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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme zum Zuführen und
Applizieren von Lack und Beschichtungen unter Verwendung der Molchtechnologie
und auf Verfahren zum Zuführen
und Applizieren von Lack, die die Zykluszeit zwischen Applikationen
auf ein Substrat oder auf mehrere Substrate unter Verwendung mehrerer
Beschichtungsmaterialien oder -farben erheblich verringern und die
Verschwendung von Lack im Wesentlichen beseitigen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Der
Stand der Technik offenbart zahlreiche Systeme zum Zuführen und
Applizieren von Lack einschließlich
Systemen, die die Molchtechnologie verwenden. Diese Systeme können verwendet
werden, um Lacke verschiedener Farben der Reihe nach z. B. auf mehrere
Substrate wie etwa Fahrzeugkarosserien auf einer beweglichen Fördereinrichtung
in einer Lacksprühkabine
zu applizieren. Der Begriff "Lack", wie er hier verwendet
wird, enthält
Lacke auf Lösemittel-
oder Wassergrundlage, die zum Lackieren oder Beschichten eines Substrats
verwendet werden, und allgemein irgendeine Beschichtung einschließlich Schutzbeschichtungen,
die unter Verwendung eines Applikators wie etwa eines Sprühgeräts oder
eines Rotationszerstäubers
auf ein Substrat appliziert werden können. Je nach ihrer Funktion
in dem System zum Zuführen
einer Beschichtung werden Molche oder Molchelemente im Stand der
Technik verschiedentlich als Shuttle, Trennelemente, Abschlusskolben,
Stopfen usw. bezeichnet. Allgemein wird ein Molch oder Molchelement
in den Lackzuführsystemen
des Standes der Technik genutzt, um entweder Lack zu dem Applikator
zu drücken,
um den Lack zu applizieren, um verschiedene Lacke oder Lösemittel
zu trennen, um die Lackversorgungsleitungen auszuschaben oder zu
reinigen oder um den Lack in der Versorgungsleitung in die Lackversorgungsumschalteinrichtung
oder Farbwechseleinrichtung zurückzudrücken. Außerdem werden
Molche oder Molchelemente zum Trennen von Fluiden in einer Zuführleitung
einschließlich
Lacken verschiedener Farben, Lösemitteln
usw. verwendet, die durch pneumatischen Druck oder durch ein anderes
Fluid durch die Zuführleitung
getrieben werden können.
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Ein
herkömmliches
System zum Zuführen und
Applizieren von Lack enthält
eine Quelle für
unter Druck stehenden Lack, einen Applikator wie etwa einen Rotationszerstäuber, allgemein
auf Hochspannung, ein Sprühgerät oder dergleichen,
eine Quelle für
unter Druck stehendes Lösemittel
und eine Versorgungsleitung, die die Quelle für Lack und Lösemittel
mit dem Applikator verbindet. Wo die Quelle für Lack und Lösemittel
eine Farbwechseleinrichtung oder eine Lackversorgungsumschalteinrichtung
enthält,
kann das System zum Versorgen mit und zum Applizieren von Lack außerdem einen
Lackbehälter enthalten,
der z. B. an einem Roboter angebracht sein kann, wobei sich die
Farbwechseleinrichtung allgemein auf Massepotential befindet. Wenn
ein zweiter Lack appliziert werden soll, kann von dem Behälter zu
einem Behälter
umgeschaltet werden, der mit einem anderen Lack befüllt ist,
oder kann der Behälter
mit einer Quelle eines anderen Lacks verbunden werden. Wie der Begriff "Behälter" oder "Lackbehälter" hier verwendet wird,
enthält
er irgendeinen Behälter,
der für
den Empfang und für
die Zufuhr von Lack geeignet ist.
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Ein
System zum Zuführen
und Applizieren von Lack unter Verwendung der Molchtechnologie für die Applikation
verschiedener Lacke, wie es im Stand der Technik offenbart ist,
enthält
eine Farbwechseleinrichtung oder Lackversorgungsumschalteinrichtung,
die Quellen verschiedener unter Druck stehender Lacke und Lösemittel
enthält,
einen Lackapplikator, eine Versorgungsleitung, die die Farbwechseleinrichtung
und den Applikator verbindet, und ein Molchelement oder einen Molch,
das/der in der Versorgungsleitung aufgenommen ist, um Lack durch
die Versorgungsleitung zu drücken
entweder zu dem Lackapplikator, um Lack auf ein Substrat zu applizieren,
oder von dem Lackapplikator zu einer Farbwechseleinrichtung, um
Lack in der Versorgungsleitung wiederzugewinnen. Während sich
das Molchelement durch die Versorgungsleitung bewegt, drückt es Lack oder
Lösemittel
durch die Versorgungsleitung und entfernt Lack oder Lösemittel
aus der Versorgungsleitung durch Reinigung oder Abschaben. In einer
im Stand der Technik offenbarten Ausführungsform wird ein Molchelement
in die Versorgungsleitung eingeführt,
um Lack von einer Farbwechseleinrichtung zu dem Applikator zu drücken, und
das Molchelement daraufhin entfernt. In einer weiteren im Stand
der Technik offenbarten Ausführungsform
enthält
die Versorgungsleitung zwischen der Lackversorgungsumschalteinrichtung
und dem Applikator zwei Molchempfängerstationen einschließlich einer
ersten Station an der Lackversorgungsumschalteinrichtung oder Farbwechseleinrichtung
und einer zweiten Molchstation an dem Lackapplikator. Die Molchempfängerstationen
sind durch eine Kammer definiert, die ermöglicht, dass Lack oder Lösemittel
um das Molchelement fließt.
Das Molchelement wird durch eine Klemmeinrichtung lösbar in
der ersten Empfängerstation
gehalten und daraufhin herausbewegt, um Lack von der ersten Molchempfängerstation
durch die Versorgungsleitung und zu dem Lackapplikator zu drücken. Daraufhin
wird das Molchelement unter pneumatischem Druck zu der ersten Empfangsstation
zurückgetrieben,
um Lack in der Versorgungsleitung zu der Lackversorgungs- und Umschalteinrichtung
oder Farbwechseleinrichtung zurückzudrücken, um
Lack in der Versorgungsleitung wiederzugewinnen.
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DE 199 37 426 A offenbart
ein Beschichtungssystem, das eine Lackversorgungsumschalteinrichtung,
zwei Lackbehälter,
einen Lackapplikator, ein erstes Paar von Versorgungsleitungen,
ein Molchelement, das in jeder der Versorgungsleitungen des ersten
Paars von Versorgungsleitungen zwischen einer ersten Station an
der Lackversorgungsumschalteinrichtung und einer zweiten Station
an einem der Lackbehälter
bewegbar ist, und ein zweites Paar separater Versorgungsleitungen,
die die Behälter
mit dem Lackapplikator verbinden, umfasst. Mit den zweiten Versorgungsleitungen
steht eine Quelle für
Reinigungsfluid in Verbindung. In dem zweiten Paar von Versorgungsleitungen
sind keine Molchelemente vorgesehen. Die Behälter weisen Kolben auf, die
gegen die Kraft einer Druckfeder zurückgezogen werden und durch
die Feder ausgefahren werden, um den Lack zu dem Applikator zu treiben.
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US2001/047755A1
offenbart ein Beschichtungssystem, in dem für den Transport elektrisch
leitenden Lacks von einem Punkt auf Massepotential zu einer Lackapplikationseinrichtung,
die auf einem Hochspannungspotential ist, Kartuschen verwendet werden.
Die Kartuschen werden pneumatisch durch ein elektrisch isoliertes
Rohrsystem befördert.
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EP-A-1
172 153 offenbart ein Beschichtungssystem, in dem Lösemittel
zwischen den zwei Elementen eines so genannten Tandemmolchs geliefert
wird, um eine Lackleitung zwischen Molchstationen, die mit einer
geerdeten Lackwechseleinrichtung bzw. mit einem Zerstäuber verbunden
sind, zu reinigen. Die Verbindungsleitungen enthalten eine Dosierpumpe
bzw. einen Zwischenbehälter
mit einem Kolben, der durch Druckluft betätigt wird.
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Bei
den oben beschriebenen Systemen zum Zuführen und Applizieren von Lack
des Standes der Technik, die die Molchtechnologie verwenden, bestehen
mehrere Probleme insbesondere in Massenproduktionsapplikationen,
in denen das zu lackierende Teil allgemein durch eine Fördereinrichtung,
die eine kurze Zykluszeit erfordert, an den Applikator in einer Farbsprühkabine
geliefert wird. Wie der Fachmann weiß, sind die Kosten umso höher, je
länger
die Zykluszeit ist, d. h. die Zeit, die der Wechsel von einem ersten
Lack zu einem zweiten Lack dauert. Derzeit beträgt die Zykluszeit eines herkömmlichen
Systems zum Zuführen
und Applizieren von Lack mindestens etwa 30 Sekunden. Zur Anpassung
an diese Zykluszeit kann der Hersteller entweder die Fördereinrichtung
durch die Lackkabine verlangsamen oder zusätzliche Lackapplikationsausrüstung hinzufügen. Somit
ist es erwünscht,
die Zykluszeit zu verringern, was eine Aufgabe dieser Erfindung
ist.
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Ein
weiteres Problem beruht auf der elektrischen oder elektrostatischen
Ladung, die insbesondere bei elektrostatischen Rotationslackzerstäubern des
Typs, der in Massenproduktionsapplikationen üblicherweise verwendet wird,
durch den Lackapplikator während
der Applikation auf den elektrisch leitenden Lack aufgebracht wird.
In einer typischen Applikation ist die Farbwechseleinrichtung auf
Massepotential, so dass der Applikator für elektrisch geladenen Lack
während
der Applikation des Lacks elektrisch von der Farbwechseleinrichtung
isoliert werden muss. Dies stellt ein besonderes Problem dar, wenn die
Zykluszeit zu verringern versucht wird. Weitere Probleme bei herkömmlichen
Systemen zum Zuführen
und Applizieren von Lack sind die Verschwendung von Lack, die Zykluszeit
zum Reinigen und Spülen
des Lackapplikators und der Lackleitungen und zum Wechseln der Lackfarben
insbesondere bei Roboterlackiersystemen, ohne hierauf beschränkt zu sein.
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Weitere
Probleme bei den Systemen zum Zuführen und Applizieren von Lack
vom hier beschriebenen Typ insbesondere für Massenproduktion einschließlich der
Kraftfahrzeugindustrie beziehen sich allgemein auf die genaue Dosierung
der flüssigen
Beschichtung oder des flüssigen
Lacks, die/der auf das Teil appliziert wird, wegen Unterschieden
der Temperatur und der Viskosität
der flüssigen
Beschichtung und da in derselben Linie verschiedene Teile lackiert
werden können.
Wo Lackbehälter
genutzt werden, wäre
es außerdem
erwünscht,
einen nicht leitenden Zylinder zu verwenden, der sich unter veränderlichen
Bedingungen nicht ausdehnt oder zusammenzieht. Zum Beispiel wäre es in
bestimmten Applikationen erwünscht,
einen Überschuss
verfügbaren
Lacks bereitzustellen, um Änderungen
der Temperatur und Viskosität
zu kompensieren, und den überschüssigen Lack
an die Farbwechseleinrichtung zurückzuführen.
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Die
Systeme und Verfahren zum Zuführen und
Applizieren von Lack gemäß dieser
Erfindung lösen
die oben identifizierten Probleme einschließlich verringerter Zykluszeit,
automatischen Lackwechsels und schnellen Spülens des Lackapplikators zwischen den
Applikationen, wobei sie die Farbwechseleinrichtung elektrisch von
dem Applikator isolieren, was die Verwendung elektrisch leitenden
Lacks einschließlich,
aber nicht beschränkt
auf, Lacken auf Wassergrundlage ermöglicht. Ferner beseitigen die
erfindungsgemäßen Systeme
zum Zuführen
und Applizieren von Lack die Verschwendung von Lack. Außerdem werden
die Systeme und Verfahren zum Zuführen und Applizieren von Lack
gemäß dieser
Erfindung leicht für
Robotersysteme zum Applizieren von Lack angepasst, die einen Rotationszerstäuber verwenden
und elektrisch leitenden Lack applizieren.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Wie
oben dargelegt wurde, können
die Systeme und Verfahren zum Zuführen und Applizieren von Lack
dieser Erfindung genutzt werden, um unter Nutzung eines herkömmlichen
elektrostatischen Rotationszerstäubers
elektrisch leitenden Lack zu applizieren, wobei sie insbesondere,
aber nicht ausschließlich,
an Roboterlackapplikatoren sowie an Überkopflackapplikatoren und
an seitlich angebrachte Lackapplikationen anpassbar sind. Die Systeme und
Verfahren zum Zuführen
und Applizieren von Lack gemäß dieser
Erfindung verringern erheblich die Zykluszeit und verringern wesentlich
oder beseitigen die Farbverschwendung.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des Systems zum Zuführen
und Applizieren von Lack gemäß dieser
Erfindung enthält
eine Farbwechseleinrichtung oder Lackversorgungsumschalteinrichtung
auf Massepotential, die vorzugsweise mindestens zwei Quellen für unter
Druck stehenden Lack aufweist, mindestens zwei Lackbehälter, einen
Lackapplikator, ein erstes Paar separater Versorgungsleitungen,
die die Lackversorgungsumschalteinrichtung und die Lackbehälter verbinden,
und ein zweites Paar separater Versorgungsleitungen, die die Behälter mit
dem Lackapplikator (in den meisten Fällen einem Zerstäuber) verbinden.
Somit kann bei dieser Ausführungsform
des Systems zum Zuführen
und Applizieren von Lack gemäß dieser
Erfindung ein erster Lack von einem ersten Lackbehälter zu
dem Lackapplikator geliefert werden, während ein zweiter Lack von
der Lackversorgungsumschalteinrichtung zu einem zweiten Behälter geliefert
wird, was die Zykluszeit erheblich verringert. Wie verständlich ist,
kann die Zykluszeit durch Nutzung dreier oder mehrerer Lackbehälter, die
zwischen der Lackversorgungsumschalteinrichtung und dem Lackapplikator
parallel geschaltet sind, weiter verringert werden. Allerdings enthält eine bevorzugte
Ausführungsform
dieses Systems zum Zuführen
und Applizieren von Lack dieser Erfindung mindestens zwei Lackbehälter, die
durch Lackversorgungsleitungen zwischen der Farbwechseleinrichtung
oder der Lackversorgungsumschalteinrichtung und dem Lackapplikator
parallel geschaltet sind.
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Wo
das erfindungsgemäße System
zum Zuführen
und Applizieren von Lack zum Zuführen
und Applizieren elektrisch leitenden Lacks genutzt wird, insbesondere
bei einem elektrostatischen Lackapplikator wie etwa einem herkömmlichen
elektrostatischen Rotationslackzerstäuber auf Hochspannung, muss
der zweite Lackbehälter,
der Lack von der Lackversorgungsumschalteinrichtung empfängt, elektrisch
von dem Lackapplikator isoliert werden, um Funkenbildung oder Kurzschluss
der Pumpen usw. zu verhindern. Ähnlich
muss der erste Behälter, der
Lack an den Lackapplikator liefert, elektrisch von der Lackversorgungsumschalteinrichtung
oder Farbwechseleinrichtung auf Massepotential isoliert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack wird dies unter Nutzung einer einzigartigen
Molchtechnologie und des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht, wie
nun beschrieben wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des Systems zum Zuführen
und Applizieren von Lack gemäß dieser
Erfindung, das die Molchtechnologie nutzt, enthält das System eine erste Versorgungsleitung,
die die Lackversorgungsumschalteinrichtung oder Farbwechseleinrichtung
und einen ersten Lackbehälter
miteinander verbindet, mit einem ersten Molchelement, das in der
ersten Versorgungsleitung zwischen einer ersten Station an der Lackversorgungsumschalteinrichtung
und dem ersten Lackbehälter
bewegbar ist. Ferner enthält
das System eine zweite Versorgungsleitung, die den ersten Lackbehälter und
den Lackapplikator verbindet und mindestens ein zweites Molchelement
enthält,
das in der zweiten Versorgungsleitung zwischen einer ersten Station
an dem ersten Lackbehälter
und einer zweiten Station an oder in dem Lackapplikator bewegbar ist.
Ferner enthält
das System eine dritte Versorgungsleitung, die die Lackversorgungsumschalteinrichtung
und einen zweiten Lackbehälter
verbindet und ein drittes Molchelement enthält, das in der dritten Versorgungsleitung
zwischen einer ersten Station an der Lackversorgungsumschalteinrichtung
und einer zweiten Station an dem zweiten Lackbehälter bewegbar ist. Schließlich enthält das System
eine vierte Versorgungsleitung, die den zweiten Lackbehälter und
den Lackapplikator verbindet und eine erste Station an dem zweiten
Lackbehälter
und eine zweite Station an oder in dem Lackapplikator enthält. Bei diesem
System kann durch das Verfahren dieser Erfindung der erste Behälter während der
Applikation des Lacks von dem ersten Behälter durch den Lackapplikator
elektrisch von der Lackversorgungsumschalteinrichtung isoliert werden,
während
der zweite Lackbehälter
elektrisch von dem Lackapplikator isoliert werden kann, während der
zweite Behälter von
der Lackversorgungsumschalteinrichtung befüllt wird.
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Die
Verfahren dieser Erfindung nutzen die oben beschriebene Molchtechnologie
zum Zuführen einer
vorbestimmten Menge oder eines vorbestimmten Volumens eines ersten
Lacks von der Farbversorgungsumschalteinrichtung zu dem ersten Behälter durch
die erste Versorgungsleitung. Wenn der erste Lackbehälter im
Wesentlichen eine volle Ladung Lack, z. B. etwa 95% des für die Applikation
erforderlichen Lacks, empfangen hat, wird das erste Molchelement
in die erste Versorgungsleitung herausbewegt, wobei es den Rest
des Lacks in der ersten Versorgungsleitung in den ersten Lackbehälter drückt. Dadurch
entfernt das Molchelement den Lack durch die erste Versorgungsleitung
und isoliert elektrisch den ersten Lackbehälter von der Lackversorgungsumschalteinrichtung.
In der offenbarten Ausführungsform
wird das Molchelement durch ein nicht leitendes Fluid wie etwa Luft,
das eine Potenzialtrennung zwischen der Farbwechseleinrichtung und
dem ersten Lackbehälter
erzeugt, durch die erste Versorgungsleitung getrieben. Daraufhin
wird der erste Lack von dem ersten Lackbehälter durch die zweite Versorgungsleitung
dem Lackapplikator zugeführt, während der
zweite Lackbehälter
durch die Molchtechnologie dieser Erfindung elektrisch von der Lackversorgungsumschalteinrichtung
isoliert ist. Der erste Lack kann dem Applikator z. B. durch Betätigen eines Kolbens
des ersten Lackbehälters
durch die zweite Lackleitung zugeführt werden. In einer der offenbarten
Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack wird der Lack, der zwischen dem ersten
Lackbehälter und
dem Lackapplikator in der zweiten Versorgungsleitung verbleibt,
dem Lackapplikator durch ein zweites Molchelement zugeführt, indem
das zweite Molchelement durch die zweite Versorgungsleitung getrieben
wird. Das heißt,
nachdem die Zufuhr des meisten Lacks von dem ersten Lackbehälter abgeschlossen
worden ist, wird der zweite Molch durch die zweite Versorgungsleitung
getrieben, um dem Lackapplikator den Rest des Lacks zuzuführen. In
einer weiteren offenbarten Ausführungsform,
in der der erste Lackbehälter
einen Überschuss
an Lack enthält,
um Schwankungen der Temperatur und Viskosität des Lacks auszugleichen,
wird der überschüssige Lack
durch ein Molchelement an den ersten Lackbehälter zurückgegeben und der Kolben erneut
ausgefahren, um den restlichen Lack an die Farbwechseleinrichtung
zurückzugeben,
um Verschwendung des Lacks wie weiter unten beschrieben zu vermeiden.
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Während der
erste Lack von dem ersten Lackbehälter wie oben beschrieben dem
Lackapplikator zugeführt
wird, wird ein zweiter Lack von der Lackversorgungsumschalteinrichtung
einem zweiten Behälter
zugeführt,
der daraufhin durch dasselbe Verfahren elektrisch von dem Lackapplikator
isoliert wird. Das heißt,
ein zweiter Lack wird von der Lackversorgungsumschalteinrichtung
durch die dritte Versorgungsleitung dem zweiten Lackbehälter zugeführt. In
einer offenbarten Ausführungsform
wird daraufhin ein drittes Molchelement von der ersten Molchstation
zu der zweiten Molchstation getrieben, wodurch der Rest einer vorbestimmten
Menge des zweiten Lacks zu dem zweiten Lackbehälter gedrückt wird und der zweite Behälter wie
beschrieben elektrisch von der Lackversorgungsumschalteinrichtung isoliert
wird. In der weiter unten beschriebenen alternativen Ausführungsform
wird der überschüssige Lack
in der vierten Lackversorgungsleitung zwischen dem Applikator und
dem zweiten Behälter
durch das vierte Molchelement zu dem zweiten Behälter zurückgeschickt und der Kolben
daraufhin ausgefahren, um den verbleibenden Lack zu der Farbwechseleinrichtung
zurückzutreiben.
Daraufhin wird die Folge unbegrenzt wiederholt.
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Wie
nun verständlich
ist, ist der Lackbehälter, der
Lack von der Lackversorgungsumschalteinrichtung empfängt, während des
Befüllens
immer elektrisch von dem Lackapplikator isoliert, und ist der Lackbehälter, der
dem Lackapplikator Lack zuführt, immer
elektrisch von der Lackversorgungsumschalteinrichtung isoliert,
wodurch ein Überschlag
oder eine Beschädigung
an den Pumpen usw. der Lackversorgungsumschalteinrichtung, die auf
Massepotential ist, vermieden wird. Ferner verringert die gleichzeitige
Applikation eines Lacks von einem ersten Lackbehälter während des Befüllens eines
zweiten Lackbehälters
wesentlich die Zykluszeit um mindestens die Hälfte. In der oben beschriebenen
ersten Ausführungsform
wird im Wesentlichen kein Lack verschwendet, da jeder Behälter nur
mit einem vorbestimmten Volumen, wie es für jede Applikation erforderlich
ist, geladen oder befüllt
wird. In der zweiten Ausführungsform,
in der die Lackbehälter
mit einem Überschuss
an Lack befüllt
werden, wird der überschüssige Lack
an die Lackbehälter
zurückgegeben, wobei
der Kolben der Lackbehälter
den verbleibenden Lack in die Farbwechseleinrichtung zurücktreibt, was
irgendeine Verschwendung von Lack wie oben beschriebenen beseitigt.
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Außerdem können die
erfindungsgemäßen Systeme
zum Zuführen
und Applizieren von Lack dieser Erfindung zweckmäßig mit Lösemittel gespült werden.
Selbstverständlich
hängt das
bevorzugte Lösemittel
von dem Lack oder von der Beschichtung ab. Zum Beispiel ist das
bevorzugte Lösemittel
entionisiertes Wasser, wenn ein Lack auf Wassergrundlage appliziert
wird. In einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack enthält
die Lackversorgungsumschalteinrichtung eine Quelle für unter Druck
stehendes Lösemittel.
Bei Abschluss der Zufuhr von Lack von dem ersten Lackbehälter befinden sich
z. B. die Molchelemente beide in der zweiten Station, in der Fluid
um die Molchelemente fließen kann.
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Daraufhin
wird das Lösemittel
durch die ersten und zweiten Versorgungsleitungen dem Lackapplikator
zugeführt,
um die Versorgungsleitungen und den Lackapplikator zu spülen. Die
dritten und vierten Versorgungsleitungen können ebenfalls durch dasselbe
Verfahren gespült
werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Systems zum
Zuführen
und Applizieren von Lack dieser Erfindung wird eine separate Quelle
für Lösemittel
durch eine Lösemittelversorgungsleitung
mit dem Lackapplikator verbunden, um den Lackapplikator insbesondere
dann zu spülen,
wenn der zweite Lack gleich dem ersten Lack ist, was die Zykluszeit
weiter verringert. Alternativ enthalten in einer zweiten bevorzugten
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack die zweite Versorgungsleitung zwischen
dem ersten Lackbehälter
und dem Lackapplikator und die vierte Lackleitung zwischen dem zweiten
Lackbehälter
und dem Lackapplikator jeweils mindestens zwei Molchelemente, wobei
das Lösemittel
zwischen den Molchelementen in der Weise zugeführt wird, dass das Lösemittel
nach Zufuhr der Molchelemente zu dem Applikator zwischen den Molchelementen
zunächst
die Lackleitungen zwischen den Behältern und dem Applikator spült und der
Lack daraufhin durch die sauberen Leitungen dem Applikator zugeführt wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack werden die Molchelemente durch ein nicht
leitendes Fluid wie etwa durch pneumatischen Druck zwischen den
ersten und zweiten Molchstationen schnell hin und her bewegt, um
Lack zuzuführen
und die Komponenten des Systems wie oben beschrieben elektrisch
zu isolieren. Selbstverständlich
kann für
den pneumatischen Druck irgendein geeignetes nicht leitendes Fluid
verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste Molchstation
durch eine Schachtleitung definiert, die mit der Versorgungs- oder Zuführleitung
in Verbindung steht, die das Molchelement empfängt, so dass Lack oder Lösemittel
an dem Molchelement in der ersten Station vorbeifließen kann,
ohne um das Molchelement zu fließen. Daraufhin wird eine Quelle für pneumatischen
Druck mit der Schachtleitung verbunden, um das Molchelement von
der Schachtleitung oder von der ersten Molchstation zu der zweiten Molchstation
zu treiben. Die Molchelemente können in
diesem Systemtyp herkömmlich
sein wie etwa hantelförmige
Molchelemente, die elastische Ringe enthalten, oder die Molche können gegenüberliegende Randabschnitte
enthalten, die, wie in einer gleichzeitig änhängigen Patentanmeldung beschrieben
ist, Lack oder Lösemittel
von den Versorgungsleitungen wischen. In einer bevorzugten Ausführungsform
enthalten die Molchelemente einen gekapselten Magneten und enthalten
die Molchstationen einen Sensor, der den Ort des Molchelements abtastet.
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Das
erfindungsgemäße System
zum Zuführen
und Applizieren von Lack kann genutzt werden, um der Zuführleitung
zwischen dem Lackbehälter und
dem Lackapplikator ein vorbestimmtes Lösemittelvolumen zuzuführen, um
die Zuführleitung
im Anschluss an die Applikation des Lacks zu spülen. In den früheren Systemen
wurde das Lösemittel
den Zuführleitungen
in einer zeitlich abgestimmten Folge durch Öffnen des Ventils von einer
Quelle für
unter Druck stehendes Lösemittel
zu den Zuführleitungen zugeführt. Allerdings
kann durch dieses Verfahren nicht das genaue Lösemittelvolumen gesteuert werden.
In einer beschriebenen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack, in der die Lackbehälter jeweils einen hin und
her bewegbaren Kolben enthalten, wird Lack von den Lackbehältern durch
eine Zuführleitung durch
Bewegung des Kolbens in dem Lackbehälter dem Lackapplikator zugeführt, wodurch
in der Zuführleitung
ein kontinuierlicher Lackstrom von dem Lackbehälter zu dem Lackapplikator
in der Zuführleitung
erzeugt wird. Ferner enthält
das System eine Quelle für
unter Druck stehendes Lösemittel,
die mit der Zuführleitung
an dem Lackapplikator verbunden ist. Das Verfahren zum Zuführen eines
vorbestimmten Lösemittelvolumens
umfasst dann das Zuführen eines
vorbestimmten Lackvolumens von dem Lackbehälter zu dem Applikator durch
Ausfahren des Kolbens in dem Lackbehälter, was einen kontinuierlichen
Lackstrom zwischen dem Lackbehälter
und dem Applikator erzeugt, und daraufhin das Zuführen eines
vorbestimmten Lösemittelvolumens
zu der Zuführleitung
durch Einwärtsbewegen
des Kolbens in den Lackbehälter.
Es ist verständlich,
dass somit das Lösemittelvolumen
genau gesteuert werden kann.
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In
einer offenbarten Ausführungsform
befinden sich die Lackbehälter
an dem Arm von Lackierrobotern und befindet sich die Farbwechseleinrichtung
außerhalb
der Lackierkabine auf Massepotential. In einer zweiten Ausführungsform
befinden sich die Lackbehälter
in einem Potenzialtrennmodul, das sich außerhalb der Lackierkabine befindet
und, wie in einer gleichzeitig anhängigen Anmeldung offenbart ist,
die Wartung oder den Kundendienst der Lackbehälter ermöglicht, ohne dass die Lackierkabine
betreten werden muss. In einer bevorzugten Ausführungsform der Kolbenlackbehälter wird
der Kolben durch einen Servomotor zahnradgetrieben, was eine genaue
Abmessung des Lacks sicherstellt und dadurch das Erfordernis einer
Dosierpumpe an dem Roboter beseitigt und die Kosten senkt. In einer
bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems zum
Zuführen
und Applizieren von Lack mit einem Rotationszerstäuber, der,
wie oben dargelegt wurde, einen elektrisch leitenden Lack auf Hochspannung legt,
enthält
der Rotationszerstäuber
mindestens eine und vorzugsweise zwei Molchstationen, die in dieser
Beschreibung als die zweiten Molchstationen bezeichnet sind. Ferner
können
sich die ersten Molchstationen in einer bevorzugten Ausführungsform
der Lackbehälter
mit einem hin und her bewegbaren Kolben in oder an dem Lackbehälter befinden.
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Wie
oben erwähnt
wurde, beseitigt der Kolbenlackbehälter, der durch eine Dosier-
oder Abmessantriebseinrichtung getrieben wird, das Erfordernis einer
Dosierpumpe (üblicherweise
einer Zahnradpumpe) an dem Zerstäuber.
Dies ermöglicht,
die zweite Molchstation innerhalb des Zerstäubers anzuordnen, wodurch Lack-
und Lösemittelverluste
auf ein Minimum verringert werden. Diesbezüglich wird auf
EP 1314480 Bezug genommen.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Systeme
und Verfahren zum Zuführen
und Liefern von Lack werden umfassender verständlich aus der folgenden Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen,
aus den beigefügten Ansprüchen und
aus der Zeichnung, von der eine Kurzbeschreibung folgt.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein Fluidschema einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack;
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2 ist
ein elektrisches Schema einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack;
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3 ist
eine Veranschaulichung eines Robotersystems zum Zuführen von
Lack, das das in den 1 und 2 gezeigte
System zum Zuführen
und Applizieren von Lack enthält;
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4 ist
eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack;
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5 bis 24 sind
schematische Darstellungen der alternativen Ausführungsform des in 4 gezeigten
Systems zum Zuführen
und Applizieren von Lack, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Zuführen
und Applizieren eines leitenden Lacks veranschaulichen; und
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25 ist
eine teilweise schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack, bei dem sich Molchstationen in den Lackbehältern und
im Rotationszerstäuber
befinden.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Das
Schema oder Fluiddiagramm in 1 veranschaulicht
die Komponenten einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack. Das in 1 veranschaulichte
System zum Zuführen
und Applizieren von Lack enthält
eine Farbwechseleinrichtung oder Lackversorgungsumschalteinrichtung 20 auf
Massepotential, die mehrere Anschlüsse, die jeweils mit einer
Quelle für
unter Druck stehenden Lack 22 verbunden sind, einen Anschluss,
der mit einer Quelle für
unter Druck stehendes Lösemittel 24 verbunden ist,
Anschlüsse,
die mit einer Quelle für
unter Druck stehende Luft oder für
pneumatischen Druck 26 verbunden sind, und einen Lösemittelwiedergewinnungsanschluss 28 enthält. Abgesehen
davon, dass die Farbwechseleinrichtung 20 in der offenbarten Ausführungsform
in zwei parallele gleiche Komponenten geteilt ist, wobei die zweite
Komponente zur Erleichterung der Bezugnahme das Suffix "A" enthält, kann die Farbwechseleinrichtung 20 in
dieser Ausführungsform
der Erfindung allgemein herkömmlich sein.
Die Anzahl der Komponenten hängt
von der Anzahl der Lackbehälter
ab. Selbstverständlich
hängt die
Anzahl der Anschlüsse 22,
die unter Druck stehenden Lack empfangen, von der Anzahl der durch das
System zum Zuführen
und Applizieren von Lack dieser Erfindung zu applizierenden Lacke
ab, wobei die Farbwechseleinrichtung je nach der Applikation irgendeine
Anzahl von Anschlüssen
enthalten kann. Ferner können
die Ausführungsformen
des Systems zum Zuführen
und Applizieren von Lack dieser Erfindung genutzt werden, um wie
oben definiert irgendeine Beschichtung oder irgendeinen Lack zu
applizieren, wobei der zweite Lack entweder gleich dem ersten Lack
oder ein anderer Lack wie etwa ein Lack einer anderen Farbe sein
kann. Außerdem
sind das System und das Verfahren zum Zuführen und Applizieren von Lack
gemäß dieser
Erfindung besonders, aber nicht ausschließlich, an das Applizieren eines elektrisch
leitenden Lacks wie etwa eines Lacks auf Wassergrundlage, der jetzt
in vielen Kraftfahrzeug- und Geräteapplikationen
genutzt wird, angepasst.
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Ferner
enthält
das in 1 offenbarte System zum Zuführen und Applizieren von Lack
einen Lackapplikator 30 wie etwa einen herkömmlichen elektrostatischen
Rotationszerstäuber
auf Hochspannung mit einer Rotationsglocke 32, die einen elektrisch
leitenden Lack, der auf ein Substrat auf Massepotential (nicht gezeigt)
appliziert wird, elektrostatische auflädt. Selbstverständlich kann
aber mit dem erfindungsgemäßen System
zum Zuführen
und Applizieren von Lack irgendein Lackapplikator oder irgendeine
Lackierpistole genutzt werden. Ferner enthält das System mindestens zwei
Kolbenlackbehälter 34 und 36.
Allerdings kann das erfindungsgemäße System zum Zuführen und
Applizieren von Lack, wie oben dargelegt wurde, drei oder mehr Lackbehälter enthalten,
um die Zykluszeit weiter zu verringern. Wie für den Fachmann auf dem Gebiet verständlich ist,
enthalten die Lackbehälter 34 und 36 in
der offenbarten Ausführungsform
jeweils einen Kolben 37, der sich in der Kammer der Lackbehälter 34 und 36 hin
und her bewegt, um Lack zu empfangen oder abzugeben. Außerdem können die
Lackbehälter 34 und 36 einen
Druckmesswandler 35 enthalten, der den Druck des Lacks
in dem Lackbehälter misst,
wobei die Messwandler mit einem Steuermodul (nicht gezeigt) des
erfindungsgemäßen Systems zum
Zuführen
und Applizieren von Lack dieser Erfindung verbunden sein können.
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In
dieser Ausführungsform
ist die Farbwechseleinrichtung oder die Lackversorgungsumschalteinrichtung 20 durch
eine erste Versorgungsleitung 38 mit einem ersten Lackbehälter 34 verbunden. Selbstverständlich dient
die Bezeichnung des Lackbehälters 34 als
der erste Lackbehälter
nur zur Beschreibung. Daraufhin ist der erste Lackbehälter 34 durch
eine zweite Versorgungsleitung 40 mit dem Lackapplikator 30 verbunden. Ähnlich ist
die Farbwechseleinrichtung 20 durch eine dritte Versorgungsleitung 42 mit
dem zweiten Behälter 36 verbunden und
ist der zweite Lackbehälter 36 durch
eine vierte Versorgungsleitung 44 mit dem Applikator 30 verbunden.
Wie für
den Fachmann auf dem Gebiet selbstverständlich ist, ist 1 eine
schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Systems zum
Zuführen
und Applizieren von Lack, die das Verfahren dieser Erfindung veranschaulicht,
wobei ihre Beschreibung keine Einzelheiten enthält, die für den Fachmann auf dem Gebiet
selbstverständlich sind
und für
das Verfahren oder für
die Vorrichtung dieser Erfindung nicht relevant sind. Zum Beispiel
ist in 1 die Farbwechseleinrichtung 20 oder
sind genauer die Anschlüsse 22, 24, 26 und 28 durch
eine Zuführleitung 38a mit
der ersten Zuführleitung 38,
der zweiten Molchempfängerstation 54 und
einer Leitung 38b verbunden. Ähnlich ist der Lackbehälter 34 in
der schematischen Darstellung durch eine Zuführleitung 40a mit
der zweiten Zuführleitung 40 verbunden. Ähnlich ist
die Zuführleitung 40 durch
Leitungen 40b und 40c mit dem Applikator verbunden. Ähnlich ist die
Farbwechseleinrichtung 20 durch eine Leitung 42a mit
der dritten Zuführleitung 42 verbunden
und ist die zweite Molchempfängerstation 54 durch
eine Leitung 42b mit dem zweiten Lackbehälter 36 verbunden.
Der Lackbehälter 36 ist
daraufhin durch eine Leitung 44a mit der vierten Zuführleitung 44 verbunden
und die zweite Molchstation 54 ist daraufhin durch eine
Leitung 44b mit der Leitung 40c verbunden, die
mit dem Applikator 30 verbunden ist. Wie in einer gleichzeitig
anhängigen
Anmeldung beschrieben ist, sind die Zuführleitungen, insbesondere die Zuführleitungen 38, 40, 42 und 44,
vorzugsweise aus einem durchsichtigen oder durchscheinenden Polymer
gebildet, das eine reibungsbeständige
Innenschicht, ein dielektrisches Zwischenmaterial zum Verhindern
eines Überschlags
und eine dünne
Außenschicht
aus hartem Kunststoff zum Verhindern einer Beschädigung der Zuführ- oder
Versorgungsleitung enthält.
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Jede
der Versorgungsleitungen 38, 40, 42 und 44 enthält eine
erste Molch- oder Molchelement-Empfängerstation 46, die
in der offenbarten Ausführungsform
eine Schachtleitung ist, die mit der Versorgungsleitung in der Weise
in Verbindung steht, dass der Molch oder das Molchelement 48 in
jeder der ersten Molchstationen 46 den Einlass 50 zu
den Lackversorgungsleitungen nicht versperrt. Außerdem enthält jede der ersten Molchstationen 46 einen Pneumatikdruckeinlass 52,
um den Molch oder das Molchelement 48 zu der zweiten Molchempfängerstation 54 zu
treiben. Die zweite Molchempfängerstation 54 enthält eine
Kammer, die so konfiguriert ist, dass sie das Molchelement 48 empfängt, während sie
ermöglicht,
dass Fluid um das Molchelement in der zweiten Molchempfängerstation 54 fließt. Außerdem enthält die zweite
Molchempfängerstation 54 einen
Anschluss 56, der in der Weise mit einer Quelle für pneumatischen
Druck verbunden ist, dass das Molchelement 48 in ebenfalls
an sich bekannter Weise zwischen der ersten Empfängerstation 46 und
der zweiten Empfängerstation 54 schnell
hin und her bewegt werden kann. Das heißt, das erste Molchelement 48 kann
durch einen vom Einlass 52 empfangenen pneumatischen Druck
von der ersten Molchempfängerstation 46 zu
der zweiten Molchempfängerstation 54 gedrückt werden
und durch einen durch den Lufteinlass 56 empfangenen pneumatischen
Druck von der zweiten Molchempfängerstation 54 zu
der ersten Molchempfängerstation
zurückgeschickt
werden. Wie verständlich
ist, wischt oder schabt das Molchelement 48 auf herkömmliche
Weise die Versorgungsleitungen, während es durch die Versorgungsleitungen 38, 40, 42 und 44 hin
und her bewegt wird. Wie verständlich
ist, können
die Molchelemente dieser Ausführungsform
durch irgendeinen Fluiddruck getrieben werden, so dass die Vorrichtung
dieser Erfindung nicht auf Luftdruck oder pneumatischen Druck beschränkt ist.
Allerdings ist das Fluid dort, wo der Lack ein leitender Lack ist
und das Verfahren somit während
der Zufuhr des leitenden Lacks zu dem Applikator 30 eine
elektrische Isolation der Farbwechseleinrichtung 20 von
den Lackbehältern 34 und 36 erfordert,
vorzugsweise nicht leitend wie etwa Luft.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Zuführen
und Applizieren von Lack mit der in 1 gezeigten
Ausführungsform
des Systems zum Zuführen und
Applizieren von Lack kann nun wie folgt beschrieben werden. Von
einem der Einlässe
oder Anschlüsse 22 der
Farbwechseleinrichtung oder Lackversorgungsumschalteinrichtung 20 wird
durch die erste Versorgungsleitung 38 dem ersten Lackbehälter 34 ein
erster Lack zugeführt.
Wie für
den Fachmann verständlich
ist, wird der Kolben 37 in den Behälter gedrückt, während Farbe von dem ersten
Behälter 34 empfangen
wird. Wenn von dem ersten Behälter 34 eine
vorbestimmte Menge des ersten Lacks wie etwa 95% des für die Applikation
erforderlichen ersten Lacks empfangen worden sind, wird das Molchelement 48 in
der ersten Empfängerstation 46 durch
pneumatischen Druck durch die erste Versorgungsleitung 38 getrieben,
wobei der erste Lack, der in der Versorgungsleitung 38 geblieben
ist, in den ersten Behälter 34 getrieben
oder gedrückt
wird, was die Ladung des Lacks abschließt. Zum Beispiel kann der Druckmesswandler 35 verwendet
werden, um den Lackdruck und somit die Bewegung des Kolbens 37 in
dem Lackbehälter
zu messen, bis z.B. 95% der erforderlichen Ladung oder des erforderlichen
Lackvolumens von dem ersten Behälter 34 empfangen worden
sind, woraufhin das Molchelement 48 unter pneumatischem
Druck von der ersten Station 46 zu der zweiten Station 54 getrieben
wird, wobei eine vorprogrammierte oder vorbestimmte Ladung Lack
dem ersten Lackbehälter 34 zugeführt wird,
so dass im Wesentlichen kein Lack verschwendet wird, woraufhin der
Behälter 34 elektrisch
von der Farbwechseleinrichtung 20 isoliert wird.
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Daraufhin
wird der Lack von dem ersten Behälter 34 durch
die zweite Versorgungsleitung 40 wie etwa durch Bewegen
des Kolbens 37 des Lackbehälters 34 dem Einlass
dem Applikator 30 zugeführt.
Somit wird der erste Lack dem ersten Applikator 30 zugeführt und
durch den Applikator 30 auf ein Substrat wie etwa auf eine
Fahrzeugkarosserie (nicht gezeigt) appliziert. Wenn dem Applikator 30 ein
wesentlicher Teil des ersten Lacks wie etwa 95% zugeführt worden sind,
wird das Molchelement 48 in der ersten Empfängerstation 46 der
zweiten Versorgungsleitung 40 unter pneumatischem Druck
durch die zweite Versorgungsleitung 40 getrieben, wo es
wie oben beschrieben in der zweiten Empfängerstation 54 empfangen wird.
Somit wird dem Lackapplikator 30 im Wesentlichen der gesamte
vom ersten Lackbehälter 34 empfangene
erste Lack zugeführt.
Allerdings ist in dieser Ausführungsform
eine Entsorgung 62 für
den Empfang überschüssigen Lacks
oder Lösemittels
vorgesehen. Falls der zweite durch den Applikator 30 auf das
Substrat zu applizierende Lack derselbe wie der erste Lack ist,
braucht nicht das gesamte System mit Lösemittel gespült zu werden.
In dieser Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack ist eine separate Lösemittelreinigung für den Lackapplikator 30 und
insbesondere für
die Rotationsglocke 32 vorgesehen. In der offenbarten Ausführungsform
befindet sich das Molchelement 58 anfangs bei dem Lösemitteleinlass 60.
Der Lösemitteleinlass 60 ist
dann offen, wobei das Molchelement 60 zu der Empfängerstation
getrieben wird, wo das Lösemittel
um das Molchelement 58 und durch eine separate Leitung 61 zu
dem Applikator 30 fließt,
was die Zykluszeit weiter verringert, wenn der dem Applikator 30 zugeführte zweite Lack
derselbe wie der erste Lack ist. Nach Abschluss des Spülens des
Applikators 30 wird das Molchelement 58 durch
einen durch den Einlass 64 empfangenen pneumatischen Druck
in seine Anfangslage zurückgeschickt.
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Wenn
der an den Applikator 30 zu liefernde zweite Lack verschieden
von dem ersten Lack ist, können
die ersten und zweiten Versorgungsleitungen 38 und 40,
die Stirnfläche
des Kolbens 37 und der Lackapplikator 30 mit Lösemittel
gespült
werden, wobei das unter Druck stehende Lösemittel durch den Einlass 24 empfangen
wird und das Lösemittel
daraufhin durch die erste Versorgungsleitung 38 zugeführt wird,
wobei das Lösemittel
um das Molchelement 48 in der zweiten Station 54 empfangen
wird und daraufhin durch die zweite Versorgungsleitung 40 dem
Applikator 30 zugeführt
wird, wodurch das System, das den ersten Lack empfangen hat, gespült wird.
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Wie
oben beschrieben wurde, arbeiten die Lackbehälter der erfindungsgemäßen Systeme
zum Zuführen
und Applizieren von Lack im Tandembetrieb. Somit wird, während dem
Lackapplikator 30 wie oben beschrieben ein erster Lack
von dem ersten Behälter 34 zugeführt wird,
dem zweiten Lackbehälter 36 wie
oben in Bezug auf den Lackbehälter 34 beschrieben
unter Druck von einem der Einlässe 22A der
Farbwechseleinrichtung oder Lackversorgungsumschalteinrichtung 20 ein
zweiter Lack zugeführt. Das
heißt,
dem zweiten Lackbehälter 36 wird
durch die dritte Versorgungsleitung 42 unter Druck von
einem der Einlässe 22A der
Farbwechseleinrichtung 20 eine wesentliche Mehrheit wie
etwa 95% eines zweiten Lacks zugeführt. Daraufhin wird das Molchelement 48 unter
pneumatischem Druck von der ersten Empfängerstation 46 zu
der zweiten Empfängerstation 54 getrieben,
wodurch der gesamte zweite Lack dem Lackbehälter 36 zugeführt wird
und der Lack und der Lackbehälter 36 daraufhin
wie oben beschrieben elektrisch von der Farbwechseleinrichtung 20 isoliert
werden. Somit wird der zweite Lackbehälter 36 mit einem
zweiten Lack geladen, während
der erste Lack von dem ersten Behälter 34 dem Applikator 30 zugeführt wird.
Daraufhin wird nach Abschluss der Zufuhr des ersten Lacks zu dem
Applikator 30 und, bei Bedarf, nach einer Lösemittelreinigung
dem Applikator 30, der wie oben beschrieben elektrisch von
der Lackversorgungsumschalteinrichtung 20 isoliert ist,
der zweite Lack von dem zweiten Behälter 36 zugeführt. Das
heißt,
der Kolben 37 wird zu dem Auslassende hin und her bewegt,
wobei er den Lack durch die vierte Versorgungsleitung 44 treibt.
Wenn schließlich
im Wesentlichen der gesamte zweite Lack dem Applikator 30 zugeführt worden
ist, drückt
das Molchelement 48 den Rest des zweiten Lacks unter dem
durch den Einlass 52 empfangenen pneumatischen Druck zu
dem Applikator. Daraufhin wird die Folge unbegrenzt wiederholt,
wobei der erste Lackbehälter 34 mit
Lack von der Farbwechseleinrichtung 20 geladen wird, während der
zweite Lack durch den Applikator 30 appliziert wird, wobei
der erste Lackbehälter
wie oben beschrieben elektrisch von dem Lackapplikator 30 isoliert
ist.
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2 ist
eine schematische Darstellung einer geeigneten Schaltung für das erfindungsgemäße System
zum Zuführen
und Applizieren von Lack. Wie gezeigt ist, ist die Farbwechseleinrichtung 20 immer geerdet.
Das System enthält
eine Leistungsversorgung 64, die mit einem Spannungsteiler 66 verbunden
ist. Der Spannungsteiler 66 ist mit dem Applikator 30 verbunden,
um die Rotationsglocke 32 elektrostatisch zu laden. Außerdem ist
der Spannungsteiler 66 wie gezeigt über Widerstände 68 mit den Lackbehältern 34 und 36 verbunden.
Ferner enthält
das elektrische System einen Erdschalter 70.
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Wie
oben beschrieben wurde, können
die erfindungsgemäßen Systeme
zum Zuführen
und Applizieren von Lack in irgendeinem herkömmlichen System zum Applizieren
von Lack einschließlich
herkömmlicher Überkopfapplikatoren
und seitlich angebrachter Applikatoren genutzt werden und mehrere Rotationszerstäuber enthalten,
die Lack auf eine Fahrzeugkarosserie oder dergleichen applizieren, wobei
jeder der Rotationszerstäuber
mit einer Farbwechseleinrichtung verbunden ist und wobei das System
vorzugsweise mindestens zwei Lackbehälter enthält, die wie oben in Bezug auf 1 beschrieben zwischen
dem Applikator und der Farbwechseleinrichtung parallel geschaltet
sind. Allerdings sind die erfindungsgemäßen Systeme zum Zuführen und
Applizieren von Lack an ein in 3 gezeigtes
Robotersystem zum Applizieren von Lack anpassbar. 3 veranschaulicht
einen allgemein herkömmlichen
Lackierroboter 72, der so geändert worden ist, dass er das
in 1 veranschaulichte erfindungsgemäße System
zum Zuführen
und Applizieren von Lack enthält.
Das heißt,
der Lackierroboter 72 enthält ein Sockelelement 74,
das typisch auf dem Boden der Lackierkabine (nicht gezeigt) angebracht
ist, und ein Zwischenelement 75, das an dem Sockelelement 74 drehbar
ist. Der Lackierroboter enthält
einen Hauptarm 76, der durch ein Gelenk 78 an
dem Zwischenelement 75 drehbar gehalten ist und durch einen Pneumatikkolben
gesteuert wird. Außerdem
kann der Lackierroboter einen oberen Arm 80 enthalten, der
wie gezeigt an dem Hauptarm 76 drehbar gehalten ist, wobei
der Lackapplikator (nicht gezeigt) wie an sich bekannt durch einen
Mehrachsenarm oder durch ein Handgelenk 82 gehalten ist.
In der offenbarten Ausführungsform
sind die Lackbehälter 34 und 36 des
erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack an dem Hauptarm angebracht, während die
Farbwechseleinrichtung 20 an dem Sockelelement 74 angebracht
ist. Die ersten und zweiten Versorgungsleitungen 38 bzw. 40,
die mit der Farbwechseleinrichtung 20 bzw. mit dem Applikator
(nicht gezeigt) verbunden sind, sind in 3 teilweise
gezeigt. Allerdings ist das erfindungsgemäße System zum Zuführen und
Applizieren von Lack wie oben beschrieben nicht auf Robotersysteme
zum Applizieren von Lack beschränkt.
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Die
in den 4 bis 24 gezeigte zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems zum
Zuführen
und Applizieren von Lack unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen
Ausführungsform
in mehrerer Hinsicht einschließlich
dadurch, dass sich die Lackbehälter
außerhalb
der Lackkabine befinden können,
was die Wartung verbessert, und dass die Lackleitungen von den Lackbehältern zu dem
Applikator mindestens zwei Molchelemente enthalten, die eine automatische
Spülung
der Zuführleitungen
und des Applikators sicherstellen, und dass ein vorbestimmter Überschuss
an Lack bereitgestellt wird, um Unterschiede der Viskosität und der
Temperatur zu berücksichtigen,
wobei der überschüssige Lack
an die Farbwechseleinrichtung zurückgeschickt wird. Wie in einer
gleichzeitig anhängigen
Anmeldung der Anmelderin beschrieben ist, enthalten die Lackbehälter, die
in der in den 4 bis 24 offenbarten Ausführungsform
des Systems zum Zuführen und
Applizieren von Lack genutzt werden, vorzugsweise einen Kolben,
der durch einen Servomotor oder dergleichen angetrieben wird, was
eine genauere Bemessung oder Dosierung des in den Lackbehältern empfangenen
Lacks sicherstellt, wobei sie Lack aus den Lackbehältern zu
dem Lackapplikator treiben. Somit wirken die Behälter als Dosiereinrichtungen.
Wie ferner in den gleichzeitig anhängigen Anmeldungen offenbart
ist, sind die Behälter
vorzugsweise aus einem nicht leitenden Material wie etwa aus einer
Keramik gebildet, die sich während Temperaturänderungen
nicht ausdehnt oder zusammenzieht.
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4 ist
eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack, die eine Farbwechseleinrichtung 120 enthält, die,
wie oben beschrieben wurde, eine Anzahl von Anschlüssen oder
Leitungen 122, 124 und 126 usw. enthält, die
jeweils durch Leitungen 122a, 124a, 126a usw.
mit einer Quelle für
flüssigen
Lack verbunden sind. Wie oben dargelegt wurde, sind die erfindungsgemäßen Systeme
zum Zuführen
und Applizieren von Lack besonders, aber nicht ausschließlich, für das Zuführen und
Applizieren eines elektrisch leitenden Lacks wie etwa eines Lacks
auf Wassergrundlage geeignet, der zur Zeit von der Kraftfahrzeug-
und Geräteindustrie
verwendet wird. Die Farbwechseleinrichtung 120 muss auf
Massepotential sein, da die Farbwechseleinrichtung mit Quellen für leitenden Lack
verbunden ist, die auf dem Massepotential sind. Daraufhin ist die
Farbwechseleinrichtung durch eine erste Zuführ- oder Versorgungsleitung 138 mit
einem ersten Lackbehälter 134 verbunden,
wobei der erste Lackbehälter 134 durch
eine zweite Versorgungsleitung 140 und eine Leitung 132 mit
einem Lackapplikator 130 verbunden ist. Außerdem ist
in dieser Ausführungsform
die Farbwechseleinrichtung oder Lackversorgungsumschalteinrichtung 120 durch
eine dritte Versorgungsleitung 142 mit einem zweiten Lackbehälter 136 verbunden
und ist der zweite Lackbehälter 136 ferner
durch eine Versorgungsleitung 144 und eine Leitung 133 mit
dem Lackapplikator 130 verbunden. Wie oben beschrieben
wurde, enthält
der erste Lackbehälter 134 einen
Kolben 137 mit einer Kolbenstange 128, wobei die
Kolbenstange 128 mit einem Servomotor oder dergleichen
(nicht gezeigt) verbunden sein kann, der den Kolben 137 auf
genaue und gesteuerte Weise hin und her bewegt, um Lack unter Druck
zu empfangen und dem Applikator 130 zuzuführen, wie
unten beschrieben wird. Ähnlich enthält der zweite
Lackbehälter 136 einen
Kolben 137, der mit einer Kolbenstange 128 verbunden
ist, die den Kolben 137 in dem zweiten Lackbehälter 136 hin
und her bewegt, um Lack von der Farbwechseleinrichtung 120 zu
empfangen und wie unten beschrieben Lack zu dem Applikator 130 zu
treiben.
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In
dieser Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack enthalten die zweiten und vierten Versorgungs-
oder Zuführleitungen 140 bzw. 144 jeweils eine
erste Molchstation 162 an den Lackbehältern 134 und 136 und
eine zweite Molchstation 164 an dem Applikator 130.
In einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Molchstationen 162 und 164 Fortsetzungen
oder Schachtleitungen der Zuführ-
oder Versorgungsleitungen 140 und 144. In der
offenbarten Ausführungsform
sind die ersten und zweiten Molchstationen 162 und 164 so
konfiguriert, dass sie zwei Molchelemente empfangen, die einen ersten Molch
oder ein erstes Molchelement 166 und einen zweiten Molch
oder ein zweites Molchelement 168 enthalten, wobei die
ersten und zweiten Molchstationen 162 und 164 jeweils
eine Quelle für
unter Druck stehendes Lösemittel
enthalten, die eine Lösemittelquelle 170,
die mit der ersten Molchstation 162 in Verbindung steht,
und eine Quelle 172 für
unter Druck stehendes Lösemittel,
die mit der zweiten Molchstation 164 in Verbindung steht,
enthalten. Wie unten beschrieben wird, sind die Lösemittelquellen 170 und 172 jeweils
so beschaffen, dass sie zwischen den ersten und zweiten Molchelementen 166 und 168 unter
Druck stehendes Lösemittel
zuführen. Ferner
enthalten die ersten und zweiten Molchstationen 162 und 164 eine
Quelle für
nicht leitendes unter Druck stehendes Fluid, die eine Quelle 174 für nicht leitendes
unter Druck stehendes Fluid, die mit der ersten Molchstation 162 in
Verbindung steht, und eine Quelle 176 für nicht leitendes unter Druck
stehendes Fluid, die mit den zweiten Molchstationen 164 in
Verbindung steht, enthalten. Ein Ventil 178 steuert den
Fluss nicht leitenden Fluids zu den ersten Molchstationen 162 und
ein Ventil 180 steuert den Fluss nicht leitenden Fluids
zu den zweiten Molchstationen 164. Wie oben dargelegt wurde,
hängt das
bevorzugte Lösemittel
von der Applikation ab, wobei entionisiertes Wasser ein bevorzugtes
Lösemittel
für Lacke
auf Wassergrundlage ist. Ein geeignetes nicht leitendes Fluid ist
Druckluft, die die Lackbehälter 134 und 136 wie
unten beschrieben elektrisch von dem Lackapplikator 130 isoliert.
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Außerdem enthält die Lackversorgungsumschalteinrichtung
oder Farbwechseleinrichtung 120 in der offenbarten Ausführungsform
zwei Molchstationen, die eine erste Molchstation 182, die
mit der ersten Versorgungs- oder
Zuführleitung 138 in
Verbindung steht, und eine zweite Molchstation 184, die
mit der dritten Versorgungsleitung 142 in Verbindung steht,
enthalten, die jeweils einen Molch oder ein Molchelement 186 und 188 aufweisen.
Ferner enthalten die Molchstationen 182 und 184 der
Lackversorgungsumschalteinrichtung oder Farbwechseleinrichtung 120 eine
Quelle für
nicht leitendes unter Druck stehendes Fluid, die eine Quelle 190 für nicht
leitendes Fluid, die mit der ersten Molchstation 182 in
Verbindung steht, und eine Quelle 192 für nicht leitendes unter Druck
stehendes Fluid, die mit der zweiten Molchstation 184 in
Verbindung steht, enthält.
Jede der Quellen für
nicht leitendes unter Druck stehendes Fluid 190 und 192 enthält ein Ventil 178,
das die Zufuhr nicht leitenden Fluids steuert. Wie oben in Bezug auf
die ersten und zweiten Molchstationen 162 und 164 beschrieben
wurde, die mit den Versorgungs- oder Zuführleitungen 140 in
Verbindung stehen, sind die Molchstationen 182 und 184 in
einer bevorzugten Ausführungsform
des Systems zum Zuführen
und Applizieren von Lack dieser Erfindung vorzugsweise Schachtleitungen
der ersten und dritten Versorgungs- oder Zuführleitungen 138 bzw. 142,
so dass Lack, wie oben in Bezug auf die Molchstationen 162 und 164 beschrieben
wurde, an den Molchelementen 186 und 188 vorbeifließen kann.
Wie unten beschrieben wird, dient der Einlass 194 der Lackbehälter 134 und 136 außerdem als
eine Molchstation, die die Molchelemente 186 und 188 empfängt, wobei
die Lackbehälter
einen Auslass 196 enthalten, der mit der zweiten und vierten
Versorgungs- oder Zuführleitung 140 und 144 in
Verbindung steht. Wie an sich bekannt ist, kann der Einlass 194 der
Lackbehälter 134 und 136 so
konfiguriert sein, dass er Lack oder Lösemittel um die Molchelemente
empfängt,
wobei die Molchelemente so in dem Einlass der Lackbehälter 134 und 136 (nicht
gezeigt) gehalten sein können, dass
sie herausbewegt werden können.
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Ferner
enthält
die in 4 gezeigte Ausführungsform des Systems zum
Zuführen
und Applizieren von Lack ein Steuermodul 110, das mit den
Ventilen 178 und 180 und mit den Lösemittelquellen 170 und 172 verbunden
ist und das die Folge des Einleitens von Lösemittel und eines nicht leitenden
Fluids, das in dem im Folgenden beschriebenen Verfahren dieser Erfindung
genutzt wird, steuert. Nachdem anhand von 4 eine alternative
Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack beschrieben worden ist, wird nun anhand
der 5 bis 24 wie folgt das Verfahren zum
Zuführen
und Applizieren eines leitenden Lacks mit dieser Ausführungsform
der Vorrichtung beschrieben.
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Wie
verständlich
ist, kann das in 4 gezeigte System zum Zuführen und
Applizieren eines leitenden Lacks wie etwa eines Lacks auf Wassergrundlage
genutzt werden, wobei die Lackversorgungsumschalteinrichtung oder
Farbwechseleinrichtung 120 auf dem Massepotential ist und
der Applikator 130 wie etwa ein herkömmlicher elektrostatischer Rotationszerstäuber auf
einer hohen elektrischen Spannung ist und den leitenden Lack auf
Hochspannung legt, während
dieser auf ein Substrat wie etwa auf eine Fahrzeugkarosserie (nicht
gezeigt) appliziert wird, das allgemein auf Massepotential ist.
Wie in 5 gezeigt ist, ist in einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Zuführen
und Applizieren eines Lacks auf ein Substrat ein erster Schritt
das Zuführen
von unter Druck stehendem Lösemittel
von der Quelle 170 zwischen den Molchelementen 166 und 168 in
den ersten Molchstationen 162. Dadurch beabstandet das
Lösemittel
S wie gezeigt die Molchelemente 166 und 168, wobei
das zweite Molchelement 168 wie gezeigt den Auslass 196 der
Lackbehälter 134 und 136 versperrt. Daraufhin
kann der Lack P von einer der Zuführleitungen der Farbwechseleinrichtung
und von der Farbwechseleinrichtung dem ersten Lackbehälter 134 zugeführt werden.
Wie oben beschrieben wurde, ist die Lackversorgungsumschalteinrichtung
oder Farbwechseleinrichtung 120 durch Leitungen 122, 124, 126 usw.
und durch Leitungen 122a, 124a, 126a usw.
mit Quellen für
leitenden flüssigen
Lack verbunden.
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5 veranschaulicht
das Zuführen
von Lösemittel
S zwischen den Molchelementen 166 und 168 in der
ersten Molchstation 162 von der Lösemittelquelle 170.
Wie oben dargelegt wurde, steuert das in 4 gezeigte
Steuermodul 110 die Ventile 178 und 180 und
die Lösemittelquellen 170 und 172.
Wie in der folgenden Folge von Zeichnungen gezeigt ist, ist das
Computermodul so programmiert, dass es Lösemittel einleitet, wenn sich
die Molchelemente 166 und 168 entweder in der
ersten Molchstation 162 oder in der zweiten Molchstation 164 befinden.
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In 6 wird
leitender Lack P durch die Leitung 124 der Lackversorgungsumschalteinrichtung oder
Farbwechseleinrichtung 120 zugeführt und wird der Lack daraufhin
durch die erste Versorgungs- oder Zuführleitung 138 dem
ersten Lackbehälter 134 zugeführt. Gleichzeitig
wird das Ventil 178 zu der Quelle 174 für nicht
leitendes Fluid zu der ersten Molchstation 162 ausreichend
geöffnet,
um die ersten und zweiten Molchelemente 166 und 168,
wie in 6 gezeigt ist, in die zweite Versorgungs- oder
Zuführleitung 140 zu
treiben. Wie in 5 gezeigt ist, wird der Kolben 137 des
ersten Lackbehälters 134 ausreichend
zurückgezogen,
um, wie in 6 gezeigt ist, den Lack P in
dem ersten Lackbehälter 134 zu
empfangen. Wie in 7 gezeigt ist, wird der Kolben 137 des
ersten Lackbehälters 134 zurückgezogen,
bis durch den ersten Lackbehälter,
wie in 7 gezeigt ist, ein vorbestimmtes Volumen oder
eine vorbestimmte "Dosis" Farbe P empfangen
worden ist. Daraufhin wird das erste Molchelement 186 der
Lackversorgungsumschalteinrichtung oder Farbwechseleinrichtung 120 durch
das nicht leitende Fluid durch die erste Versorgungsleitung 138 getrieben,
indem das Ventil 178 der Quelle 190 geöffnet wird,
wodurch die Lackversorgungsumschalteinrichtung 120, wie
in 8 durch B gezeigt ist, elektrisch von dem ersten Lackbehälter 134 isoliert
wird. Wie in den 8 und 9 gezeigt
ist, führt
das Molchelement 186 außerdem Lack zu, der in der
ersten Zuführleitung 138 zu dem
ersten Lackbehälter 134 verbleibt.
Wie gezeigt ist, wird daraufhin das erste Molchelement 186 des Lackbehälters 120 bei
dem Einlass 194 des ersten Lackbehälters 134 empfangen
und daraufhin der erste Lackbehälter
vollständig
mit einem vorbestimmten Volumen oder einer vorbestimmten Dosis Lack
P zur Zufuhr zu dem Lackapplikator 130 geladen und daraufhin
die Lackversorgungsumschalteinrichtung oder Farbwechseleinrichtung 120,
wie in 9 gezeigt ist; elektrisch von dem ersten Lackbehälter 134 isoliert, um
eine Potenzialtrennung B zu erzeugen. Wie in den 10 und 11 gezeigt
ist, wird daraufhin der Kolben 137 des ersten Lackbehälters 134 umgekehrt,
wodurch der Lack P und die ersten und zweiten Molchelemente 166 und 168 mit
dem Lösemittel
S dazwischen zu der zweiten Molchstation 164 getrieben
werden und wobei das Lösemittel
durch die Leitung 132 dem Applikator 130 zugeführt wird,
wobei die erste Zuführleitung 140 und
der Applikator 130, wie in 11 gezeigt
ist, gespült
werden. Das fortgesetzte Treiben des Kolbens 137 des ersten
Lackbehälters 134 zu
dem Auslass 196 treibt den Lack P, wie in 12 gezeigt
ist, durch die erste Versorgungsleitung 140 und durch die
Leitung 132 zu dem Applikator 130, wodurch Lack
durch den Applikator 130 einem Substrat (nicht gezeigt)
zugeführt
wird und der Lack dabei durch den Applikator wie oben beschrieben
elektrisch geladen wird. In einer bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens der Erfindung ist der elektrisch geladene Lack P
in der zweiten Versorgungs- oder Zuführleitung 140 ein
kontinuierlicher Strom elektrisch geladenen Lacks von dem Lackapplikator 130 zu
dem Lack in dem ersten Lackbehälter 134.
Allerdings sind der Lack P und der erste Lackbehälter 134, wie oben
beschrieben wurde und in 12 gezeigt
ist, elektrisch von der Lackversorgungsumschalteinrichtung oder
von dem Lackbehälter 120 isoliert,
während
der Lack über
den Lackapplikator 130 einem Substrat zugeführt wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Zuführen
und Applizieren eines Lacks auf ein Substrat wird, wie in 12 gezeigt
ist, dem zweiten Lackbehälter 136 gleichzeitig
ein zweiter Lack P1 von der Farbwechseleinrichtung 120 zugeführt. Wie
in 12 gezeigt ist, wird der Lack P1 in
der offenbarten Ausführungsform der
Lackversorgungsumschalteinrichtung oder dem Lackbehälter 120 von
der Leitung 122a durch die Leitung 122 zugeführt. Wie
in 13 gezeigt ist, treibt der Kolben 137 des
ersten Lackbehälters
weiter Lack zu dem Lackapplikator 130, während der
zweite Lack P1 dem zweiten Lackbehälter 136 zugeführt wird
und der Kolben 137 des zweiten Lackbehälters 136, wie in 13 gezeigt
ist, zurückgezogen
wird. Daraufhin wird das zweite Molchelement 188 der Lackversorgungsumschalteinrichtung
oder des Lackbehälters 120 durch
ein nicht leitendes Fluid oder durch einen pneumatischen Druck durch Öffnen des
Ventils 178 der Quelle für nicht leitendes Fluid 192 angetrieben, wodurch
die Farbversorgungsumschalteinrichtung oder Farbwechseleinrichtung 120,
wie in 14 gezeigt ist, elektrisch von
dem zweiten Lackbehälter 136 isoliert
wird, wodurch zwischen der Farbwechseleinrichtung 120 und
dem zweiten Lackbehälter 136 eine
Potenzialtrennung B erzeugt wird und wodurch Lack, der in der dritten
Versorgungs- oder Zuführleitung 142 zu
dem zweiten Lackbehälter 136 verbleibt, zugeführt wird
und, wie in 14 gezeigt ist, ein vorbestimmtes
Volumen oder eine vorbestimmte Dosis Lack P1 dem
zweiten Lackbehälter 136 zugeführt wird.
Daraufhin kann der Kolben 137 des zweiten Lackbehälters 136 umgekehrt
und zu dem Auslass 196 des zweiten Lackbehälters 136 getrieben
werden, um mit der Zufuhr des zweiten Lacks P1 zu
dem Applikator 130 zu beginnen, während der erste Lack P dem
Applikator zugeführt
wird und, wie in 15 gezeigt ist, auf ein Substrat
(nicht gezeigt) appliziert wird. Alternativ kann die Zufuhr des
zweiten Lacks bis zum Abschluss der Zufuhr des ersten Lacks angehalten
werden.
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Nach
Abschluss der Zufuhr des ersten Lacks P zu dem Applikator 130 werden
die ersten und zweiten Molchelemente 166 und 168 durch
den Kolben 137 des zweiten Lackbehälters 136 der zweiten Molchstation 164 zugeführt, wodurch
dem Applikator 130 Lösemittel
S zugeführt
wird und, wie in 16 gezeigt ist, die dritte Zuführleitung 144 und
der Applikator 130 zur Entfernung des ersten Lacks gespült werden.
Zu dieser Zeit ist die Lackversorgungsumschalteinrichtung oder Farbwechseleinrichtung 120 elektrisch
sowohl von dem ersten Lackbehälter 134 als
auch von dem zweiten Lackbehälter 136 isoliert, was
wie gezeigt eine Potenzialtrennung B erzeugt. Daraufhin wird das
Lösemittel
zwischen den Molchelementen 166 und 168 in der
zweiten Molchstation 164, wie in 17 gezeigt
ist, durch die Lösemittelversorgung 172 zugeführt, woraufhin
die ersten und zweiten Molchelemente 166 und 168 durch
nicht leitendes Fluid oder pneumatischen Druck durch Öffnen des
Ventils 180 der Versorgung 176, wie in 18 gezeigt
ist, angetrieben werden, wodurch der Lackapplikator 130 elektrisch
von dem ersten Lackbehälter 134 isoliert
wird, was, wie in 18 gezeigt ist, eine Potenzialtrennung
B erzeugt. Im Wesentlichen gleichzeitig wird der zweite Lack P1, wie in 18 gezeigt
ist, durch den Kolben 137 des ersten Lackbehälters 136 durch
die vierte Zuführleitung 144 zu
dem Lackapplikator 130 getrieben, wobei die Lackversorgungsumschalteinrichtung
oder Farbwechseleinrichtung 120 elektrisch von den ersten und
zweiten Lackbehältern 134 und 136 und
insbesondere von dem zweiten Lackbehälter 136 isoliert wird.
Während
der zweite Lack P1 durch den Kolben 137 dem
zweiten Lackbehälter 136 zugeführt wird, werden
die ersten und zweiten Molchelemente 166 und 168 in
der zweiten Zuführleitung
mit dem Lösemittel
dazwischen der ersten Molchstation 162 zugeführt, wodurch
in der zweiten Zuführleitung
verbliebener Lack, wie in 18 gezeigt
ist, dem ersten Lackbehälter
zugeführt
wird, während
der Kolben 137 des ersten Lackbehälters gleichzeitig zurückgezogen wird,
um, wie in 18 gezeigt ist, den in der zweiten Zuführleitung 140 verbliebenen
ersten Lack zu empfangen. Daraufhin wird der Kolben 137 des
ersten Lackbehälters
zu dem Einlass 194 umgekehrt, wodurch der erste Lack P
durch die erste Versorgungs- oder Zuführleitung 138 zu der
Farbwechseleinrichtung 120 zurück und von der Farbwechseleinrichtung durch
die Leitungen 124 und 124a zu der ursprünglichen
Quelle für
ersten Lack P zurück
getrieben wird. Das Lösemittel
zwischen den ersten und zweiten Molchelementen 166 und 168 kann
daraufhin genutzt werden, um, wie in 21 gezeigt
ist, durch Zurückziehen
des Kolbens 137 zum Empfangen des Lösemittels die Stirnfläche des
Kolbens 137 des ersten Lackbehälters 134 und die
erste Zuführleitung 138 zu spülen, woraufhin
er, wie in 22 gezeigt ist, ausgefahren
wird, um das Lösemittel
S der Lackversorgungsumschalteinrichtung oder Farbwechseleinrichtung 120 zuzuführen, woraufhin
das verbrauchte Lösemittel,
wie in 23 gezeigt ist, durch gepulsten pneumatischen
Druck zu einer Lösemittelentsorgung D
der Farbwechseleinrichtung 120 getrieben wird. Wie in den 21 bis 24 gezeigt
ist, wird gleichzeitig mit der Rückkehr
des ersten Lacks P zu der Lackversorgungsumschalteinrichtung für die Farbwechseleinrichtung 120 der
zweite Lack P1 durch den Kolben 137 des
zweiten Lackbehälters 136 dem Lackapplikator 130 zugeführt. Während der
zweite Lack "P1" dem
Lackapplikator 130 zugeführt wird, wird ferner dem ersten
Lackbehälter 134 der
erste Lack oder ein dritter Lack zugeführt, wobei das Verfahren oder
der Prozess dieser Erfindung unbegrenzt fortgesetzt wird.
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Wie
oben dargelegt wurde und weiter in einer gleichzeitig anhängigen Anmeldung
beschrieben ist, können
sich die ersten und zweiten Lackbehälter 134 und 136 an
der Lackversorgungsumschalteinrichtung oder Farbwechseleinrichtung 120 außerhalb
einer Lacksprühkabine
befinden, was die Reparatur oder Wartung der Lackbehälter ermöglicht,
ohne die Lacksprühkabine
zu betreten, wobei das Zuführen
von Lösemittel
zwischen den ersten und zweiten Molchen oder Molchelementen 166 oder 168 in
der ersten Molchstation 162 an den Lackbehältern das
Erfordernis einer wie oben anhand von 1 beschriebenen separaten
Lösemittelreinigung
vermeidet.
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Wie
oben in Bezug auf die in den 1 bis 3 gezeigte
Ausführungsform
dargelegt wurde, kann der beschriebene Prozess, in dem ein Lackbehälter geladen
wird, während
der zweite durch den Applikator 30 Lack appliziert, daraufhin
unbegrenzt wiederholt werden. Allerdings hat die zweite Ausführungsform
des Systems zum Zuführen
und Applizieren von Farbe gegenüber
der in den 1 bis 3 offenbarten
Ausführungsform
weitere Vorteile. Zunächst
wird mit jeder Applikation von Lack automatisch eine Lösemittelreinigung
bereitgestellt, was getrockneten Lack von den Schläuchen oder
Leitungen, von dem Applikator und von den Lackbehältern oder Kolbendosiereinrichtungen
beseitigt. Zweitens werden dadurch, dass die Kolbendosiereinrichtungen außerhalb
der Lackierkabinen an der Farbwechseleinrichtung angeordnet sind,
Schlauchleitungen verringert. Ferner wird die Druckanforderung für die Farbwechseleinrichtung
verringert, wobei der Ort der Kolbendosiereinrichtungen oder Lackbehälter außerhalb
der Lackierkabine weitere Vorteile einschließlich verringerter Wartung
bietet. Falls z. B. ein System zum Applizieren von Lack ausfällt, ist
es möglich, eine
Wartung sicherzustellen, ohne die Lackierkabine zu betreten. Schließlich kann
die zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack mit herkömmlichen Systemen zum Applizieren
von Lack einschließlich
herkömmlichen
Lackierrobotern, Überkopfsystemen
und seitlich angebrachten System zum Applizieren von Lack usw. genutzt
werden, ohne den Applikator durch Bereitstellen von Lackbehältern an
dem Lackapplikator wie etwa an dem in 3 offenbarten
Lackierroboter zu ändern.
Ferner schafft die verbesserte Kolbendosiereinrichtung weitere Vorteile
einschließlich
höherer
Genauigkeit, Haltbarkeit und geringeren Materialverlusten.
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Außerdem vermeidet
die Nutzung der offenbarten Kolbendosiereinrichtungen eine Dosiereinrichtung
in den Leitungen zu dem Applikator.
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Abgesehen
davon, dass sich die Molchstationen in der Lackversorgungsumschalteinrichtung oder
Farbwechseleinrichtung 220, in den Lackbehältern 234 und 236 und
in dem Lackapplikator befinden oder daran angebracht sind, ist die
Ausführungsform des
in 25 gezeigten Systems zum Zuführen und Applizieren von Lack ähnlich der
in 4 veranschaulichten Ausführungsform. Wie oben anhand von 4 beschrieben
wurde, enthält
das in 25 gezeigte System zum Zuführen und
Applizieren von Lack eine Farbwechseleinrichtung 220, erste
und zweite Lackbehälter 234 bzw. 236,
die jeweils einen Kolben 237 aufweisen, der in den Lackbehältern hin und
her bewegbar ist, und einen Lackapplikator 230. In der
offenbarten Ausführungsform
ist der Lackapplikator ein elektrostatischer Rotationszerstäuber 262, der
an einer "Handachse" oder an einem Drehgelenk 268 eines
Roboterarms (nicht gezeigt) angebracht sein kann oder an einer Überkopfapplikationseinrichtung
oder an einer seitlich angebrachten Applikationseinrichtung. Wie
oben anhand von 4 beschrieben wurde, enthält das System
zum Zuführen und
Applizieren von Lack eine erste Zuführleitung 238 zwischen
der Lackversorgungsumschalteinrichtung oder Farbwechseleinrichtung 220 und
dem ersten Lackbehälter 234,
eine zweite Zuführ-
oder Versorgungsleitung 240 zwischen dem ersten Lackbehälter 234 und
dem Applikator, eine dritte Versorgungs- oder Zuführleitung 242 zwischen
der Farbwechseleinrichtung 220 und dem zweiten Lackbehälter 236 und
eine vierte Zuführ-
oder Versorgungsleitung 244 zwischen dem zweiten Lackbehälter 236 und
dem Applikator. Die zweite Zuführleitung 238 steht
durch die Leitung 232 mit dem Rotationszerstäuber 262 in
Verbindung und die vierte Zuführleitung 244 steht
durch die Leitung 233 mit dem Rotationszerstäuber 262 in
Verbindung. Wie oben anhand von 4 beschrieben
wurde, sind die Kolben 237 der ersten und zweiten Lackbehälter 234 bzw. 236 an Kolbenstangen 228 befestigt,
die mit einem Servomotor oder mit einem anderen Servoantrieb (nicht gezeigt)
für die
genaue Bewegung des Kolbens 237 in den Lackbehältern verbunden
sind. Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, sind die
Bezugszeichen in 25 abgesehen davon, dass die
Bezugszeichen in 25 in der 300-Reihe anstatt
in der 200-er Reihe laufen, gleich den Bezugszeichen in 4.
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Wie
in 25 gezeigt ist, befinden sich die ersten Molchstationen 262 in
oder an einem Ende der ersten und zweiten Lackbehälter 234 bzw. 236 und befinden
sich die zweiten Molchstationen 264 in dem Rotationszerstäuber 262.
Wie durch die Strichlinie 266 angegeben ist, befinden sich
die Lackbehälter 234 und 236 ferner
außerhalb
der Lackkabine. Wie in 4 gezeigt ist, befinden sich
die sendenden Molchstationen 282 und 284 (182 und 184 in 4) in
oder an der Farbversorgungsumschalteinrichtung oder Farbwechseleinrichtung 220.
Abgesehen von dem oben Beschriebenen kann das in 25 gezeigte
System zum Zuführen
und Applizieren von Lack dasselbe wie das in 4 gezeigte
System zum Zuführen
und Applizieren von Lack sein und kann das Verfahren zum Zuführen und
Applizieren von Lack zu einem Substrat unter Nutzung des Systems
zum Zuführen
und Applizieren von Lack aus 25 gleich
dem oben in Bezug auf die 5 bis 24 beschriebenen
Verfahren sein.
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Es
sind bevorzugte Ausführungsformen
des Systems und des Verfahrens zum Zuführen und Applizieren von Lack
gemäß dieser
Erfindung, wie sie in den beigefügten
Ansprüchen
definiert ist, beschrieben worden. Wie oben dargelegt wurde, kann
das erfindungsgemäße System
zum Zuführen
und Applizieren von Lack z.B. drei oder mehr Lackbehälter mit Kolbenschließeinrichtungen
enthalten, die wie beschrieben zwischen der Farbwechseleinrichtung
und dem Lackapplikator parallel geschaltet sind. Die beschriebene
Molchtechnologie besitzt besondere Vorteile, wenn der Lack elektrisch
leitend ist und der Lack durch einen elektrisch geladenen Rotationszerstäuber appliziert
wird, wobei durch die Molchtechnologie der dem Lackapplikator von
dem ersten Lackbehälter
zugeführte
Lack elektrisch von der Farbwechseleinrichtung isoliert wird und
ein zweiter Lackbehälter,
der mit Lack befüllt
wird, elektrisch von dem Lackapplikator isoliert wird. Die Erfindung
wird nun wie folgt beansprucht:
-
Übersetzung
der Zeichnungsbeschriftungen
-
- 4–24
- Solvent: Lösemittel
- Control Module: Steuermodul
- Paint: Lack
- Air: Luft