DE4339301A1 - Farbwechselblock - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Farbwechselblock zum wahlwei­ sen Einspeisen von unterschiedlichen Farben, mit Anschlüs­ sen, die über Speiseleitungen mit Vorratsbehältern für un­ terschiedliche Farben sowie für Druckluft und Reinigungs­ fluid verbunden sind, welcher Farbwechselblock ferner über eine Zuführleitung an eine Farbauftrageinrichtung, Rotata­ tionszerstäuber oder Luftzerstäuber, anschließbar ist und Steuerventile für jeden Anschluß aufweist, die von druck­ fluidführenden Steuerleitungen angesteuert und beauf­ schlagbar sind und zur Unterbrechung der Fluidzufuhr im Farbwechselblock dienen.

Bekannte Farbwechselsysteme, die insbesondere in Lackier­ straßen der Fahrzeugindustrie im Einsatz sind, bestehen üb­ licherweise aus einem langgestreckten quaderförmigen Gehäu­ sekörper an dessen gegenüberliegenden schmalen Längsseiten jeweils Anschlüsse für die zur Verarbeitung vorgesehenen Farben sowie für Druckluft und Reinigungsfluid angeordnet sind. Je nach gewünschter Anzahl der zu verarbeitenden Far­ ben ergibt sich hierbei eine unterschiedliche Länge der Farbwechselgehäuses. Bei der heute üblichen großen Farb­ vielfalt führt dies häufig dazu, daß wegen der hierdurch bedingten Gehäuselänge eine Aufteilung auf zwei Farb­ wechselsysteme oder mehr erforderlich ist. Dies wiederum führt zu Platzproblemen bei der Installation der Farbwechs­ ler, welche möglichst nahe den Farbauftrageinrichtungen an­ geordnet sein sollen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe einen Farbwechsler der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine möglichst kompakte Gestaltung aufweist und kurze Farbwechselzyklen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Übereinstimmung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß der Farbwechselblock kreiszylindrisch ausgebil­ det ist, daß er mit an einer Stirnseite angeordneten An­ schlüssen für die Speise- und Steuerleitungen und mit einem an der gegenüberliegenden Stirnseite angeordneten Anschluß für die Zuführleitung versehen ist und daß der Farbwechsel­ block im Inneren eine Spiralnut aufweist, welche die mit­ tels der Steuerventile absperrbaren Einspeiseanschlüsse mit dem Anschluß für die Zuführleitung verbindet. Aufgrund die­ ser sehr kompakten Gestaltung können auf kleinstem Raum sehr viele Farbanschlüsse realisiert werden, wobei die ge­ ringe Länge der Spiralnut kurze Farbwechselzyklen gestat­ tet.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es dabei vorgesehen, daß die Spiralnut sich von außen nach innen entwickelt, wobei der Beginn der Spiralnut an einem außen liegenden Einspeiseanschluß liegt, der zur Einspeisung von Reinigungsfluid dient. Beginnend bei diesem außen liegenden Einspeiseanschluß setzt sich die Spiralnut zunächst auf dem entsprechenden Kreis fort und verbindet hierbei die darauf befindlichen Einspeiseanschlüsse. Bevor der Kreis jedoch geschlossen ist, d. h. den Ausgangspunkt erreicht, ist die Spiralnut nach innen geführt, um die auf einem weiteren konzentrischen Kreis mit kleinerem Radius angeordneten Ein­ speiseanschlüsse entsprechend sukzessive zu erfassen und schließlich mit dem zentral angeordneten Anschluß für die Zuführleitung zu verbinden.

Die Verbindung der jeweiligen Einspeiseanschlüsse mit der als Farbkanal dienenden Spiralnut erfolgt jeweils über die den Einspeiseanschlüssen zugeordneten Steuerventile, die unmittelbar an die Spiralnut angrenzen und im geschlossenen Zustand bündig mit der Wandung der Spiralnut abschließen. Zum Öffnen des jeweiligen Steuerventils ist vorgesehen, daß sein Dichtkörper, der vorzugsweise als Dichtkegel mit zur Spiralnut weisenden ebenen Basisfläche ausgebildet ist, in die Spiralnut eintaucht und so den Fluidweg freigibt. Beim Schließen legt sich der Dichtkörper an den hierfür vorgese­ henen Dichtsitz an, wobei dieser bündig in die Nutwandung eingepaßt ist, um Hinterschneidungen zu vermeiden, in denen sich Farbreste sammeln können. Gleichwohl ist so auch vermieden, daß die Dichtkörper der jeweiligen Steuerventile in geschlossenen Zustand in die Spiralnut hineinragen und somit die Fluidströmung behindern und gegebenenfalls die Anlagerung von Farbresten an dem Vorsprung ermöglichen.

Hiermit ist ein weiteres Problem bei bekannten Farbwechs­ lern gelöst, welches darin besteht, daß die jeweils mit ei­ nem Absperrventil ausgestatteten Anschlüsse, welche senk­ recht auf den im Farbwechslergehäuse in dessen Längsrich­ tung verlaufenden Zuführkanal einmünden, hier Hinterschnei­ dungen bilden, in denen sich Farbreste absetzen, die nur durch höchst zeitintensive Spülvorgänge beseitigt werden können, was sich wiederum nachteilig auf die erwünschte kurze Taktdauer für die jeweiligen Farbwechselvorgänge aus­ wirkt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spiralnut rechtwinklig zur Längsachse des Farbwechselblocks angeord­ net. Zweckmäßigerweise sind die Steuerventile achsparallel zur Längsachse des Farbwechselblocks in dessen Inneren an­ geordnet.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin­ dung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Farbwechselblock

Fig. 2 einen Querschnitt entlang Schnittlinie II-II in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Farbwechselblock 10 dargestellt, der, wie in Verbindung mit der Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 ersichtlich ist, ein kreiszylindrisches Gehäuse 12 besitzt, abgesehen davon, daß aus fertigungstechnischen Gründen das Gehäuse 12 des Farbwechselblocks 10 aus wenigstens vier kreisscheibenförmigen Gehäuseteilen 13, 14, 15, 16 zusam­ mengesetzt ist.

An der nach oben weisenden Stirnfläche 18 des Gehäuses 12 sind Einspeiseanschlüsse 20 angeordnet, durch welche das jeweilige Farbauftragsfluid bzw. Reinigungsfluid oder Druckluft in den Farbwechselblock 10 eingespeist werden.

An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß die in Fig. 1 gezeigte Abbildung lediglich eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Farbwechselblocks mit zueinander versetzt gezeichneten Schnittebenen wiedergibt, um das prinzipielle Verständnis für die Funktion des Farbwechsel­ blocks besser zu vermitteln.

An die Einspeiseanschlüsse 20 schließt sich jeweils ein als Bohrung ausgeführter Farbkanal 22 an, der über entspre­ chende Querbohrungen 24 zu einem Ventilraum 26 geführt ist. Dieser Ventilraum 26 grenzt an einen in Form einer Spiral­ nut 28 ausgebildeten weiteren Farbkanal an, der wie aus Fig. 2 ersichtlich von außen nach innen gewunden schließlich im Zentrum des Farbwechselblocks 10 endet, wo er sich in einem zentral verlaufenden weiteren Farbkanal 30 fortsetzt, der zu einem Anschluß 32 an der unteren Stirnseite 19 des Gehäuses 12 des Farbwechselblocks 10 führt. Der Anschluß 32 dient zur Verbindung mit einer hier nicht näher dargestell­ ten Farbauftrageinrichtung.

Aus fertigungstechnischen Gründen sind als Fluidkanäle 24 benutzte Querbohrungen mittels eingepreßter Kugeln 25 in einzelne Abschnitte unterteilt. So ist die Zuordnung zu un­ terschiedlichen Fluideinspeiseanschlüssen 20 gewährleistet. Auch ist so mit den Kugeln 25 der Kanalabschluß nach außen möglich.

Gleichlaufend mit den Fluidkanälen 22, d. h. parallel zur Längsachse des Farbwechselblocks 10 sind ferner Steuerven­ tile 34 angeordnet, welche dazu dienen, die Zufuhr des je­ weils ausgewählten Fluids, sei es Farbe, sei es Druckluft oder Reinigungsfluid in die Spiralnut 28 einzuspeisen. Diese Steuerventile 34 sind vorzugsweise druckgesteuert, sie können jedoch auch elektromagnetisch betätigt sein.

Um einen möglichst störungsfreien Betrieb zu gewährleisten, sind die Ventilgehäuse der Steuerventile 34 mit Entlüftun­ gen versehen, die ebenfalls auf eine gemeinsame Entlüf­ tungsleitung 36 geführt sind. Diese gemeinsame Entlüftungs­ leitung 36 ist in gleicher Weise wie der spiralförmige Fluidkanal 28 auch als Spiralnut ausgeführt, jedoch mit entsprechend geringerem Querschnitt als die Spiralnut 28, durch welche Farbauftragfluid bzw. Reinigungsfluid geführt wird. Zur Ansteuerung der Steuerventile 34 sind an der obe­ ren Stirnfläche 18 auf einem konzentrischen Kreis mit klei­ nerem Radius als die Einspeiseöffnungen 20 für Farbfluid und Reinigungsfluid oder Druckluft Anschlüsse 38 vorgese­ hen, desgleichen auch gegebenenfalls am Umfang des Farb­ wechselblocks 10. Über diese Anschlüsse 38 kann jedes Steu­ erventil 34 mit Druckfluid beaufschlagt werden, um seine Öffnung zu erreichen, wobei infolge des anstehenden Drucks sein als Kegel ausgebildeter Dichtungskopf 40 vom zugehöri­ gen Dichtsitz abgehoben wird, so daß ein ausreichender Strömungsquerschnitt frei wird, durch welchen das betref­ fende Fluid in die Spiralnut 28 einströmen kann. Hierbei bewegt sich der Ventilkegel 40 linear in den von der Spi­ ralnut gebildeten Hohlraum, während er bei Druckentlastung aufgrund der Rückstellkraft der hierfür vorgesehenen Schließfeder an seinen Dichtsitz gepreßt wird und hierbei bündig mit der Nutwandung der Spiralnut 28 abschließt.

In Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung entlang der Schnitt­ linie II-II in Fig. 1 wiedergegeben, anhand welcher der idealisiert als spiralförmig zu bezeichnende Verlauf des gemeinsamen Fluidkanals 28 für die über die Einspeisean­ schlüsse 20 zugeführten Fluide, nämliche unterschiedliche Farbfluide sowie Reinigungsfluid und Druckluft, ersichtlich ist. Hierbei sind jeweils die Anschlußpunkte der für die Einspeisung des ausgewählten Fluids maßgeblichen Steuerven­ tile bzw. deren Ventilköpfe 40 eingezeichnet. Aufgrund der in Strömungsrichtung des einzuspeisenden Fluids fortlau­ fenden Anordnung sind die Einspeisepunkte mit den Ziffern 40.1 bis 40.12 gekennzeichnet.

Wie in Verbindung mit Fig. 1 ersichtlich ist, liegen sich an einem Einspeisepunkt jeweils zwei Steuerventile 34 ko­ axial gegenüber, so daß die gezeigte Anordnung gemäß Fig. 2 die Einspeisung von maximal 23 unterschiedlichen Farben sowie von Reinigungsgemisch aus Reinigungsfluid und Druck­ luft ermöglicht. Letztere, nämlich Druckluft und Reini­ gungsfluid, werden grundsätzlich am Einspeisepunkt 40.1 in die Spiralnut 28 eingespeist, während die übrigen Einspei­ sepunkte 40.2 bis 40.12 zur Einspeisung der zur Verarbei­ tung vorgesehenen Farbfluide dienen.

Quasi parallel zu der Spiralnut 28 verläuft die bereits er­ wähnte Sammelleitung 36, an welche die Entlüftungen der Steuerventile 34 über Entlüftungsleitungen 35 angeschlossen sind.

Während das über die Steuerventile 34 an den Einspeisepunk­ ten 40.1 bis 40.12 eingespeiste Fluid nach innen strömt und im Zentrum 29 in die zentrale Zuführleitung 30 zuströmt, ist die Sammelleitung 36 von innen nach außen geführt und am Punkt 37 mit einem hierfür vorgesehenen Unterdruck­ aggregat verbunden, welches aufgrund von eventuellen Un­ dichtigkeiten in das Entlüftungssystem eingedrungenes Fluid absaugt.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Farbwechselblocks 10 wird nachfolgend erläutert. Bei einem Farbwechsel wird zunächst im Einspeisepunkt 40.1 Reinigungsfluid gegebenen­ falls unter Zugabe von Druckluft in die Spiralnut 28 einge­ speist, welches die Spiralnut 28 von Anfang bis Ende durch­ strömt, um darin enthaltene Farbreste der zuvor verarbeite­ ten Farbe zu beseitigen. In bekannter, hier nicht näher dargestellter, Weise wird das farbstoffhaltige Reini­ gungsfluid nach Verlassen des Farbwechslers 10 abgeführt, bevor es in die hier ebenfalls nicht dargestellte Farb­ auftrageinrichtung eintritt. Aufgrund der oben beschriebe­ nen Ausgestaltung der Steuerventile ist sichergestellt, daß die Reinigung sehr schnell erfolgen kann, da aufgrund feh­ lender Hinterschneidungen und sonstiger Strömungshinder­ nisse das Verbleiben von Farbresten im Farbkanal 28 ausge­ schlossen werden kann. Nach anschließendem Ausblasen des Farbkanals 28 mit Druckluft kann die nächste ausgewählte Farbe über einen der Einspeisepunkte 40.2 bis 40.12 zuge­ führt werden.

Claims (8)

1. Farbwechselblock (10) zum wahlweisen Einspeisen von unterschiedlichen Farbfluiden, mit Anschlüssen, die über Speiseleitungen mit Vorratsbehältern für unterschied­ liche Farben sowie für Druckluft und Reinigungsfluid ver­ bunden sind, welcher Farbwechselblock (10) ferner über eine Zuführleitung an eine Farbauftrageinrichtung angeschlossen ist und Steuerventile (34) für jeden Anschluß (20) auf­ weist, die von Druckfluid führenden Steuerleitungen (38, 39) angesteuert und beaufschlagbar sind und zur Unterbre­ chung der Fluidzufuhr im Farbwechselblock (10) dienen, da­ durch gekennzeichnet, daß der Farbwechselblock (10) ein kreiszylindrisches Gehäuse (12) besitzt, das an einer Stirnseite Anschlüsse (20, 38) für die Speise- und Steuer­ leitungen und an seiner gegenüberliegenden Stirnseite einen Anschluß (32) für die Zuführleitung aufweist, und daß der Farbwechselblock (10) in seinem Inneren eine Spiralnut (28) als Fluidkanal aufweist, welcher die mittels der Steuerven­ tile (34) absperrbaren Einspeiseanschlüsse (20) mit dem An­ schluß (32) für die Zuführleitung verbindet.

2. Farbwechselblock nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einspeiseanschlüsse (20) für die Einspei­ seleitungen konzentrisch auf einer Stirnseite angeordnet sind und daß die Anschlüsse (38) für die Steuerleitungen konzentrisch an einer Stirnseite und/oder radial am Umfang des Gehäuses (12) des Farbwechselblocks (10) angeordnet sind.

3. Farbwechselblock nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Anschlüsse (20, 38) für die Einspeise- und für die Steuerleitungen auf mehreren konzentrischen Teilkreisen mit unterschiedlichem Radius angeordnet sind.

4. Farbwechselblock nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerventile (34) achspar­ allel zur Längsachse des Gehäuses (12) des Farbwechsel­ blocks (10) in dessen Inneren angeordnet sind.

5. Farbwechselblock nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralnut (28) in ei­ ner Ebene angeordnet ist, die sich senkrecht zur Längsachse des Gehäuses (12) des Farbwechselblocks (10) erstreckt.

6. Farbwechselblock nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Steuerventil (34) einen Ventilkopf aufweist, der in geöffnetem Zustand in die Spiralnut (28) eintaucht und im geschlossenen Zustand bün­ dig mit der Nutwand der Spiralnut (28) abschließt.

7. Farbwechselblock nach einem der vorherigen Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Steuerventil über eine Entlüftungsleitung (35) mit einer Sammelleitung (36) verbunden ist, die ebenfalls spiralförmig ausgebildet ist und von innen nach außen geführt ist.

8. Farbwechselblock nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sammelleitung (36) parallel zur Spiralnut (28) angeordnet ist.