DE4215428A1

DE4215428A1 - Spray gun for workpiece liq. coating - has template with funnel in front of spray nozzle, surrounding spray beam

Info

Publication number: DE4215428A1
Application number: DE19924215428
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl Ing Guebeli; Gilbert Lutz
Original assignee: Wagner International AG
Current assignee: EFTEC Europe Holding AG
Priority date: 1992-05-11
Filing date: 1992-05-11
Publication date: 1993-11-18
Anticipated expiration: 2012-05-12
Also published as: DE4215428C2

Abstract

The spray gun body has a nozzle (10a) at the front end, facing the workpiece, and a connected template, extruding beyond the nozzle. The template has a funnel (14,15), surrounding the spray beam (20), tapering from nozzle side near towards the work side front. The opening dia. of the rear funnel side is larger by a factor of at least 1.5, and that of its front side at least by a factor 1.2 then the max. spray beam extrusion in the respective opening plane. The funnel and the spray gun are mutually adjustable. ADVANTAGE - Facility for sharp linear coating, low-cost template mfr., and easy cleaning.

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.The invention relates to a spray gun for applying flu coating material on a workpiece, with a pistol steering body, a spray nozzle on the front facing the workpiece end of the gun body and one with the gun body bound, projecting beyond the spray nozzle in the direction of the workpiece Stenciling device.

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.When coating workpieces using a spray gun it may be desired or required by the spray gun dispensed spray at least in an area of its cone shaped or flat jet-shaped beam as sharp as possible limit, so that a line-limited application on the coating workpiece takes place. For example, at Spray coating of car bodies, fully assembled are coated more quickly without coating material, such as paint, is deposited on the doors above. In such cases, so-called stenciling devices are used today gene used, consisting essentially of a flat, in a Flat thin sheet running coaxially to the ink jet axis consist of an annular collar at the rear end points with which this limiting plate on the gun body below Gripping the nozzle nut is attached. The sheet extends protrude laterally in a defined length the spray nozzle opening. A disadvantage of this stencil However, is that a significant part of the coating tion material on the side inclined towards the spray Limiter deposits and drips from there, due to the Flow energy of the spray jet, however, includes these drops the workpiece are guided, thus the uniformity of the Coating deteriorates. Also takes place on the front the edge of the boundary plate is a tear off of the paint spray jet, what the desired line-true coating of the workpiece severely impaired.

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.The object of the invention is therefore to use a spray gun Stencil device to improve so that a line sharply defined coating is made possible, but the Stencil device inexpensive to manufacture and easy to is clean. The solution to this problem results from the characterizing features of claim 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.According to the invention, the spray gun with a Scha bloning device connected in the form of a stencil funnel, which tapers towards the workpiece and the spray beam surrounds. The connection between the stencil funnel and The spray gun is activated by an adjustable holder direction causes, wherein the mounting device is formed is that stencil funnel and spray gun against each other are displaceable and / or tiltable.

Besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprü chen gekennzeichnet.Special embodiments of the invention are in the dependent claims Chen marked.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Auf der Zeich nung zeigt:The invention is described below using an exemplary embodiment explained in connection with the drawing. On the drawing shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Sprühpistole mit Schabloniereinrichtung und Fig. 1 is a side view, partly in section, of the spray gun with stenciling device and

Fig. 2 die Sprühpistole mit Schabloniereinrichtung von Fig. 1 in einer Ansicht von hinten in Richtung zum Werkstück. Fig. 2 shows the spray gun with stenciling device of Fig. 1 in a view from the rear towards the workpiece.

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.In the drawing, 10 is a spray gun, 11 is a stenciling device and 12 is a spray gun 10 and stenciling device 11 connecting holding device is designated net. In this embodiment, the stencil device 11 is directly attached to a robot arm, not shown, and carries the spray gun 10 via the mounting device 12 . More specifically, the stenciling device 11 has a bearing ring 13 which is rigidly connected at 14 a and 14 b to the robot arm (not shown) that he mentioned. In the bearing ring 13 , a funnel body 14 is rotatably mounted, which widens conically in the direction of the spray gun 10 . With this - front - funnel body 14 , a second - rear - funnel body 15 is coaxially connected, which also widens conically towards the spray gun 10 and whose front end lies approximately in the plane of the rear end of the front funnel body 14 . The two funnel bodies 14 and 15 together form a stencil funnel.

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. Furthermore, the rear opening of the stencil funnel 14 , 15 is attached to the bearing ring 13 by means of an elongated hole connector 16 via an exciting yoke 17 , the central part 17 a of which is designed as a guide rail for an angle holder 18 . An axis 19 protrudes from the leg of the angle holder 18 perpendicular to the yoke 17 , on which the spray gun 10 is rotatably mounted. The spray gun 10 is thus relative to the bearing ring 13 and thus to the stencil funnel 14 , 15 linearly slidable ver in two axes, which is indicated by the arrows X and Y, and pivotable about the stub 19 .

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.The spray gun 10 has a nozzle 10 a, the axis of which is designated A and which also represents the central axis of the conical spray jet 20 . The axis A runs obliquely to the central axis designated B of the funnel bodies 14 , 15 and the bearing ring 13 . The bearing ring 13 has a rotary drive indicated at 21 for rotating the funnel bodies 14 , 15 about the axis B mentioned.

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.At 22 , a workpiece to be coated is indicated, namely a partial area of a motor vehicle body. The sill 22 a is to be coated without any part of the sprayed paint being deposited on the door 22 b.

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.The device works as follows. First, the stenciling funnel 14 , 15 is brought into position by means of the robot arm (not shown) such that the front edge of the front funnel body 14 is in alignment with the upper edge of the sill 22 a. Then the spray gun 10 is adjusted by linear displacement and / or tilting in such a way that the spray jet to be expected covers the surface to be coated, but is sharply delimited at the above-mentioned sill upper edge by the front edge region of the front funnel body 14 , that is to say the spray jet Can not reach the area above the sill upper edge, in particular the door 22 b. Now the stencil funnel ter 14 , 15 is rotated by means of the drive 21 and the spray gun 10 is switched on. This obviously occurs if part of the spray on the front inner edge region of the Trichterkör pers 14 , but nevertheless the contamination of the funnel 14 remains comparatively low, on the one hand due to the rotation of the funnel 14 and on the other hand that by the annular gap marked with 23 be between front funnel body 14 and rear funnel body 15 air is sucked in, which flows in the manner of an air film along the inner wall of the front funnel body 14 forward towards the workpiece. In addition, a rigidly connected to the bearing ring 13 Scha ber 24 can continuously clean the inner wall of the front funnel body 14 .

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.The size of the funnel 14 , 15 is chosen so that the opening diameter of the rear forehead of the rear funnel body 15 by a factor of 1.5 to 5, that of the front forehead of the front funnel body 14 by a factor of 1.2 to 2 is greater than the maximum Spray jet extension in the respective opening plane, the maximum extension of the spray jet being its diameter in the case of a round jet and its long side length in the case of a flat jet.

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.Especially with air atomizing spray systems, the front edge of the front funnel 14 must be so far away from the workpiece to be coated that the atomizing air and the "cleaning air" entering through the annular gap 23 can escape without entraining paint particles from the workpiece. The funnel 14 , 15 should preferably be inclined with respect to the workpiece in order to allow the air to escape at most of the gap. Wei terhin it is advantageous to attach the scraper 24 so that the paint doctored by gravity can run off at the lowest point of the funnel open further to the rear. But the doctoring may also be carried out so that it occurs at the lowest point of the funnel 14, wherein this deep est portion of the hopper 14 is intended to be outside the workpiece to be coated portion, so that leakage of the flow mitgerisse ne colored particles outside the range of the workpiece and can be caught there.

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.Various drive elements are conceivable for the rotary drive of the funnel bodies 14 , 15 ; For reasons of explosion safety, a compressed air drive is particularly suitable, particularly in the case of spray guns with compressed air atomization, for which compressed air is available anyway.

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.The illustrated embodiment can experience numerous modifications without leaving the scope of the invention. So it is not necessary that the rear funnel body 15 rotates, yes it is even conceivable to get by without any funnel rotation. Furthermore, it is not absolutely necessary to provide two separate funnel bodies 14 and 15 for the stencil funnel, rather the stencil funnel can also be a single funnel body. It may also be sufficient if the rear funnel body 15 is not fully closed or, in the case of a one-piece stencil funnel, the rear area of which is partially cut out. If, in the illustrated embodiment, the stencil device is attached directly to the robot arm and carries the spray gun, it is of course also possible to attach the spray gun directly to the robot arm - displaceable and pivotable - and the stenciling device to the spray gun or else also to be attached directly to the robot arm, whereby in the former case the mounting device 12 , in the second case the attachment device of the spray gun on the robot arm must ensure the adjustable speed.

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.The invention is in particular for on moving devices automatic guns or robots, however, use is also intended for hand-held spray pi stoles possible, then the fastening device for the Inclusion of the funnel on the gun barrel or gun body must follow. Only then can the funnel rotate be when atomizing using compressed air or at least Air-assisted, with the addition of the compressed air supply an appropriate fork for the compressed air for the gun must be provided.

Claims

1. Spray gun for applying liquid coating material to a workpiece, with a gun body, a spray nozzle on the workpiece facing the front end of the gun body and one connected to the gun body, in the direction of the workpiece, the spray nozzle projecting stencil device, characterized in that the Stenciling device has a stencil funnel ( 14 , 15 ) which is arranged in front of the spray nozzle ( 10 a) and surrounds the spray jet ( 20 ) and tapers conically from its rear forehead adjacent to the spray nozzle ( 10 a) against its front forehead facing the workpiece ( 22 ), whereby the opening diameter of the rear forehead is at least a factor of 1.5, that of the front forehead is at least a factor of 1.2 larger than the maximum spray jet extension in the respective opening plane, and that the stencil funnel ( 14 , 15 ) is adjustably connected to the gun body in such a way that stencil funnel ( 14 , 15 ) and spray gun ( 10 ) can be pivoted relative to one another and / or can be displaced linearly transversely to the spray nozzle axis (A).

2. Spray gun according to claim 1 for attachment to a robot terarm, characterized in that stencil funnels ( 14 , 15 ) and spray gun body are connected to one another by means of an adjustable mounting device ( 17 , 18 , 19 ) and the stencil funnel ( 14 , 15 ) rigidly on the robot arm is fixed.

3. Spray nozzle according to claim 1 or 2, characterized in that the stenciling device has a bearing ring ( 13 ) with rotary drive ( 21 ) and that the stencil funnel ( 14 , 15 ) in the bearing ring ( 13 ) is rotatably mounted about its axis (B).

4. Spray gun according to one of claims 1 to 3, characterized in that the opening diameter of the rear forehead of the stencil funnel ( 14 , 15 ) by a factor of 1.5 to 5, that of the front forehead by a factor of 1.2 to 2 is larger than the maximum spray jet extension in the respective opening level.

5. Spray gun according to one of claims 1 to 4, characterized in that the stencil funnel consists of two coaxially arranged funnel bodies ( 14 , 15 ), the front end of the rear funnel body ( 15 ) approximately in the plane of the rear end of the front funnel body ( 14 ), which surrounds it with a radial distance.

6. Spray gun according to one of claims 1 to 5, characterized by a net the front inner surface of the stenciled judge ( 14 , 15 ) doctoring scraper ( 24 ).

7. Spray gun according to one of claims 1 to 6 for electrostatic paint spraying, characterized in that the stencil funnel ( 14 , 15 ) consists of insulating material.