 in Position gebracht, derart, daß sich die Vorderkante des vorderen Trichterkörpers 14 in Ausfluchtung mit der Oberkante des Schwellers 22a befindet. Daraufhin wird die Sprühpistole 10 durch lineares Verschieben und/oder Kippen derart eingestellt, daß der zu erwartende Sprühstrahl die zu beschichtende Schwel­ lerfläche überdeckt, an der erwähnten Schweller-Oberkante jedoch durch den vorderen Randbereich des vorderen Trichterkörpers 14 scharf begrenzt wird, der Sprühstrahl also den Bereich über der Schwelleroberkante, insbesondere die Tür 22b, nicht erreichen kann. Nunmehr wird mittels des Antriebs 21 der Schabloniertrich­ ter 14, 15 in Umdrehung versetzt und die Sprühpistole 10 einge­ schaltet. Dabei trifft zwar ersichtlichenfalls ein Teil des Sprühstrahls auf den vorderen Innenrandbereich des Trichterkör­ pers 14, trotzdem aber bleibt die Verschmutzung des Trichters 14 vergleichsweise gering, zum einen aufgrund der Drehung des Trichters 14 und zum anderen dadurch, daß durch den mit 23 be­ zeichneten Ringspalt zwischen vorderem Trichterkörper 14 und hinterem Trichterkörper 15 Luft angesaugt wird, die in Art eines Luftfilms längs der Innenwand des vorderen Trichterkörpers 14 nach vorne in Richtung zum Werkstück strömt. Zusätzlich kann aber auch noch ein starr mit dem Lagerring 13 verbundener Scha­ ber 24 die Innenwand des vorderen Trichterkörpers 14 fortlaufend reinigen.

Die Größe der Trichter 14, 15 ist so gewählt, daß der Öffnungs­ durchmesser der Hinterstirn des hinteren Trichterkörpers 15 um einen Faktor 1,5 bis 5, derjenige der Vorderstirn des vorderen Trichterkörpers 14 um den Faktor 1,2 bis 2 größer ist als die maximale Sprühstrahlerstreckung in der jeweiligen Öffnungsebene, wobei die maximale Erstreckung des Sprühstrahls bei einem Rund­ strahl sein Durchmesser, bei einem Flachstrahl seine lange Sei­ tenlänge ist.

Besonders bei luftzerstäubenden Sprühsystemen muß die Vorderkan­ te des vorderen Trichters 14 vom zu beschichtenden Werkstück so weit entfernt sein, daß die Zerstäuberluft und die durch den Ringspalt 23 eintretende "Reinigungsluft" ohne Farbpartikel vom Werkstück mitzureißen entweichen kann. Dabei sollte vorzugsweise der Trichter 14, 15 gegenüber dem Werkstück geneigt sein, um die Luft an dem größten Teil des Spaltes entweichen zu lassen. Wei­ terhin ist es von Vorteil, den Schaber 24 so anzubringen, daß die von ihm abgerakelte Farbe durch Schwerkraft am tiefsten Punkt des nach hinten weiter offenen Trichters ablaufen kann. Die Abrakelung kann aber auch so vorgenommen werden, daß sie an der tiefsten Stelle des Trichters 14 erfolgt, wobei diese tief­ ste Stelle des Trichters 14 außerhalb des zu beschichtenden Werkstückteiles liegen soll, so daß von der Strömung mitgerisse­ ne Farbpartikel außerhalb des Bereichs des Werkstücks austreten und dort aufgefangen werden können.

Für den Drehantrieb der Trichterkörper 14, 15 sind verschiedene Antriebselemente denkbar; aus Gründen der Explosionssicherheit eignet sich besonders ein Druckluftantrieb, insbesondere bei Sprühpistolen mit Druckluftzerstäubung, denen ja Druckluft so­ wieso zur Verfügung steht.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel kann zahlreiche Abwandlun­ gen erfahren, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So ist es nicht erforderlich, daß der hintere Trichterkörper 15 sich dreht, ja es ist sogar denkbar, überhaupt ohne Trichter­ drehung auszukommen. Weiterhin ist es nicht zwingend erforder­ lich, für den Schabloniertrichter zwei gesonderte Trichterkörper 14 und 15 vorzusehen, vielmehr kann der Schabloniertrichter auch ein einziger Trichterkörper sein. Auch kann es genügen, wenn der hintere Trichterkörper 15 nicht voll geschlossen, bzw. bei einem einstückigen Schabloniertrichter dessen hinterer Bereich teil­ weise ausgeschnitten ist. Wenn bei dem dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel die Schabloniereinrichtung unmittelbar am Roboter­ arm befestigt ist und die Sprühpistole trägt, so ist es selbst­ verständlich auch möglich, die Sprühpistole unmittelbar am Robo­ terarm - verschieb- und schwenkbar - zu befestigen und die Scha­ bloniereinrichtung an der Sprühpistole oder aber ebenfalls un­ mittelbar am Roboterarm zu befestigen, wobei im ersteren Fall die Halterungseinrichtung 12, im zweiten Fall die Befestigungs­ vorrichtung der Sprühpistole am Roboterarm für die Verstellbar­ keit sorgen muß.

Die Erfindung ist zwar insbesondere für an Bewegungseinrichtun­ gen oder Robotern befestigten, sogenannten Automatikpistolen, bestimmt jedoch ist ein Einsatz auch bei handgeführten Sprühpi­ stolen möglich, wobei dann die Befestigungseinrichtung für die Aufnahme des Trichters am Pistolenlauf oder Pistolenkörper er­ folgen muß. Die Rotation des Trichters kann nur dann realisiert werden, wenn die Zerstäubung mittels Druckluft oder zumindest luftunterstützt erfolgt, wobei dazu von der Druckluftzuführung zur Pistole eine entsprechende Abgabelung für die Druckluft vorgesehen werden muß.

Claims (7)

1. Sprühpistole zum Auftragen von flüssigem Beschichtungsmate­ rial auf ein Werkstück, mit einem Pistolenkörper, einer Sprühdüse am dem Werkstück zugewandten Vorderende des Pistolen­ körpers und einer mit dem Pistolenkörper verbundenen, in Rich­ tung zum Werkstück die Sprühdüse überragenden Schablonierein­ richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schabloniereinrichtung einen vor der Sprühdüse (10a) angeordneten, den Sprühstrahl (20) umgebenden Schabloniertrichter (14, 15) aufweist, der sich von seiner der Sprühdüse (10a) benachbarten Hinterstirn gegen seine dem Werkstück (22) zugewandten Vorderstirn konisch verjüngt, wobei der Öffnungsdurchmesser der Hinterstirn zumindest um den Faktor 1,5, derjenige der Vorderstirn zumindest um den Faktor 1,2 größer ist als die maximale Sprühstrahlerstreckung in der jeweiligen Öffnungsebene, und daß der Schabloniertrichter (14, 15) mit dem Pistolenkörper verstellbar derart verbunden ist, daß Schabloniertrichter (14, 15) und Sprühpistole (10) relativ ge­ geneinander verschwenkbar und/oder quer zur Sprühdüsenachse (A) linear verschiebbar sind.

2. Sprühpistole nach Anspruch 1 zum Anbringen an einem Robo­ terarm, dadurch gekennzeichnet, daß Schabloniertrichter (14, 15) und Sprühpistolenkörper mittels einer verstellbaren Halterungseinrichtung (17, 18, 19) miteinander verbunden sind und der Schabloniertrichter (14, 15) starr am Roboterarm befe­ stigt ist.

3. Sprühdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schabloniereinrichtung einen Lagerring (13) mit Drehantrieb (21) aufweist und daß der Schabloniertrichter (14, 15) im Lagerring (13) um seine Achse (B) drehbar gelagert ist.

4. Sprühpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Öffnungsdurchmesser der Hinterstirn des Schabloniertrichters (14, 15) um den Faktor 1,5 bis 5, der­ jenige der Vorderstirn um den Faktor 1,2 bis 2 größer ist als die maximale Sprühstrahlerstreckung in der jeweiligen Öffnungs­ ebene.

5. Sprühpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schabloniertrichter aus zwei koaxial hintereinander angeordneten Trichterkörpern (14, 15) besteht, wobei die Vorderstirn des hinteren Trichterkörpers (15) in etwa in der Ebene der Hinterstirn des vorderen Trichterkörpers (14), diese mit radialem Abstand umgebend, liegt.

6. Sprühpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeich­ net durch einen die vordere Innenfläche des Schabloniert­ richters (14, 15) abrakelnden Schaber (24).

7. Sprühpistole nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum elektro­ statischen Farbspritzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schabloniertrichter (14, 15) aus Isolierstoff besteht.