DE60005536T2

DE60005536T2 - Beschichtungsmittelsprüheinrichtung mit mindestens einer sprühdüse und einem kolbenspeicher

Info

Publication number: DE60005536T2
Application number: DE60005536T
Authority: DE
Inventors: Caryl Thome; Philippe Provenaz; Louis Sentis
Original assignee: Sames Technologies SAS
Current assignee: Sames Kremlin SAS
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-08-11
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2020-08-12
Also published as: DE60005536D1; AU7012700A; EP1207966B1; FR2797787B1; EP1207966A1; FR2797787A1; WO2001015816A1; US6656276B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühvorrichtung für Beschichtungsmittel mit mindestens einem Projektor bzw. einer Sprühdüse und einem Kolbenspeicher.
Es ist bekannt, Projektoren für Beschichtungsmittel zu verwenden, die auf Robotern oder Automaten angeordnet sind, wobei diese Projektoren gegenüberliegend zu den zu beschichtenden Gegenständen verschoben werden. Für bestimmte Anwendungen und insbesondere für wasserlösliche Beschichtungsprodukte ist es insbesondere aus der EP-A-0 274 322 bekannt, einen Behälter für Beschichtungsprodukt am Ende des Arms eines Roboters anzuordnen, um einen oder mehrere Projektoren zu versorgen. Wenn die quasi Gesamtheit des in dem Behälter enthaltenen Produktes verbraucht wurde, ist es notwendig, diesen Behälter zu reinigen und ihn erneut zu füllen.
Der Behälter kann einen Kolben einschließen, dessen Verschiebung eine Verdrängung des Beschichtungsproduktes in Richtung des Projektors erlaubt.
Die für den Durchfluss an Beschichtungsmaterial während des Sprühvorganges erhaltene Genauigkeit hängt wesentlichen von der Genauigkeit der Steuerung zur Verschiebung des Kolbens im Inneren des Behälters ab. Die einen von einer Stange gesteuerten Kolben enthaltenden Systeme sind genauer als die Systeme mit pneumatischer oder hydraulischer Steuerung, die notwendigerweise einen Druckregler umfassen, der ein totes Volumen bildet, das gereinigt werden muss und Verluste am Beschichtungsmaterial induziert.
Hinsichtlich der Verwertung des in dem Behälter enthaltenen Beschichtungsmaterials, befindet sich der Kolben in unmittelbarer Nähe des Bodens des Behälters, da die wesentliche Menge des Produktes verbraucht wurde. Wenn der Kolben gegen diesen Boden gedrückt wird, um den Rest des Beschichtungsmaterials auszutreiben, ist die Einführung eines Reinigungsproduktes in den Behälter tangential zu der Vorderfläche des Kolbens nicht mehr möglich, so dass diese Vorderfläche mit zuvor verwendetem Beschichtungsmaterial verschmutzt bleibt. Wenn der Kolben nicht gegen den Boden des Behälters gedrückt wird, um eine turbulente Bewegung des Reinigungsproduktes zu erlauben, wird ein entsprechendes Volumen an Beschichtungsmaterial bei jedem Reinigungs/Füllvorgang verloren, was in dem Maße die Betriebskosten der Anlage belastet. Darüber hinaus wird ein Teil des Reinigungsproduktes nur zum Austreiben dieses Restes an Beschichtungsprodukt verwendet und nicht für die effektive Reinigung der Vorderfläche des Kolbens, was einer zusätzlichen Kostenerhöhung entspricht.
Aus der französischen Patentanmeldung 2 722 432 ist es bekannt, eine Stange zu verwenden, die mechanisch vom Kolben oder von seinen Mitteln zum translatorischen Antrieb während der Reinigung oder der Füllung des Behälters gelöst werden kann, was eine Rückwärts-Bewegung der Vorderfläche des Kolbens bei der Einführung eines Reinigungsproduktes unter Druck erlaubt. Diese Lösung ist vorteilhaft, aber benötigt stark entwickelte Antriebsmittel, die ein Positionssteuersystem einschließen, um einen Rückzug mit einem schwachen aber genau gesteuerten Hub dieser Mittel in Bezug auf den Kolben zu ermöglichen.
Die Erfindung beabsichtigt, eine Alternativlösung zu den oben erwähnten Problemen vorzuschlagen, die keine mechanische Trennung des Kolbens von seinen Antriebsmitteln erfordert.
In diesem Sinne betrifft die Erfindung eine Sprühvorrichtung für Beschichtungsmaterial mit mindestens einer Sprühdüse bzw. einem Projektor und einem Kolbenbehälter, wobei der Kolben bezüglich der Verschiebung durch eine Betätigungsstange gesteuert wird, während der Boden des Behälters durch mindestens einen Kanal mit einer Versorgung an Reinigungsmitteln und/oder neuem Material angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Modul umfasst, das auf Druck elastisch verformbar ist und in die kinematische Verbindung zwischen der Stange und dem Kolben oder zwischen der Stange und ihren Antriebsmitteln integriert ist, wobei dieses Modul eine Rückbewegung des Kolbens während der Einführung des Materials oder Produktes in den Behälter von dem Kanal aus und in Richtung der Vorderfläche des Kolbens ermöglicht.
Mittels der Erfindung wird eine bestimmte "Elastizität" der Positionierung des Kolbens mitgeteilt, wenn er in Abstützung gegen den Boden des Behälters oder Speichers ist, wobei diese Elastizität vorteilhaft eingesetzt werden kann, um einen Raum für die Zirkulation des Reinigungsproduktes zu erzeugen, dessen Einspritzdruck in den Behälter eine Komprimierung des verformbaren elastischen Moduls ermöglicht. Mit anderen Worten gesagt, ist der Kolben für eine leichte Ausfederung empfänglich, die einen Raum zur Zirkulation des Reinigungsproduktes freigibt. Darüber hinaus ermöglicht die Vorrichtung nach der Erfindung einen Ausgleich eines möglichen Überdrucks bei der Füllung des Speicherbehälters mit neuem Beschichtungsprodukt.
Nach vorteilhaften Aspekten der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine oder mehrere der folgenden Merkmale:

– Das Modul ist in einer Anordnung integriert, die vorgesehen ist, um zwischen ein Ende der Stange und der Rückfläche des Kolbens angeordnet zu werden. In diesem Falle umfasst diese Anordnung vorteilhafterweise ein erstes Aufnahmeelement des Endes und ein zweites Element, das für eine Zusammenarbeit mit der Rückfläche des Kolbens geeignet ist, wobei das elastisch verformbare Modul zwischen diesen ersten und zweiten Elementen angeordnet ist. Man kann vorsehen, dass dieses erste und zweite Element über eine ausfedernde Verbindung verbunden sind, die durch einen mit einem Kopf versehenen Stift gebildet werden kann, der mit Spiel in einer Aufnahme eines der zuvor erwähnten Elemente aufgenommen ist und fest mit anderen Element verbunden ist.
– Das elastisch verformbare Modul wird durch einen Stapel von Belleville-Dichtungsringen gebildet. In diesem Fall kann man vorsehen, dass diese Dichtungsringe zwischen dem zuvor erwähnten ersten und zweiten Element um den zuvor erwähnten Stift angeordnet sind.
– Das elastisch verformbare Modul kann gleichfalls aus einem Block aus einem auf Druck elastisch verformbaren Material wie einem Elastomer hergestellt sein. Selbstverständlich können andere Materialien vorgesehen werden.
– Die Steifigkeitskonstante des elastisch verformbaren Moduls ist ausreichend, damit das Modul während der Sprühphasen starr ist. Dies ermöglicht eine präzise Regelung des Verbrauchs an Produkt während des Sprühvorganges.

Die Erfindung wird besser verstanden und andere Vorteile derselben werden klarer im Lichte der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer Sprühvorrichtung für Beschichtungsmaterial entsprechend ihrem Prinzip erscheinen, die nur als Beispiel angegeben wird und Bezug nimmt auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 ein Längsschnitt einer Vorrichtung entsprechend er Erfindung ist und
2 eine Ansicht in größerem Maßstab des Details II der 1 ist.
Die Vorrichtung der 1 dient zur Montage an einem Ende eines Roboterarmes. Sie umfasst eine rotierende Sprühdüse bzw. einen rotierenden Projektor 1 für Beschichtungsprodukt, die bzw. der mit einer Zerstäuberschale 2 ausgerüstet ist, die von dem Rotor einer nicht dargestellten Luftturbine in Drehung versetzt wird.
Die Sprühdüse 1 wird von einem Kanal 3, der mit einem Speicherbehälter 4 verbunden ist, versorgt. Die Sprühdüse 1 und der Behälter 4 sind in einer Baugruppe oder einem Teilsystem 5 integriert, die bzw. das für eine Montage am Ende 6 des Arms eines nicht dargestellten mehrachsigen Roboters mittels eines Ringes 7 vorgesehen ist, der mit einem auf das Ende 6 montierten Träger 8 zusammenarbeitet.
Ein Kolben 10 ist vorgesehen, um das in dem Behälter 4 enthaltene Beschichtungsprodukt in Richtung des Kanals 3 während der Anwendungsphasen des Projektors 1 zu drücken. Der Kolben 10 wird in seiner Verschiebung durch eine Stange 11 gesteuert, die zur Verschiebung längs einer Mittelachse XX' der Vorrichtung mittels eines Betätigungselements 12 angetrieben wird, das jeden bekannten Typs sein kann, beispielsweise ein elektrischer oder pneumatischer Zylinder oder ein Schrittmotor.
Am Ende eines Beschichtungsvorgangs, d. h., wenn der wesentliche Teil des in dem Behälter 4 enthaltenen Produkts verbraucht wurde, wird das Teilsystem 5 zu einer Reinigungs/Befüllungsstation gebracht, in der der Behälter gereinigt wird, indem der Kolben 10 verschoben wird, bis seine Vorderfläche in Abstützung gegen den Boden des Behälters 4 kommt, in dem die Eingangsöffnung des Kanals 3 ausgebildet ist.
Der Boden 14 ist gleichfalls mit einer Ausgangsöffnung des Kanals 15 durchbrochen, der mit einem Ventil 16 verbunden ist, das für eine Verbindung mit einer Versorgung an Reinigungsprodukt und/oder neuem Beschichtungsmaterial vorgesehen ist.
In der in der 1 dargestellten Anordnung, bei der der Kolben 10 gegen den Boden 14 gedrückt wird, kann ein Reinigungsprodukt unter Druck in das Innere des Behälters 4 über den Kanal 15 injiziert werden, indem die Vorderfläche 13 des Kolbens 10 dank der von einer genauer in der 2 sichtbaren Vorrichtung erhaltenen Elastizität bestrichen wird.
Diese Vorrichtung umfasst einen Verbinder 20, der vorgesehen ist, um zwischen die Rückfläche 21 des Kolbens 10 und dem vorderen Ende 22 des Stabes 11 zwischengeschaltet zu werden. Dieser Verbinder umfasst eine Buchse 23 deren Mittelbohrung 23a mit einem Innengewinde versehen ist, während das Ende 22 mit einem Außengewinde versehen ist, dessen Steigung identisch zu der der Bohrung 23 ist, wobei dieses Ende somit in diese Buchse eingeschraubt werden kann und dank einer Kontermutter 23b festgelegt werden kann.
Der Verbinder 20 umfasst gleichfalls eine zweite Buchse 24, die vorgesehen ist, um einen Mittelvorsprung der Rückfläche 21 des Kolbens 10 zu überdecken, wobei eine relative Festlegung der Teile 10 und 24 durch Zusammenarbeit der Formen erhalten wird. Die Form der Elemente 24 und 25 unterstützt die Führung des Kolbens 10 in Längsrichtung.
Andere Geometrien können für die Elemente 23 und 24 vorgesehen werden, die jeweils an den Stab 11 und den Kolben 10 angepasst sind. Insbesondere kann die Buchse 24 durch ein Element in Form eines Stabes in Ab stützung durch einen ebenen Kontakt der Fläche 21 ersetzt werden.
Die Buchsen 23 und 24 sind dank eines mit einem Kopf 27 versehenen Bolzens 26 verbunden, der in den Teil 23c der Bohrung 23a aufgenommen ist, der nicht durch das Ende 22 eingenommen wird. An dem zu seinem Kopf 27 entgegengesetzten Ende ist der Bolzen 26 mit einer Öffnung 28 für den Durchgang eines elastischen Spannstiftes 29 durchbohrt, der gleichfalls eine Querbohrung 30 der Buchse 24 durchquert.
Um den Bolzen 26 herum und zwischen den Buchsen 23 und 24 sind vier Dichtringe Belleville 31 angeordnet, die einen Stapel 32 bilden, der sich hinsichtlich der Kompression derart verformen kann, dass der Abstand d zwischen den sich gegenüberstehenden Flächen der Buchsen 23 und 24 sich unter der Wirkung einer Druckkraft verringern kann, die in der 2 durch die Pfeile F dargestellt ist.
Somit zieht sich der Kolben bei der Einführung des Reinigungsprodukts unter Druck in den Behälter 4 gegen die Vorderfläche 13 des Kolbens 10 um einen Hub zurück, der der Verringerung des Abstandes d aufgrund der elastischen deformierbaren Eigenschaft des Stapels 32 entspricht.
Dies erlaubt eine Reinigung der Vorderfläche 13 unter der Wirkung des turbulenten Ausströmens des Reinigungsmaterials. Wenn diese Reinigung beendet ist, wird die Stange 11 von dem Betätigungselement 12 in der Richtung des Rückzugs des Kolbens 10 verschoben, wenn der Behälter 4 erneut mit Beschichtungsprodukt gefüllt wird.
Dann kann der Projektor 1 versorgt werden, indem der Kolben 10 mittels der Stange 11 in Richtung des Bodens 14 des Behälters 4 verschoben wird. Bei den Sprühvorgängen ist der in dem Behälter 4 herrschende Druck leicht kleiner als der Einspritzdruck des Beschichtungsmaterials und die Steifigkeit des Stapels 32 wird ausreichend gewählt, damit dieser Stapel starr ist, wenn er dem in den Behälter während der Projektionsphasen herrschenden Druck unterworfen wird. Mit anderen Worten gesagt, ist der Antrieb des Kolbens 10 dank des Stabes 11 während der Sprühphasen genau, da der Stapel 32 bei diesen Bedingungen starr ist.
Dagegen kann im Falle des Überdrucks bei dem Einspritzen des Reinigungsproduktes oder des neuen Beschichtungsmaterials der Stapel 31 als Dämpfung zwischen dem Kolben 10 und der Stange 11 dienen, was die Gefahren von möglichen Schäden des Betätigungselements 12 begrenzt.
Nach einer nicht dargestellte Variante der Erfindung können die Dichtringe Belleville 31 durch einen Block aus elastisch verformbarem Material, wie einem Elastomerblock und allgemeiner einem Block aus Kunststoffmaterial oder jedem anderen geeigneten Material ersetzt werden.
Nach einer anderen nicht dargestellten Variante der Erfindung kann das elastisch verformbare Modul, das durch den Stapel 32 oder einem Elastomerblock gebildet wird, am entgegengesetzten Ende des Endes 22, d. h. zwischen der Stange 11 und dem Betätigungselement 12 angeordnet werden.
Die Erfindung wurde mit einem Projektor an Beschichtungsmaterial des rotierenden Typs dargestellt. Sie ist jedoch mit jeder anderen Art von Sprühdüse, rotierend oder nicht, elektrostatisch oder nicht, anwendbar.
Die Erfindung wurde mit einem Behälter dargestellt, der mit Reinigungsprodukt und neuem Beschichtungsmaterial durch einen einzigen Kanal versorgt wird. Sie ist auch mit zwei oder mehr als zwei für diese Versorgung verwendeten Kanäle anwendbar.

Claims

Sprühvorrichtung für Beschichtungsmittel mit mindestens einer Sprühdüse (1) und einem Kolbenspeicher (4, 10), wobei der Kolben (10) bezüglich der Verschiebung durch eine Betätigungsstange (11) gesteuert wird, während der Boden (14) des Speichers durch mindestens einen Kanal (15) mit einer Versorgung (16) an Reinigungsmittel und/oder neuem Mittel angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Modul (32) umfasst, das auf Druck (F) elastisch verformbar ist und in die kinematische Verbindung (20) zwischen dem Stab (11) und dem Kolben (10) oder zwischen dem Stab (11) und seinen Antriebsmitteln (12) integriert ist, wobei das Modul eine Rückbewegung des Kolbens (10) während der Einführung von Mittel in den Speicher aus dem Kanal (15) und in Richtung der vorderen Fläche (13) des Kolbens (10) erlaubt.
Sprühvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (32) in eine Anordnung (20) integriert ist, die vorgesehen ist, um zwischen ein Ende (22) des Stabes (11) und der Rückfläche (21) des Kolbens (10) angeordnet zu werden.
Sprühvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (20) ein erstes Aufnahmeelement (23) des Endes (22) und ein zweites Element (24) umfasst, das für eine Ko operation mit der Rückfläche (21, 25) des Kol-bens (10) geeignet ist, wobei das elastisch verformbare Modul (32) zwischen dem ersten und dem zweiten Element (23, 24) angeordnet ist.
Sprühvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Element (23, 24) durch eine verschiebbare mechanische Verbindung (23a, 23c, 26–30) verbunden sind.
Sprühvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiebbare mechanische Verbindung einen mit einem Kopf (27) versehenen Stift (26) umfasst, der mit Spiel in einer Aufnahme (23a, 23c) eines (23) der Elemente aufgenommen ist und fest (28–30) mit dem anderen Element (24) verbunden ist.
Sprühvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch deformierbare Modul (32) zwischen dem Stab (11) und seinen Antriebsmitteln (12) angeordnet ist.
Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Modul (32) durch einen Stapel von Belleville-Dichtungsringen (31) gebildet wird.
Sprühvorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Belleville-Dichtungsringe (31) zwischen dem ersten und zweiten Element (23, 24) um den Stab (26) herum angeordnet sind.
Sprühvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Modul aus einem Block aus einem auf Druck (F) elastisch verformbaren Material, insbesondere aus Elastomer hergestellt ist.
Sprühvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeitskonstante des Moduls (32) ausreichend ist, damit das Modul während der Sprühphasen des Mittels starr ist.