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TECHNISCHES
GEBIET
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Diese
Erfindung betrifft ein Beschichtungsverfahren durch Anwendung eines
Beschichtungssystems mit einem rotierenden Sprühkopf gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bis
3, das insbesondere zur Verwendung bei der Beschichtung von beispielsweise
Fahrzeug-Karosserien oder Ähnlichem
geeignet ist, wobei es erforderlich ist, dass die Lackfarben im
Verlauf eines Beschichtungsvorgangs gewechselt werden.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Allgemein
werden Beschichtungssysteme mit einem rotierenden Sprühkopf in
großem
Umfang bei der Beschichtung von Fahrzeug-Karosserien und Ähnlichem
verwendet. In Verbindung mit Beschichtungsvorgängen durch ein Beschichtungssystem
dieser Art gibt es eine erhöhte
Nachfrage nach Maßnahmen,
mit Hilfe derer die Menge an Lack und Lösungsmittel reduziert werden
kann, die jedes mal als Abfall anfallen, wenn im Verlauf eines Beschichtungsvorgangs
die Lackfarbe gewechselt wird, und auch nach Maßnahmen, mit Hilfe derer so
viele Wechsel der Lackfarbe wie möglich bewältigt werden können.
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Als
erster Stand der Technik bezüglich
dieser Aufgabenstellung ist die veröffentlichte japanische Patentschrift
Nr. H8-229446 zu nennen, die ein Beschichtungssystem mit einem rotierenden
Sprühkopf gemäß den Oberbegriffen
der Ansprüche
1 bis 3 offenbart und Maßnahmen
betrifft, um die Abfallmengen an Lack und Lösungsmittel zu reduzieren und
um die Verwendung einer erhöhten
Anzahl von Lackfarben zu bewältigen.
Dieses Beschichtungssystem mit einem rotierenden Sprühkopf verwendet
Lackpatronen mit verschiedenen Farben, die austauschbar in einer
Position an dem System eingesetzt werden können, und zwar entsprechend
der Farb-Spezifikationen eines zu beschichtenden Gegenstands, wie beispielsweise
Fahrzeug-Karosserien oder Ähnliches.
Dieses bekannte Beschichtungssystem ist jedoch nicht mit einer Reinigungsvorrichtung
zum Abwaschen von Rückständen einer
vorhergehenden Farbe ausgestattet, und dieses System ist nicht in
der Lage, die Funktionen zu erfüllen,
die für
ein Beschichtungssystem dieses Typs gefordert werden.
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Es
sind auch sogenannte automatische Beschichtungssysteme bekannt (wie
beispielsweise in der veröffentlichten
japanischen Patentschrift Nr. S63-175662 beschrieben), die ausgestaltet
sind, um für
eine Fahrzeug-Karosserie oder Ähnliches
einen automatischen Beschichtungsvorgang durchzuführen, und
zwar gemäß einer
programmierten Routine. Bei einem bekannten automatischen Beschichtungssystem
dieser Art, auf das hier zwecks Erleichterung der Erklärung als
zweiter Stand der Technik Bezug genommen wird, ist eine große Anzahl
von Lackpatronen mit verschiedenen Farben in vorbestimmten Positionen
in einem Arbeitsgebiet von einem Arbeitsmechanismus angeordnet,
wie zum Beispiel ein Beschichtungsroboter oder Ähnliches, bei dem automatisch
zum Zeitpunkt eines Wechsels der Lackfarbe von einer Patrone zu
einer anderen gewechselt wird. Außerdem ist bei dem automatischen
Beschichtungssystem des zweiten Standes der Technik, um Wechsel
von Lackpatronen (Lackfarben-Wechsel)
zu ermöglichen,
ein Schlauch mit dem Beschichtungssystem verbunden, um ein Wasch-Fluid
zu einem rotierenden Sprühkopf
des Systems zu leiten. Innerhalb des Beschichtungssystems und in
Verbindung mit dem Wasch-Fluid- Schlauch
ist ein Wasch-Fluid-Durchgang vorgesehen, der zu dem rotierenden Sprühkopf führt. Zum
Zeitpunkt des Abwaschens von Rückständen einer
vorhergehenden Farbe von dem rotierenden Sprühkopf wird ein Wasch-Fluid
durch den Wasch-Fluid-Zuführschlauch
und durch den Durchgang in Richtung auf den rotierenden Sprühkopf ausgespritzt.
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Außerdem ist
in einer Anmeldung, die in der WIPO-Gazette unter WO 97/3470 veröffentlicht
ist, ein automatisches Beschichtungssystem beschrieben, das beispielsweise
als dritter Stand der Technik genannt wird. Das automatische Beschichtungssystem
gemäß diesem
dritten Stand der Technik umfasst einen Arbeitsmechanismus, der
in einem Beschichtungsgebiet angeordnet ist, eine Beschichtungsmaschine,
die eine Sprüheinheit
aufweist und an dem Arbeitsmechanismus gehalten ist, eine Mehrzahl
an Lackpatronen, die mit Lacken verschiedener Farben gefüllt und
austauschbar an dem Beschichtungssystem montiert sind, sowie eine
Patronen-Wechselvorrichtung, die dazu dient, die Lackpatronen an
der Beschichtungsmaschine zu halten und austauschbar zu laden.
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Bei
dem automatischen Beschichtungssystem des dritten Standes der Technik
mit den gerade beschriebenen Anordnungen ist ein Schlauch mit dem
Beschichtungssystem verbunden, um dem Beschichtungssystem ein Wasch-Fluid
in einer Weise zuzuführen,
die ähnlich
wie bei dem oben erwähnten zweiten
Stand der Technik ist. In dem Beschichtungssystem und in Verbindung
mit dem Wasch-Fluid-Schlauch
ist ein Wasch-Fluid-Durchgang vorgesehen, der zu einem rotierenden
Sprühkopf
des Beschichtungssystems führt.
Ein Wasch-Fluid-Ventil ist in dem Wasch-Fluid-Durchgang vorgesehen,
um diesen zu öffnen
und zu schließen.
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Daher
ist in dem zuvor beschriebenen Beschichtungssystem von entweder
dem zweiten oder dem dritten Stand der Technik, das eine Waschvorrichtung
oder einen Waschmechanismus für
einen rotierenden Sprühkopf
beinhaltet, ein Wasch-Fluid-Zuführschlauch
mit einem Wasch-Fluid-Durchgang verbunden, der im Inneren der Beschichtungsmaschine
vorgesehen ist. Dies führt
jedoch zu inhärenten
Problemen, wie beispielsweise zu Schwierigkeiten bei der Handhabung
und Anordnung des Schlauchs in vorstehenden Positionen sowie zu
einer Erhöhung
von Größe und Gewicht
der Beschichtungsmaschine selbst.
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Wenn
zwecks Verbesserung der Effizienz des Lackauftrags eine Hochspannung
angelegt wird, kann die Hochspannung außerdem durch das Wasch-Fluid
in dem Wasch-Fluid-Durchgang und in dem Schlauch nach außen abgeleitet
werden.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Hinsichtlich
der vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik besteht
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Beschichtungsverfahren
durch Anwendung eines Beschichtungssystems mit einem rotierenden
Sprühkopf
vorzusehen, wobei ein Wechsel der Lackfarbe an mehreren Stellen
im Verlauf eines Beschichtungsvorgangs möglich ist, ohne dass zwangsläufig Lack
als Abfall verbraucht wird.
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Zur Überwindung
der zuvor erläuterten Nachteile
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Beschichtungsverfahren durch Anwendung eines Beschichtungssystems
mit einem rotierenden Sprühkopf
vorgesehen, im Wesentlichen mit: einem Gehäuse, das einen Beschichtungsmaschinen-Montagebereich
an seiner Vorderseite und einen Patronen- Montagebereich an seiner Rückseite
aufweist; einer Beschichtungsmaschine, die ausgestaltet ist, um
an dem Beschichtungsmaschinen-Montagebereich des Gehäuses montiert
zu werden, und einem Luftmotor mit einer rotierenden Welle und einem
rotierenden Sprühkopf,
der an einem vorderen Endbereich des Luftmotors montiert ist; einem
Zuführrohr-Durchgangsloch, das
in axialer Richtung innerhalb der rotierenden Welle des Luftmotors
vorgesehen ist und ein vorderes Ende, das in den rotierenden Sprühkopf geöffnet ist,
sowie ein hinteres Ende hat, das in den Patronen-Montagebereich des Gehäuses geöffnet ist;
und einer Vielzahl an Lackpatronen, die Lacke in verschiedenen Farben
enthalten, die in jeweilige Zylinder gefüllt sind, und ein Zuführrohr aufweisen,
das sich in axialer Richtung von einem vorderen Endbereich des Zylinders
nach vorne gerichtet erstreckt; wobei das Beschichtungsverfahren
der Reihe nach umfasst: einen Lackpatronenladeschritt zum Laden
einer ausgewählten
Lackpatrone, Einsetzen des Lackpatronen-Zylinders in eine Position in dem Patronen-Montagebereich
des Gehäuses,
und Anordnen des Zuführrohrs
der Lackpatrone in dem Zuführrohr-Durchgangsloch;
einen Beschichtungsschritt zum Liefern von Lack aus der geladenen
Lackpatrone zu dem rotierenden Sprühkopf, der in Rotation mit
hoher Geschwindigkeit versetzt ist; einen Lackpatronenentladeschritt
zum Entladen der Lackpatrone aus dem Gehäuse nach Beendigung eines vorbestimmten
Beschichtungsvorgangs; und einen Waschschritt zum Zuführen eines
Wasch-Fluids zu dem rotierenden Sprühkopf, und zwar von dessen Vorderseite,
um abgelagerte Reste einer vorhergehenden Farbe davon abzuwaschen.
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Gemäß dem gerade
beschriebenen Beschichtungsverfahren wird in einem Lackpatronenladeschritt
der Patronen-Zylinder einer in einem Beschichtungsvorgang zuerst
verwendeten Farbe in eine Position an dem Gehäuse des Beschichtungssystems
eingesetzt, wobei ein Zuführrohr
der Lackpatrone in dem Zuführrohr-Durchgangsloch
angeordnet wird. In einem nächsten
Beschichtungsschritt wird Lack aus der geladenen Lackpatrone durch
das Zuführrohr
zu dem rotierenden Sprühkopf
geliefert, der durch den Luftmotor in Rotation mit hoher Geschwindigkeit
versetzt ist, wodurch der zugeführte Lack
auf einen zu beschichtenden Gegenstand gesprüht wird. Bei Beendigung eines
vorbestimmten Beschichtungsvorgangs in dem Beschichtungsschritt wird
die Lackpatrone in einem nachfolgenden Lackpatronenentladeschritt
von dem Gehäuse
entladen. Außerdem
wird in einem Waschschritt ein Wasch-Fluid zu dem rotierenden Sprühkopf geleitet, und
zwar von der vorderen Seite davon, um abgelagerte Rückstände einer
vorhergehenden Farbe abzuwaschen, und zwar in Vorbereitung für einen
Beschichtungsvorgang mit einer neuen Farbe.
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Außerdem ist
gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Beschichtungsverfahren durch Anwendung eines Beschichtungssystems
vorgesehen, das einen rotierenden Sprühkopf aufweist, mit: einem
Gehäuse,
das einen Beschichtungsmaschinen-Montagebereich an seiner Vorderseite
und einen Patronen-Montagebereich an seiner Rückseite aufweist; einer Beschichtungsmaschine,
die ausgestaltet ist, um an dem Beschichtungsmaschinen-Montagebereich
des Gehäuses
montiert zu werden, und einem Luftmotor mit einer rotierenden Welle
und einem rotierenden Sprühkopf,
der an einem vorderen Endbereich des Luftmotors montiert ist; einem
Zuführrohr-Durchgangsloch, das
innerhalb der rotierenden Welle des Luftmotors vorgesehen ist und
sich in axialer Richtung durch diese erstreckt, und ein vorderes
Ende, das in den rotierenden Sprühkopf
geöffnet
ist, sowie ein hinteres Ende hat, das in den Patronen-Montagebereich
des Gehäuses geöffnet ist;
und einer Vielzahl an Lackpatronen, die Lacke in verschiedenen Farben enthalten,
die in jeweilige Zylinder gefüllt
sind, und ein Zuführrohr
aufweisen, das sich in axialer Richtung von einem vorderen Endbereich
des Zylinders nach vorne gerichtet erstreckt; wobei das Beschichtungsverfahren
umfasst: einen Lackpatronenladeschritt zum Laden einer ausgewählten Lackpatrone, Einsetzen
des Lackpatronen-Zylinders in eine Position in dem Patronen-Montagebereich
des Gehäuses, und
Anordnen des Zuführrohrs
der Lackpatrone in dem Zuführrohr-Durchgangsloch;
einen Beschichtungsschritt zum Liefern von Lack in der geladenen Lackpatrone
durch das Zuführrohr
zu dem rotierenden Sprühkopf,
der in Rotation mit hoher Geschwindigkeit versetzt ist; einen Waschschritt
nach Beendigung eines vorbestimmten Beschichtungsvorgangs in dem
Beschichtungsschritt, um abgelagerte Reste einer vorhergehenden
Farbe von dem rotierenden Sprühkopf
und vorderen Endbereichen des Zuführrohrs abzuwaschen; und einen
Lackpatronenentladeschritt zum Entladen der Lackpatrone aus dem
Gehäuse
nach Beendigung des Waschens in dem Waschschritt.
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Gemäß dem gerade
beschriebenen Beschichtungsverfahren wird in einem Lackpatronenladeschritt
der Zylinder einer Lackpatrone mit einer Farbe, die in einem Beschichtungsvorgang
zuerst verwendet wird, in eine Position an dem Patronen-Montagebereich
des Gehäuses
geladen, wobei sich das Zuführrohr
der Patrone in dem Zuführrohr-Durchgang
befindet. In einem nachfolgenden Beschichtungsschritt wird Lack
aus der geladenen Lackpatrone durch das Zuführrohr zu dem rotierenden Sprühkopf geleitet,
der durch den Luftmotor in Rotation mit hoher Geschwindigkeit versetzt
ist, um den zugeführten
Lack auf einen zu beschichtenden Gegenstand zu sprühen. Bei
Beendigung eines vorbestimmten Beschichtungs vorgangs mit der geladenen
Patrone wird ein Wasch-Fluid zu dem rotierenden Sprühkopf geleitet,
und zwar von dessen Vorderseite, um abgelagerte Rückstände einer
vorhergehenden Farbe von dem rotierenden Sprühkopf und von vorderen Endbereichen
es Zuführrohrs
abzuwaschen. Bei Beendigung eines Waschvorgangs wird die benutzte
Reinigungspatrone in einem Reinigungspatronenentladeschritt von
dem Gehäuse
entladen, um einen Beschichtungsvorgang mit einer neuen Farbe vorzubereiten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist außerdem
ein Beschichtungsverfahren durch Anwendung eines Beschichtungssystems
vorgesehen, das einen rotierenden Sprühkopf aufweist, mit: einem Gehäuse, das
einen Beschichtungsmaschinen-Montagebereich an seiner Vorderseite
und einen Patronen-Montagebereich an seiner Rückseite aufweist; einer Beschichtungsmaschine,
die ausgestaltet ist, um an dem Beschichtungsmaschinen-Montagebereich
des Gehäuses
montiert zu werden, und mit einem Luftmotor mit einer rotierenden
Welle und einem rotierenden Sprühkopf,
der an einem vorderen Endbereich des Luftmotors montiert ist; einem
Zuführrohr-Durchgangsloch,
das innerhalb der rotierenden Welle des Luftmotors vorgesehen ist
und sich in axialer Richtung durch diese erstreckt, und ein vorderes Ende,
das in den rotierenden Sprühkopf
geöffnet
ist, sowie ein hinteres Ende hat, das in den Patronen-Montagebereich
des Gehäuses
geöffnet
ist; und einer Vielzahl an Lackpatronen, die Lacke in verschiedenen
Farben enthalten, die in jeweilige Zylinder gefüllt sind, und einer Reinigungspatrone
mit einem Wasch-Fluid, das in einen Zylinder davon gefüllt ist,
wobei die Lackpatronen und die Reinigungspatrone ein Zuführrohr aufweisen,
das sich in axialer Richtung von einem vorderen Endbereich des Zylinders nach
vorne gerichtet erstreckt; wobei das Verfahren umfasst: einen Lackpatronenladeschritt
zum Einsetzen einer ausgewählten
Lackpatrone, Einsetzen des Lackpatronen-Zylinders in eine Position
in dem Patronen-Montagebereich des Gehäuses, und Anordnen des Zuführrohrs
der Lackpatrone in dem Zuführrohr-Durchgangsloch;
einen Beschichtungsschritt zum Liefern von Lack in der geladenen
Lackpatrone durch das Zuführrohr
zu dem rotierenden Sprühkopf, der
in Rotation mit hoher Geschwindigkeit versetzt ist; einen Lackpatronenentladeschritt
zum Entladen der Lackpatrone aus dem Gehäuse nach Beendigung eines vorbestimmten
Beschichtungsvorgangs in dem Beschichtungsschritt; einen Reinigungspatronenladeschritt
zum Einsetzen einer Reinigungspatronen in eine Position in dem Gehäuse; einen
Waschschritt zum Zuführen
eines Wasch-Fluids in der Reinigungspatrone durch das Zuführrohr zum
rotierenden Sprühkopf;
und einen Reinigungspatronenentladeschritt zum Entladen der Reinigungspatrone
aus dem Gehäuse
nach Beendigung des Waschens in dem Waschschritt.
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Gemäß dem gerade
beschriebenen Beschichtungsverfahren wird in einem Lackpatronenladeschritt
der Zylinder einer Lackpatrone mit einer Farbe, die in einem Beschichtungsvorgang
zuerst verwendet wird, in eine Position an dem Patronen-Montagebereich
des Gehäuses
geladen. In einem nachfolgenden Beschichtungsschritt wird Lack aus
der geladenen Lackpatrone zu dem rotierenden Sprühkopf geleitet, der durch den
Luftmotor in Rotation mit hoher Geschwindigkeit versetzt ist, um
den zugeführten
Lack auf einen zu beschichtenden Gegenstand zu sprühen. Bei
Beendigung eines vorbestimmten Beschichtungsvorgangs in dem Beschichtungsschritt
wird die benutzte Lackpatrone in einem Lackpatronenentladeschritt
aus dem Gehäuse
entladen. In einem nachfolgenden Reinigungspatronenladeschritt wird
eine Reinigungspatrone in eine Position an dem Patronen-Montage bereich
des Gehäuses geladen,
um abgelagerte Rückstände einer
vorhergehenden Farbe von dem rotierenden Sprühkopf abzuwaschen. Dann wird
in einem Wasch-Fluid-Zuführschritt
ein Wasch-Fluid in dem Zylinder der Reinigungspatrone durch das
Zuführrohr
zu dem rotierenden Sprühkopf
geleitet. Bei Beendigung eines Waschvorgangs wird die benutzte Reinigungspatrone
von dem Gehäuse
entladen, um einen nächsten Beschichtungsvorgang
mit einer neuen Farbe vorzubereiten.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den beiliegenden Zeichnungen ist:
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1 eine
Vorderansicht von einem Beschichtungssystem mit einem rotierenden
Sprühkopf, das
als ein erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung angepasst und zusammen mit einem Beschichtungsroboter
gezeigt ist;
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2 eine
vertikale Querschnittsansicht von dem Beschichtungssystem mit rotierendem
Sprühkopf
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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3 eine
vertikale Querschnittsansicht in vergrößertem Maßstab von dem in 2 gezeigten Beschichtungssystem
mit rotierendem Sprühkopf;
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4 eine
vertikale Querschnittsansicht in vergrößertem Maßstab, die den rotierenden
Sprühkopf
zusammen mit vorderen Endbereichen einer rotierenden Welle und eines
Zuführrohrs
zeigt;
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5 eine
vertikale Querschnittsansicht von einer Lackpatrone;
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6 ein
Funktions-Zeitdiagramm des Beschichtungssystems mit rotierendem
Sprühkopf
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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7 eine
für den
Betrieb einer in einem Gehäuse
des Beschichtungssystems montierten Lackpatrone beispielhafte schematische
Darstellung;
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8 eine
für den
Beschichtungsvorgang durch das Beschichtungssystem mit rotierendem Sprühkopf beispielhafte
schematische Darstellung;
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9 eine
für den
Vorgang des Entladens der Lackpatrone über eine Sprühkopf-Waschvorrichtung
beispielhafte schematische Darstellung;
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10 eine
schematische Darstellung, die im vergrößerten Maßstab die Art und Weise zeigt,
in der der rotierende Sprühkopf
durch die Sprühkopf-Waschvorrichtung
gereinigt wird;
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11 ein
Funktions-Zeitdiagramm von einem Beschichtungssystem mit rotierendem
Sprühkopf
gemäß eines
zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung;
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12 eine
schematische Darstellung des Beschichtungssystems mit rotierendem
Sprühkopf, das
sich in einer Patronen-Austauschposition befindet;
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13 eine
schematische Darstellung, die im vergrößerten Maßstab die Art und Weise zeigt,
in der der rotierende Sprühkopf
zusammen mit vorderen Endbereichen von einem Zuführrohr durch die Sprühkopf-Waschvorrichtung
gereinigt wird;
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14 eine
für einen
Vorgang des Entladens einer Lackpatrone aus dem Gehäuse des
Beschichtungssystems beispielhafte schematische Darstellung;
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15 eine
Vorderansicht von einem Beschichtungssystem mit rotierendem Sprühkopf und einem
Beschichtungsroboter gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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16 ein
Funktions-Zeitdiagramm des Beschichtungssystems mit rotierendem
Sprühkopf
gemäß dem dritten
Ausführungsbeispiel;
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17 eine
schematische Darstellung, die die Art und Weise zeigt, in der der
rotierende Sprühkopf
mit Hilfe einer Reinigungspatrone gereinigt wird; und
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18 eine
vertikale Querschnittsansicht von einer Modifikation des Beschichtungssystems der
vorliegenden Erfindung.
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BESTE AUSFÜHRUNGSWEISE
DER ERFINDUNG
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Anschließend wird
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen speziell anhand ihrer bevorzugten Ausgestaltungen des
Beschichtungssystems mit rotierendem Sprühkopf beschrieben, das an einem
Beschichtungsroboter montiert ist.
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Es
wird zuerst auf 1 bis 10 Bezug genommen,
in denen ein erstes Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung gezeigt ist, wobei mit 1 ein Beschichtungsroboter
bezeichnet ist, der als Arbeitsmechanismus dient. Der Beschichtungsroboter 1 ist
großenteils
durch einen Fußbereich
bzw. ein Basis 2, durch einen vertikalen Arm 3,
der drehbar sowie hin- und herbewegbar an der Basis 1 montiert
ist, einen horizontalen Arm 4, der bewegbar an dem vorderen
distalen Ende des vertikalen Arms 3 vorgesehen ist, und
durch ein Gelenk 5 gebildet, das an dem vorderen distalen
Ende des horizontalen Arms 4 vorgesehen ist.
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Ferner
sind an dem Beschichtungsroboter 1 verschiedene Arbeitsfluid-Einrichtungen
oder -Quellen angeschlossen, einschließlich einer Stromquelle 6,
die über
eine Stromversorgungsleitung 6A angeschlossen ist, einer
Steuerluftquelle 7, die über einen Luftschlauch 7A angeschlossen
ist, einer Vakuumerzeugungsquelle 8, die als eine Vakuumerzeugungseinrichtung
für eine
Vakuumpumpe, einen Ejektor oder Ähnliches über einen
Vakuumschlauch 8A angeschlossen ist, einer Auslassluftquelle 9,
die über einen
Luftschlauch 9A angeschlossen ist, einer Lackventil-Steuerluftquelle 10,
die über
einen Luftschlauch 10A angeschlossen ist, einer Verdünnerventil-Steuerluftquelle 11,
die über
einen Luftschlauch 11A angeschlossen ist, und einer Verdünner-Zuführvorrichtung 12,
die über
einen Verdünnerschlauch 12A angeschlossen
ist. Die Stromversorgungsleitung 6A sowie die Schläuche 7A, 8A, 9A, 10A, 11A und 12A verlaufen
bis zum Gelenk 5 durch den vertikalen Arm 3 und
den horizontalen Arm 4 und sind mit dem Beschichtungssystem 21 mit
rotierendem Sprühkopf
verbunden, was später
beschrieben wird.
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Mit 21 ist
das Beschichtungssystem mit rotierendem Sprühkopf bezeichnet (anschließend abgekürzt einfach
als "Beschichtungssystem" bezeichnet), das
am Beschichtungsroboter 1 montiert ist. Wie in 2 und 3 zu
sehen, ist das Beschichtungssystem 21 großenteils
durch ein Gehäuse 22, eine
Beschichtungsmaschine 28, Zuführrohr-Durchgangslöcher 27 und 34 sowie
eine Lackpatrone 35 gebildet.
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Das
Gehäuse 22 ist
aus einem Konstruktionskunststoff gebildet, wie zum Beispiel PTFE, PEEK,
PEI, POM, PI, PET oder Ähnliches,
und ist an dem vorderen distalen Ende des Gelenks 5 angebracht.
Das Gehäuse 22 ist
durch einen Halsbereich 23, um abnehmbar am Gelenk 5 des
Beschichtungsroboters 1 durch ein Klemmelement 23A befestigt
zu werden, und durch einen Kopfbereich 24 gebildet, der
an und mit dem vorderen distalen Ende des Halsbereichs 23 gebildet
ist.
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In
diesem Beispiel sind ein Beschichtungsmaschinen-Montagebereich 25 und ein Patronen-Montagebereich 26,
beide mit einer hohlzylindrischen Form, an den vorderen bzw. hinteren
Seiten des Kopfbereichs 24 gebildet. Außerdem sind ein weiblicher
Verbindungsbereich 26B und ein männlicher Verbindungsbereich 26C separat
in einem unteren Bereich 26A des Lackpatronen-Montagebereichs 26 gebildet.
Der weibliche Verbindungsbereich 26B steht mit dem männlichen
Verbindungsbereich 26A eines Patronenzylinders 36 in
Eingriff, der später
beschrieben wird, wohingegen der männliche Verbindungsbereich 26C mit
einem weiblichen Verbindungsbereich 26B des Zylinders 36 eingreift.
Die weiblichen und männlichen
Verbindungsbereiche 26B und 26C des Patronen-Montagebereichs 26 funktionieren
als Positionskupplungen, die die Position des Patronenzylinders 36 relativ
zum Patronen-Montagebereich 26 in Umfangsrichtung bestimmen,
wenn sie damit verbunden und gekoppelt sind.
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Mit 27 ist
ein Zuführrohr-Durchgangsloch
an der Seite des Gehäuses
bezeichnet, das vorgesehen ist, um sich zwischen, und in Verbindung
mit, dem Beschichtungsmaschinen-Montagebereich 25 und dem
Patronen-Montagebereich 26 des Gehäuses zu erstrecken. Das Zuführrohr-Durchgangsloch 27 an der
Seite des Gehäuses
beinhaltet einen Zuführrohr-Durchgangsbereich 27A mit
einem kleinen Durchmesser, der sich an der vorderer Seite befindet, und
eine konisch zulaufende Aussparung 27B, die sich an der
hinteren Seite befindet. In diesem Fall ist der Zuführrohr-Durchgangsbereich 27A in
koaxialer Beziehung mit einem Zuführrohr-Durchgang 34 an der
Seite der Beschichtungsmaschine gebildet, was anschließend beschrieben
wird. Die konische Aussparung 27B wirkt als eine Positionskopplung,
um die Lackpatrone 35 in axialer und radialer Richtung
zusammenwirkend in Position zu halten, und zwar durch zusammenpassendes
Eingreifen mit einer konischen Aussparung 38 an der Patrone 35,
was später
beschrieben wird.
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Mit 28 ist
die Beschichtungsmaschine bezeichnet, die in den Beschichtungsmaschinen-Montagebereich 25 des
Kopfbereichs 24 eingesetzt ist. Die Beschichtungsmaschine 28 ist
größtenteils
durch einen Luftmotor 29, einen rotierenden Sprühkopf 30, der
durch den Luftmotor 29 in Rotation versetzt wird, und einen
formgebenden Luftring 31 gebildet, der an der vorderen
Seite des Luftmotors 29 vorgesehen ist.
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In
diesem Beispiel ist der Luftmotor 29 durch ein Motorgehäuse 29A,
der in den Beschichtungsmaschinen-Montagebereich 25 eingesetzt
ist, eine abgestufte axiale Bohrung 29B, die in axialer
Richtung durch das Motorgehäuse 29A gebildet
ist und einen stufenweise variierenden Durchmesser in axialer Richtung
hat, um einen vorderen Bereich mit großem Durchmesser und einem hinteren
Bereich mit kleinem Durchmesser zu haben, eine rotierende Welle 29C,
die in axialer Richtung durch den Bereich mit großem Durchmesser
der axialen Bohrung 29B verläuft und vor dem Motorgehäuse 29A an
dem vorderen Ende davon nach vorne gerichtet vorsteht, eine Luftturbine 29D,
die an dem hinteren Ende der rotierenden Welle 29C fest
angebracht ist, und ein statisches Druckluftlager 29E gebildet,
das in dem Motorgehäuse 29A vorgesehen
und um den Bereich mit großem
Durchmesser der axialen Bohrung 29B in Relation mit kleinem
Spalt mit der rotierenden Welle 29C angeordnet ist.
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Mit 30 ist
der rotierende Sprühkopf
bezeichnet, der an dem Luftmotor 29 an dem vorderen distalen
Endbereich der rotierenden Welle 29C montiert ist. Wie
in 4 gezeigt, ist der rotierende Sprühkopf 30 durch
einen glockenförmigen
Becher 30A, die in einer glockenähnlichen Form hat, ein Hülsenelement 30B mit
scheibenähnlicher
Form, die in einem mittleren Bereich der vorderen Seite des glockenförmigen Bechers 30A eingesetzt
ist, eine Lackverteilungsfläche 30C,
die an der vorderen Seite des glockenförmigen Bechers 30A in
radialer Richtung an der äußeren Seite
des Hülsenelements 30B gebildet
ist, um Lack zu einem Film zu verteilen, einen Farbbehälter 30D, der
an der Rückseite
des Hülsenelements 30B definiert
ist, eine Mehrzahl an Wasch-Fluid-Einlasslöchern 30E,
die in mittleren Bereichen an der vorderen Seite des Hülsenelements 30B vorgesehen
sind, damit ein Wasch-Fluid von der vorderen Seite des Hülsenelements 30B in
den Lackbehälter 30B strömen kann,
und eine Mehrzahl an Lackauslasslöchern 30F gebildet,
die in äußeren Umfangsbereichen
des Hülsenelements 30B vorgesehen
sind, um Lack zu leiten, der diesem von dem Zuführrohr 39 zugeführt wird,
und zwar in Richtung auf die Lackverteilungsfläche 30C.
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Der
rotierende Sprühkopf 30 wird
durch den Luftmotor in Rotation mit hoher Geschwindigkeit gebracht,
wodurch der Lack, der durch das Zuführrohr 39 dem Lackbehälter 30D zugeführt wird,
in Richtung auf die Lackverteilungsfläche 30C geführt wird,
und zwar durch den jeweiligen Lackauslasslöcher 30F. Dann wird
der Lack an der Lackverteilungsfläche 30C zu einem dünnen Film
verteilt und unter Einfluss von Zentrifugalkräften in feinen Partikeln versprüht. Als Folge
sind die versprühten
Lackpartikel mit einer Hochspannung geladen, wie anschließend beschrieben
wird, wodurch bewirkt wird, dass sie in Richtung auf einen zu beschichtenden
Gegenstand 61 fliegen, um sich darauf abzulagern, wobei
sie sich entlang eines elektrostatischen Feldes bewegen, das zwischen dem
rotierenden Sprühkopf
und dem zu beschichtenden Gegenstand 61 gebildet ist, was
später
beschrieben wird.
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Mit 31 ist
der formgebende Luftring bezeichnet, der an dem Beschichtungsmaschinen-Montagebereich 25 des
Kopfbereichs 24 in einer solchen Weise angebracht ist,
um den Luftmotor 29 von der vorderen Seite fest in seiner
Position zu halten. Der formgebende Luftring 31 ist mit
einer großen
Anzahl an formgebenden Luftauslasslöchern 31A versehen, die
ringförmig
an und um die äußeren Randseiten
davon vorgesehen sind. Durch diese formgebenden Luftauslasslöcher 31A wird
formgebende Luft in Richtung auf die den Lack abgebenden Kanten
des rotierenden Sprühkopfes 13 geleitet,
um die geladenen Lackpartikel zu einem vorbestimmten Sprühmuster
zu formen, sobald sie von dem rotierenden Sprühkopf 30 freigegeben
werden.
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Mit 32 ist
ein Hochspannungsgenerator bezeichnet, der in dem Halsbereich 23 des
Gehäuses 22 vorgesehen
ist. Dieser Hochspannungsgenerator 32 ist beispielsweise
durch eine Cockcroft-Schaltung gebildet, die angeordnet ist, um
eine Quellenspannung zu erhöhen,
die von der Stromversorgung 6 durch das Stromkabel 6A geliefert
wird, und zwar auf einen Pegel zwischen –60kV und –120kV. Durch ein Hochspannungskabel 32A ist
beispielsweise die Ausgangsseite des Hochspannungsgenerators 32 elektrisch
mit dem Luftmotor 29 verbunden, so dass die Hochspannung
an dem rotierenden Sprühkopf 30 anliegt,
und zwar von dem Hochspannungsgenerator 32 und durch die
rotierende Welle 29C des Luftmotors 29, um den
Lack direkt aufzuladen. Alternativ wird in dem Fall, dass versprühte Lackpartikeln
indirekt mit Hilfe eines externen Ladungssystems aufgeladen werden,
die Ausgangsspannung des Hochspannungsgenerators 32 direkt
zu einer externen Elektrode geleitet, die an oder in den Nähe des formgebenden
Luftrings 31 vorgesehen ist.
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Mit 33 ist
eine Mehrzahl von Luftdurchgängen
bezeichnet, die in dem Halsbereich 23 des Gehäuses 22 vorgesehen
und durch den Luftschlauch 7A mit der Steuerluftquelle 7 verbunden
sind. Diese Luftdurchgänge 33 liefern
Turbinenluft, Lagerluft, Bremsluft und formgebende Luft. In diesem
speziellen Ausführungsbeispiel
ist lediglich ein Luftdurchgang gezeigt, um die Mehrzahl an ähnlichen
Luftdurchgängen
darzustellen.
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In
diesem Beispiel liefert ein Turbinenluftdurchgang Luft zu der Luftturbine 29D des
Luftmotors 29. Ein Lagerluftdurchgang liefert Luft von
dem Luftmotor 29 zu dem statischen Druckluftlager 29E.
Ein Bremsluftdurchgang liefert Luft zu der Luftturbine 29D,
um deren Rotation zu bremsen. Außerdem liefert ein formgebender
Luftdurchgang Luft in Richtung auf die formgebenden Luftauslasslöcher 31A des formgebenden
Luftrings 31.
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Mit 34 ist
ein Zuführrohr-Durchgangsloch
an der Seite der Beschichtungsmaschine bezeichnet, das sich in axialer
Richtung durch die rotierende Welle 29C und das Motorgehäuse 29A des
Luftmotors 29 erstreckt. Das Zuführrohr-Durchgangsloch 34 an der Seite
der Beschichtungsmaschine ist an seinem hinteren Ende bzw. an dem
Basisende in einen Zuführrohr-Durchgangsbereich 27A des
Zuführrohr-Durchgangslochs 27 an
der Seite des Gehäuses
offen, und an seinem vorderen Ende in den Lackbehälter 34D des
rotierenden Sprühkopfes 30 offen.
Außerdem
ist das Zuführrohr-Durchgangsloch 34 an
der Seite der Beschichtungsmaschine in koaxial ausgerichteter Beziehung
mit dem Zuführrohr-Durchgangsbereich 27A des
Zuführrohr-Durchgangslochs 27 an
der Seite des Gehäuses
gebildet. Ein Zuführrohr 39 von
einer Lackpatrone 35 ist herausnehmbar in diese Zuführrohr-Durchgangslöcher 27 und 34 eingesetzt.
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Mit 35a, 35b ... 35n sind
Lackpatronen mit der Farbe a,
Farbe b und Farbe n bezeichnet (anschließend zur Vereinfachung der
Erläuterung
gemeinsam als "Lackpatronen 35" bezeichnet), die
separat und unabhängig
Lacke mit verschiedenen Farben enthalten, um dem rotierenden Sprühkopf 30 zugeführt zu werden.
Jede dieser Lackpatronen 35 ist ausgestaltet, um in die
Zuführrohr-Durchgangslöcher 27 und 34 eingesetzt
zu werden, um dem rotierenden Sprühkopf 30 unabhängig Lack
mit einer bestimmten Farbe zuzuführen.
Wie in 5 gezeigt, sind die Patronen 35 im Wesentlichen
durch einen Patronenzylinder 36, einen konischen, nasenähnlichen
Vorsprung 38, der an der vorderen Endfläche des Zylinders 36 vorgesehen
ist, ein Zuführrohr 39,
das sich in axialer Richtung von dem konischen Vorsprung 38 nach
vorne erstreckt, um darin einen Lackdurchgang 39A vorzusehen,
der von dem Patronenzylinder 36 ausgeht, einen Kolben 40,
der in den Patronenzylinder 36 als eine bewegbare Trennwand
eingesetzt ist, und einen Verdünnerdurchgang 43 gebildet,
der an der Seite der Lackpatrone vorgesehen ist, um Verdünner als
eine den Lack extrudierende Flüssigkeit zuzuführen.
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Der
Patronenzylinder 36, der ein Hauptkörper der Lackpatrone 35 ist,
ist aus Konstruktionskunststoff ähnlich
wie das Gehäuse 22 gebildet,
und zwar in Form eines Zylinders mit einem geeigneten Durchmesser,
der lösbar
in den Patronen-Montagebereich 26 des Gehäuses eingesetzt
werden kann. Ein O-Ring 37 ist an einer vorderen Stelle
des äußeren Rands
des Patronenzylinders 36 angesetzt, um den Spaltraum zwischen
dem Patronenzylinder 36 und dem Patronen-Montagebereich 26 hermetisch abzudichten.
Außerdem
sind ein männlicher
Verbindungsbereich 36A und ein weiblicher Verbindungsbereich 36B an
dem vorderen Ende des Patronenzylinders 36 in gegenüberliegenden
Positionen relativ zu dem weiblichen und männlichen Verbindungsbereich 26B und 26C an
dem Patronen-Montagebereich 26 vorgesehen. Außerdem ist
der Patronenzylinder 36 an seinem hinteren Ende mit einem
Griffbereich 36C versehen, der von einem Benutzer gegriffen
wird, wenn die Patrone 35 montiert oder demontiert wird.
Die männlichen
und weiblichen Verbindungsbereiche 36A und 36B wirken
außerdem
als Positionskupplungen, durch die die Position in Umfangsrichtung
des Patronenzylinders 36 an dem Patronen-Montagebereich 26 bestimmt
wird.
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Mit 38 ist
ein konischer Kopplungsvorsprung bezeichnet, der integriert mit
dem Patronenzylinder 36 gebildet ist. Wenn die Patrone 35 an
dem Patronen-Montagebereich 26 des Gehäuses 22 montiert wird,
wird der konische Vorsprung 38 mit der konischen Kopplungsaussparung 27B gekoppelt,
wodurch die Position der Patrone 35 sowohl in axialer wie
auch in radialer Richtung bestimmt wird.
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Mit 39 ist
ein Zuführrohr
bezeichnet, das an einem vorderen Ende des konischen Kopplungsvorsprungs 38 vorgesehen
ist. Ein Lackzuführdurchgang 39A ist
koaxial durch das Zuführrohr 39 gebildet.
Die Basis bzw. das hintere Ende des Lackzuführdurchgangs 39A ist
mit einer Lackbehälterkammer 41 verbunden,
wie anschließend
beschrieben wird, während
das vordere Ende davon in Richtung auf den rotierenden Sprühkopf 30 offen
ist. Das Zuführrohr 39 ist
mit einem Ventilsitzbereich 39B versehen, der gebildet
ist, indem der Durchmesser von einem vorderen Endbereich des Lackzuführdurchgangs 39A reduziert
ist. Ein Ventilkörper 46B von
einem Lackventil 46, das später beschrieben wird, hebt
und senkt sich bezüglich
des Ventilsitzbereichs 39B. Das Zuführrohr hat eine solche Länge, dass
sein vorderes distales Ende in den Lackbehälter 30D des rotierenden
Sprühkopfes 30 verläuft, wenn
die Lackpatrone 35 an dem Patronen-Montagebereich 26 des
Gehäuses 22 montiert
ist.
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Andererseits
ist ein Kolben 40 für
Gleitbewegungen in axialer Richtung in den Patronenzylinder 36 eingesetzt.
Durch den Kolben 40 wird der Patronenzylinder 36 in
eine Lackbehälterkammer 41,
die durch einen Verbindungsdurchgang 41A mit dem Lackzuführdurchgang 39A des
Zuführrohrs 39 in
Verbindung steht, und eine Verdünnerkammer 42 bzw. eine
Extrudierflüssigkeitskammer
unterteilt, die Verdünner
als eine extrudierende Flüssigkeit
enthält.
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Mit 43 ist
ein Verdünnerdurchgang
an der Seite der Patrone bezeichnet. Dieser Verdünnerdurchgang 43 an
der Seite der Patrone ist in axialer Richtung in und entlang des äußeren Randes
des Zylinders 36 gebildet. Ein Ende des Verdünnerdurchgangs 43 ist
in die vordere Endfläche
des männlichen Verbindungsbereichs 36A des
Zylinders 36 offen, wohingegen das andere Ende mit der
Verdünnerkammer 42 in
Verbindung steht. Durch den Verdünnerdurchgang 43 an
der Seite der Patrone wird Verdünner
der Verdünnerkammer 42 zugeführt, um den
Kolben 40 in Richtung auf das Zuführrohr 39 zu drücken. Durch
diese vorwärts
gerichtete Bewegung des Kolbens 40 wird Lack, mit dem die
Lackbehälterkammer 41 gefüllt ist,
in Richtung auf den rotierenden Sprühkopf 30 extrudiert.
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Der
Verdünner,
der als eine extrudierende Flüssigkeit
verwendet wird, ist aus einem elektrisch isolierenden Typ oder aus
einem Typ mit hohem Widerstand ausgewählt, um zu verhindern, dass
die Hochspannung durch den Verdünner
strömt,
die durch den Hochspannungsgenerator 32 geliefert wird.
Als eine extrudierende Flüssigkeit
trägt der
Verdünner
dazu bei, dass sich die Innenwandflächen des Patronenzylinders 36 konstant
in einem feuchten Zustand befinden, wodurch verhindert wird, dass Lack
trocknet und festklebt, wenn der Kolben 40 daran entlang
verlagert wird. Folglich kann der Zylinder 40 dank der
Stabilisierung des Reibungswiderstands hinsichtlich des Gleitkontakts
zwischen dem Kolben 40 und dem Zylinder 36 sehr
leicht bewegt werden. Außerdem
kann die Dichtigkeit der hermetischen Abdichtungen zwischen dem
Kolben 40 und dem Patronenzylinder 36 verbessert
werden.
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Mit 44 ist
eine Ventil-Schnellkopplung bezeichnet, die an dem offenen Ende
des Verdünnerdurchgangs 43 in
dem männlichen
Verbindungsbereich 36A des Patronenzylinders 36 vorgesehen
ist. Das Ventil dieser Schnellkopplung 44 ist geöffnet, wenn
die Patrone 35 an dem Patronen-Montagebereich 26 angebracht
ist, wobei der männliche
Verbindungsbereich 36A mit dem weiblichen Verbindungsbereich 26B gekoppelt
ist, wie in 3 gezeigt, wodurch der Verdünnerdurchgang 43 an
der Seite der Patrone mit dem Verdünnerdurchgang 48 an
der Seite des Gehäuses
verbunden wird, um eine Verdünnerströmung durch
diesen hindurch zu ermöglichen. Wenn
andererseits der Patronenzylinder 36 von dem Patronen-Montagebereich 26 abgenommen
wird, wodurch der männliche
Kontaktbereich 36A von dem weiblichen Kontaktbereich 26B außer Eingriff
kommt, die in 5 gezeigt, wird der Verdünnerdurchgang 43 an
der Seite der Patrone durch die Ventilfeder geschlossen, um zu verhindern,
dass Verdünner
aus dem Verdünnerdurchgang 43 ausströmt.
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Mit 45 ist
ein Lackventil-Aufnahmebereich bezeichnet, der an dem vorderen Ende
des Zylinders 36 vorgesehen ist. Dieser Lackventil-Aufnahmebereich 45 hat
die Form einer runden Bohrung, die sich in koaxialer Beziehung mit
dem Zuführrohr 39 befindet.
Wie nachfolgend beschrieben wird, ist das Lackventil 46 in
dem Lackventil-Aufnahmebereich 45 aufgenommen.
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Das
Lackventil 46, das an der Patrone 45 vorgesehen
ist, ist geöffnet,
wenn Lack in der Lackbehälterkammer 41 zu
dem rotierenden Sprühkopf 30 geleitet
wird. Das Lackventil 46 ist durch einen Kolben 46A,
der verschiebbar in den Lackventil-Aufnahmebereich 45 eingesetzt
ist, einen länglichen Ventilkörper 46B,
der an dem Kolben 46A an dessen Basisende angebracht ist
und sich durch den Lackzuführdurchgang 39A des
Zuführrohrs 39 durch
die Ventilaufnahmebohrung 45A erstreckt, um sich von dem
Ventilsitz 39B an dessen vorderen Ende anzuheben und abzusenken,
und eine Ventilfeder 46C gebildet, durch die der Ventilkörper 46B durch
den Kolben 46A in Richtung auf den Sitz vorgespannt wird. Außerdem ist
der Lackventilaufnahmebereich 45 durch den Kolben 46A in
einer Federkammer 46B, die die vorstehend beschriebene
Ventilfeder 46C aufnimmt, und eine Druckaufnahmekammer 46E unterteilt,
in die Steuerluft eingeleitet wird. Daher ist das Lackventil 46 als
ein luftbetätigtes
Steuerventil ausgestaltet.
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Normalerweise
sitzt der Ventilkörper 46B des
Lackventils 46 unter Einfluss der Vorspannwirkung der Ventilfeder 46C auf
dem Ventilsitz 39B des Zuführrohrs 39, wodurch
der Lackzuführdurchgang 39A geschlossen
wird, um die Lackzufuhr zu den rotierenden Sprühkopf 30 zu unterbrechen.
Wenn andererseits Steuerluft zu der Druckaufnahmekammer 46E von
der Lackventil-Steuerluftquelle 10 durch den Luftschlauch 10A,
den Steuerluftdurchgang 49 an der Seite des Gehäuses und
den Steuerluftdurchgang 47 an der Seite der Patrone zugeführt wird, dann
wird der Ventilkörper 46B des
Lackventils 46 gegen die Kraft der Ventilfeder 46 von
dem Ventilsitz 39B abgehoben, um Lack in der Lackbehälterkammer 41 zu
dem rotierenden Sprühkopf 30 zu
liefern. In diesem Fall ist ein Ende des Steuerluftdurchgangs 47 an
dem inneren Rand des weiblichen Verbindungsbereichs 36B des
Zylinders 36 offen, während das
andere Ende des Steuerluftdurchgangs mit der Druckaufnahmekammer 46E des
Lackventils 46 in Verbindung steht.
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Mit 48 ist
ein Verdünnerdurchgang
bezeichnet, der an der Seite des Gehäuses 22 vorgesehen ist.
Dieser Verdünnerdurchgang 48 verläuft in axialer Richtung
durch den Halsbereich 26 und ist in Form des Buchstabens
L an der Position des Verdünnerventil-Aufnahmebereichs 53 nach
hinten gebogen. Dieser Verdünnerdurchgang 48 an
der Seite des Gehäuses
hat ein Ende, das mit der Verdünnerzuführ vorrichtung 12 verbunden
ist, die quantitativ Verdünner
als eine extrudierende Flüssigkeit
liefert, und ein anderes Ende, das an einem unteren Bereich des weiblichen
Verbindungsbereichs 36B des Patronen-Montagebereichs 26 offen
ist. Außerdem
bildet der gebogene Bereich des Verdünnerdurchgangs 48 an
der Seite des Gehäuses
einen Ventilsitz 48A, bezüglich dessen sich der Ventilkörper 54B eines
Verdünnerventils 54 anhebt
oder absenkt.
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Mit 49 ist
ein Steuerluftdurchgang bezeichnet, der an der Seite des Gehäuses 22 vorgesehen ist.
Ein Ende dieses Steuerluftdurchgangs 49 ist mit der Lackventil-Steuerluftquelle 10 durch
Luftschlauch 10A verbunden. Das andere Ende des Steuerluftdurchgangs 49 ist
in die Umfangsfläche
des männlichen
Verbindungsbereichs 26C offen, der an dem unteren Bereich 26A des
Patronen-Montagebereichs 26 in einer Position vorgesehen
ist, wo er mit dem Steuerluftdurchgang 47 an der Seite
der Patrone zusammentrifft.
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Mit 50 ist
ein Luftsaugdurchgang bezeichnet, der an dem Gehäuse 22 vorgesehen
ist und in den unteren Bereich 26A des Patronen-Montagebereichs 26 offen
ist. Dieser Luftsaugdurchgang 50 ist durch einen Vakuumschlauch 8A mit
einer Vakuumquelle 8 verbunden. Die Patrone 35 wird
angesaugt und gegen den Patronen-Montagebereich 26 durch
Saugkraft des Luftsaugdurchgangs befestigt, durch den Luft aus einem
Vakuumraum 51 herausgesaugt wird, der zwischen dem tiefsten
Bereich des Patronen-Montagebereichs 26 und des Patronenzylinders 36 der
Patrone 35 definiert ist.
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Außerdem ist
mit 52 ein Auslassluftdurchgang bezeichnet, der an dem
Gehäuse 22 vorgesehen
und in den unteren Bereich 26A des Patronen-Montagebereichs 26 offen
ist. Dieser Auslassluftdurchgang 52 ist mit der Auslass luftquelle 9 über den
Luftschlauch 9A verbunden. Beim Liefern von Luft zu dem
Vakuumraum 51 durch den Auslassluftdurchgang 52 wird
die Lackpatrone 35 von dem Patronen-Montagebereich 26 als Folge
der Beendigung des Vakuumgriffs freigegeben und kann folglich von dem
Gehäuse
gelöst
und entladen werden.
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Mit 53 ist
ein Verdünnerventil-Aufnahmebereich
bezeichnet, der in dem Kopfbereich 24 des Gehäuses 22 vorgesehen
ist. Dieser Verdünnerventil-Aufnahmebereich 53 hat
die Form einer runden Bohrung, die sich in einer tiefen Position,
axial beabstandet von dem weiblichen Verbindungsbereich 26B befindet.
Wie nachfolgend beschrieben, ist ein Verdünnerventil 54 im Verdünnerventil-Aufnahmebereich 53 aufgenommen.
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Das
Verdünnerventil 54 ist
mit der Länge
des Verdünnerdurchgangs 48 an
der Seite des Gehäuses versehen
und geöffnet,
um zu einem Zeitpunkt der Zuführung
von Lack in der Lackbehälterkammer 41 zu
dem rotierenden Sprühkopf 30 Verdünner in
die Verdünnerkammer 42 zu
leiten.
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In
einer Weise, die im Wesentlichen ähnlich zu der des Lackventils 46 ist,
ist das Verdünnerventil 54 durch
ein Kolben 54A, der verschiebbar in dem Verdünnerventil-Aufnahmebereich 54 aufgenommen ist,
einen Ventilkörper 54B,
der an seinem Basisende mit dem Kolben 54A verbunden ist
und in den Verdünnerdurchgang 48 vorsteht,
um sich von einem Ventilsitz 48A an dessen vorderen Ende
abzuheben bzw. darauf abzusenken, und eine Ventilfeder 54C gebildet,
durch die der Ventilkörper 54B durch
den Kolben 54A konstant in Richtung auf den Sitz vorgespannt
wird. Außerdem
ist der Verdünnerventil-Aufnahmebereich 53 durch
den Kolben 54A in eine Federkammer 54D, in der
die oben erwähnte
Ventilfeder 54 aufgenommen ist, und eine Druckaufnahmekammer 54E unterteilt,
in die Steuerluft eingeleitet wird. Daher ist das Verdünnerventil 54 wie
ein steuerluftbetätigtes
Steuerventil ausgestaltet.
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Unter
Einfluss der Vorspannwirkung der Ventilfeder 54C wird der
Ventilkörper 54B des
Verdünnerventils 54 normalerweise
auf den Ventilsitz 48A des Verdünnerdurchgangs 48 vorgespannt,
wodurch der Verdünnerdurchgang 48 geschlossen
wird, um die Verdünnerzufuhr
zu der Verdünnerkammer 42 zu
unterbrechen. Wenn andererseits Steuerluft durch den Luftschlauch 11A und
den Steuerluftdurchgang 55 von der Verdünnerventil-Steuerluftquelle 11 in
die Druckaufnahmekammer 54E geleitet wird, hebt sich der
Ventilkörper 54B gegen
die Wirkung der Ventilfeder 54C von dem Ventilsitz 48A ab,
um eine Zufuhr von Verdünner
in die Verdünnerkammer 42 zu
ermöglichen.
In diesem Fall ist ein Ende des Steuerluftdurchgangs 55 durch
den Luftschlauch 11A mit der Verdünnerventil-Steuerluftquelle 11 verbunden,
während
das andere Ende mit der Druckkammer 54E der Verdünnerkammer 54 in
Verbindung steht.
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Andererseits
ist mit 56 ein Patronen-Haltetisch bezeichnet, der in einer
Beschichtungskabine und in einer Position in der Nähe des Beschichtungsroboters 1 vorgesehen
ist. Auf den Patronen-Haltetisch 56 befinden sich Lackpatronen 35A, 35B ... 35N verschiedener
Farben. Zusätzlich
zu den Lackpatronen sind auf dem Patronen-Haltetisch 56 eine
Anzahl von Gebrauchsmitteln (nicht gezeigt) abstützend gehalten, einschließlich einer
Wiederauffüllvorrichtung für den Lack,
die zum Zeitpunkt des Wiederauffüllens von
Lack in die Lackbehälterkammer 41 der
Patrone 35 verwendet wird, und einer Verdünnerauffangvorrichtung,
die verwendet wird, um Verdünner
aufzufangen, der zum Zeitpunkt des Wieder auffüllens von Lack aus der Verdünnerkammer 42 ausgestoßen wird.
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Mit 57 ist
eine Sprühkopf-Waschvorrichtung bezeichnet,
die fest in der Umgebung des Beschichtungsroboters 1 und
in der Nähe
des Patronen-Haltetisches 56 angeordnet ist. An der Oberseite
der Sprühkopf-Waschvorrichtung 57 befindet
sich ein Abfallflüssigkeitssammelbehälter 58,
der an der oberen Seite offen ist. Eine Waschdüse 59 steht von unten
in den Abfallflüssigkeitssammelbehälter 58 in
einer mittleren Position vor, und zwar Seite an Seite mit einem
Abfallflüssigkeitsrohr 60,
das verbrauchten Verdünner
während
eines Reinigungsvorgangs aufsammelt. In diesem Fall (obwohl in den
Zeichnung nicht gezeigt) ist die Waschdüse 59 durch eine Pumpe
mit der Verdünnerquelle
verbunden, und das Abfallflüssigkeitsrohr 60 ist
in einen Abfallflüssigkeitstank
geöffnet.
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Wenn
der rotierende Sprühkopf 30 der
Beschichtungsmaschine 28 in dem Abfallflüssigkeitssammelbehälter 58 der
Sprühkopf-Waschvorrichtung 57 angeordnet
ist, wird Verdünner
als Wasch-Fluid durch die Waschdüse 59 ausgesprüht, die
an der vorderen Seite des rotierenden Sprühkopfes 30 angeordnet
ist, um festgesetzten Lack davon abzuwaschen. Abfallflüssigkeit,
die aus dem Waschvorgang an dem rotierenden Sprühkopf 30 resultiert,
wird durch das Abfallflüssigkeitsrohr 60 in
dem zuvor erwähnten
Abfallflüssigkeitstank
aufgesammelt.
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Mit
den vorstehend beschriebenen Anordnungen wird das Beschichtungssystem 21 in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
für ein
Beschichtungsverfahren verwendet, wie es nachfolgend unter Bezugnahme
auf 6 bis 10 beschrieben wird.
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Zuerst
wird ein Arbeitsteil oder ein zu beschichtender Gegenstand 61 mit
Lack der Farbe a durch Verwendung
der Lackpatrone 35a in folgender Weise beschichtet. In
einem ersten Patronenladeschritt, wie in 7 gezeigt,
wird die Lackpatrone 35a, die mit Lack der Farbe a gefüllt ist, von dem Patronen-Haltetisch 56 aufgenommen
und an dem Gehäuse 22 des
Beschichtungssystems geladen oder montiert. Wenn die Lackpatrone 35a an
dem Gehäuse 22 geladen
ist, wird der Patronenzylinder 36 in den Patronen-Montagebereich 26 des
Kopfbereichs 24 eingesetzt, wobei das Zuführrohr 39 durch
die konische Aussparung 27B des Zuführrohr-Durchgangslochs 27 an der Seite
des Gehäuses,
den Zuführrohr-Durchgangsbereich 27A und
das Zuführrohr-Durchgangsloch 34 an
der Seite der Beschichtungsmaschine geführt ist.
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Weiterhin,
wenn die Lackpatrone 35a geladen ist, wird der Vakuumraum 51,
der zwischen dem Patronen-Montagebereich 26 und dem Patronenzylinder 36 definiert
ist, durch den Saugdurchgang 50 mit einem Vakuum beaufschlagt,
um die Lackpatrone 35a fest und sicher durch Saugkraft
an dem Gehäuse 22 zu
halten, wodurch verhindert wird, dass die Lackpatrone von dem Gehäuse abfällt.
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In
einem nachfolgenden Beschichtungsschritt wird der Motor 29 gestartet,
um den rotierenden Sprühkopf 30 mit
hoher Geschwindigkeit in Rotation versetzen, während formgebende Luft durch die
jeweiligen formgebenden Luftausgangslöcher 31A des formgebenden
Luftrings 31 ausgestoßen und
eine Hochspannung von dem Hochspannungsgenerator 32 an
den Lack a angelegt wird. In
diesem Zustand wird extrudierender Verdünner von der Verdünnerzuführvorrichtung 12 durch
die Verdünnerdurchgänge 48 und 43 quantitativ
der Verdünnerkammer 42 des
Patronenzylinders 36 zugeführt. Folglich, wie in 8 zu
sehen, wird der Lack mit der Farbe a in
der Lackbehälterkammer 41 über das
Zuführrohr 39 zu
dem rotierenden Sprühkopf 30 zugeführt und
in Richtung auf den zu beschichtenden Gegenstand 61 gesprüht.
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Wenn
gesprüht
wird, wird der Lack mit der Farbe a durch
Zentrifugalkraft in kleine Partikel getrennt und mit einer Hochspannung
an dem rotierenden Sprühkopf 30 beaufschlagt,
um die Form von geladenen feinen Partikeln anzunehmen. Die geladenen
Farbpartikel werden zu einem geeigneten Sprühmuster geformt, und zwar durch
formgebende Luft, die durch die zugehörigen formgebenden Luftauslasslöcher 31A ausgestoßen wird,
wodurch bewirkt wird, dass sie in Richtung auf den zu beschichtenden
Gegenstand 61 fliegen und sich darauf absetzten, wobei
sie entlang eines elektrostatischen Feldes strömen, das zwischen dem rotierenden Sprühkopf und
dem zu beschichtenden Gegenstand 61 ausgebildet ist.
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Ein
Patronenentladeschritt folgt auf den Beschichtungsschritt, und zwar
wie folgt. In einem Patronenentladeschritt wird zuerst das Beschichtungssystem 21 in
einer Patronenentladeposition bewegt und angeordnet, wie in 7 gezeigt,
und zwar durch Ansteuerung des vertikalen und horizontalen Arms 3 und 4 des
Beschichtungsroboters 1. Insbesondere wird die vordere
Seite der Beschichtungsmaschine 28 in den Abfallflüssigkeitssammelbehälter 58 in
gegenüberliegender
Beziehung mit der Waschdüse 59 angeordnet.
In diesem Zustand wird Luft durch den Auslassluftdurchgang 52 in
den Vakuumraum 51 geleitet, um den Sauggriff zu lösen, durch den
die Lackpatrone 35a gegen den Patronen-Montagebereich 26 festgehalten
wurde. Dann, wie durch Pfeile in 9 angegeben,
wird die Lackpatrone 35a durch einen Greifer 62 gegriffen
und in axialer Richtung aus dem Gehäuse 22 herausgezogen
und zurück
auf den Patronen-Haltetisch 56 transportiert.
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Ein
Sprühkopf-Waschschritt
folgt auf den Patronenentladeschritt, und zwar wie folgt. In diesem Schritt
wird der Beschichtungsroboter 1 betrieben, um die vordere
Seite der Beschichtungsmaschine 28 in die Sprühkopf-Waschvorrichtung 57 zu
halten, wie in 9 gezeigt. Außerdem wird
der rotierende Sprühkopf 30 durch
den Luftmotor 29 mit hoher Geschwindigkeit in Rotation
versetzt. In diesem Zustand, wie in 10 gezeigt,
wird Waschverdünner aus
der Waschdüse 59 in
Richtung auf die vordere Seite des rotierenden Sprühkopfes 30 gespritzt.
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Unter
Wirkung von Zentrifugalkraft wird bewirkt, dass der Waschverdünner, der
zu der vorderen Fläche
des Hülsenelements 30B geleitet
wird, von der Mitte in Richtung auf die Farbverteilungsfläche 30c des
glockenförmigen
Bechers 30a strömt,
um Lackreste P1 von der Lackverteilungsfläche 30C abzuwaschen.
Andererseits wird ermöglicht,
dass der Waschverdünner
durch Wasch-Fluid-Einlasslöcher 30E des
Hülsenelements 30B in
den Lackbehälter 30D eintreten
und entlang der Innenwandflächen
des Lackbehälters 30D und
der Rückseite
des Hülsenelements 30B strömen kann,
um Lackreste P2 abzuwaschen, wenn der durch die Lackauslasslöcher 30F strömt. Der
verbrauchte Verdünner,
der aus dem Waschvorgang resultiert, wird in dem Abfallflüssigkeitssammelbehälter 58 aufgefangen
und in einem Abfallflüssigkeitstank
gesammelt, und zwar durch die Abfallflüssigkeitsleitung, die mit dem
Behälter 58 verbunden
ist.
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Nach
Beendigung dieses Beschichtungsvorgangs mit der Lackpatrone 35a der
Farbe a wird beispielsweise
die Lackpatrone 35b der Farbe b von dem
Patronen-Haltetisch 56 aufgenommen und an den Gehäuse 22 geladen,
um einen Beschichtungsvorgang mit der Farbe b auf ähnliche
Weise wie bei dem zuvor beschriebenen Beschichtungsvorgang mit Farbe a durchzuführen.
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Daher
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung das Gehäuse
der Beschichtungsmaschine an dem Gelenk 5 des Beschichtungsroboters 1 montiert, während die
Lackpatronen 35a, 35b ... 35n, die mit Lacken
verschiedener Farben a, b, ... n, gefüllt
sind, in vorbestimmten Positionen angeordnet sind. Nach diesem Vorbereitungsschritt
wird ein Zyklus des Beschichtungsvorgangs für den zu beschichtenden Gegenstand 61 gestartet,
und zwar mit einem Patronenladeschritt, bei dem die Lackpatrone 35 in
das Gehäuse 22 der
Maschine geladen wird, gefolgt von einem Beschichtungsschritt, bei
dem der Lack aus der Patrone 35 zu dem rotierenden Sprühkopf 30 geliefert
und auf den zu beschichtenden Gegenstand 61 gesprüht wird,
einem Patronenentladeschritt, bei dem die Lackpatrone 35 von
dem Gehäuse 22 entladen
wird, und einem Waschschritt, bei dem der rotierende Sprühkopf 30 gewaschen
wird, um abgelagerte Farbreste davon zu entfernen.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung macht es daher das Vorsehen einer großen Anzahl von Lackpatronen
mit verschiedenen Farben möglich,
dass mehrere Farbwechsel unter Verwendung eines einzigen Beschichtungssystems 21 in
einer zuverlässigen Weise
durchgeführt
werden können
und dass der Bereich an Anwendungen des Beschichtungssystems erweitert
wird. Außerdem
können
andere Lackfarben auf einfache Weise addiert werden, indem eine
entsprechende Anzahl von Lackpatronen 35 bereitgestellt
wird, ohne dass es erforderlich ist, das Beschichtungssystem 21 umzubauen.
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Außerdem,
da das Beschichtungssystem 21 eine große Anzahl an Lackpatronen 35 verschiedener
Farben verwendet, die ersetzbar und austauschbar sind, kann die
Menge an Lack reduziert werden, die ausgestoßen oder zum Zeitpunkt eines
Farbwechsels verschwendet wird, was dazu beiträgt, die Waschzeit zu verkürzen und
die Mengen an Abfalllack sowie Verdünner auf einen Wert zu minimieren, der
umweltfreundlich ist.
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Außerdem wird
durch das Weglassen eines Lackzuführschlauchs von dem Beschichtungssystem die
Möglichkeit
verhindern, dass Hochspannung strömt, und zwar auch im Fall eines
metallischen Lacks oder eines Lacks auf Wasserbasis mit einem geringen
elektrischen Widerstand. Daraus folgt, dass das Beschichtungssystem 21 breite
Anwendungsbereiche findet, bei denen verschiedenen Arten von Lacken
verwendet werden.
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Außerdem ist
die Sprühkopf-Waschvorrichtung 57 zum
Reinigen des rotierenden Sprühkopfes 30 separat
von dem Beschichtungssystem 21 vorgesehen. Dadurch können Hochspannungslecks
durch den Verdünner
oder andere Wasch-Fluide verhindert werden, und es wird ermöglicht,
eine Hochspannung-Abschirmungsstruktur (Spannungssperre) zu vereinfachen.
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Außerdem ist
das Beschichtungssystem mit dem Lackventil 46, durch welches
die Lackzufuhr ein- und ausgeschaltet wird, zusammen mit dem Verdünnerventil 54 ausgestattet,
durch welches die Zufuhr von extrudierendem Verdünner ein- und ausgeschaltet wird. Wenn daher
das Lack- und Verdünnerventil 46 und 54 in
Reaktion auf Sprühen-Ein-
und Sprühen-Aus-Befehlssignale
geöffnet
und geschlossen werden, kann das Sprühen von Lack in unmittelbarer Reaktion
auf diese Befehlssignale gestartet und angehalten werden.
-
Folglich
kann das Beschichtungssystem in einem Beschichtungsvorgang das Sprühen von
Lack mit hoher Zuverlässigkeit
entsprechend einer programmierten Routine ein- und ausschalten, wodurch Beschichtungen
erreicht werden können,
die hinsichtlich der Qualität
und speziell der Gleichförmigkeit
der Dicke verbessert sind. Zum Zeitpunkt des Herausnehmens der Lackpatrone 35 aus
dem Gehäuse 22 zwecks
Austausch besteht daher keine Möglichkeit,
dass Lack aus dem Zuführrohr 39 heraustropft.
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Es
wird nun auf 11 bis 14 Bezug
genommen, in denen ein zweites Ausführungsbeispiel des Beschichtungsverfahrens
gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt wird, das ein Merkmal beinhaltet, bei dem ein
Waschschritt vor dem Entladen einer Lackpatrone durchgeführt wird.
In der nachfolgenden Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels werden
diejenigen Komponenten, die mit jenen des vorhergehenden ersten
Ausführungsbeispiels
identisch sind, einfach durch gleiche Bezugszeichen oder Bezeichnungen
bezeichnet, um die Wiederholung gleicher Erklärungen zu vermeiden.
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Insbesondere
ist nachfolgend ein Fall beschrieben, bei dem ein zu beschichtender
Gegenstand oder ein Arbeitsteil 61 mit Lack einer Farbe a mittels Verwendung der Lackpatrone 35a beschichtet wird.
In einem Patronenladeschritt wird die Lackpatrone 35a,
die mit Lack der Farbe a gefüllt ist,
von dem Lackpatronen-Haltetisch 56 aufgenommen und in das
Gehäuse 22 in
der gleichen Weise geladen wie in dem vorhergehenden ersten Ausführungsbeispiel. Zu
diesem Zeitpunkt wird aus dem Vakuumraum 51 mittels des
Luftsaugdurchgangs 50 Luft ausgesaugt, um die Lackpatrone 35a mittels
Saugkraft fest an dem Gehäuse 22 zu
halten.
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In
dem nachfolgenden Beschichtungsschritt wird der rotierende Sprühkopf 30 durch
den Luftmotor 29 mit hoher Geschwindigkeit in Rotation
versetzt, während
gleichzeitig formgebende Luft durch die jeweiligen formgebenden
Luftauslasslöcher 31a geblasen
und eine Hochspannung von dem Hochspannungsgenerator 32 auf
den Lack der Farbe a aufgebracht
wird. In diesem Zustand wird dann ein Lack extrudierender Verdünner quantitativ
der Verdünnerkammer 42 zugeführt, wodurch
der Kolben 40 nach vorne gedrückt wird, um den Lack der Farbe a in der Lackbehälterkammer 41 in
Richtung auf den rotierenden Sprühkopf 30 zu
leiten, um das Sprühen
des Lacks a auf den zu beschichtenden
Gegenstand 61 zu starten.
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Auf
dem Beschichtungsschritt folgt ein Waschschritt. Zu diesem Zweck
werden der vertikale Arm 3 und der horizontale Arm 4 des
Beschichtungsroboters 1 betätigt, um das Beschichtungssystem 21 in
die Patronenaustauschposition zu bewegen und so anzuordnen, wie
in 12 gezeigt ist. In diesem Zustand, wie in 13 gezeigt,
wird Verdünner
durch die Waschdüse 59 ausgesprüht und in
Richtung auf die vordere Seite des rotierenden Sprühkopfes 30 geliefert,
der durch den Luftmotor 29 mit hoher Geschwindigkeit in
Rotation versetzt wird.
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Als
Ergebnis wird in dem Waschschritt die Verdünnerströmung an der vorderen Fläche des
Hülsenelements 30B unter
Einfluss von Zentrifugalkraft von der Mitte in Richtung auf die
Lackverteilfläche 30C des
glockenförmigen
Bechers 30A geleitet, um abgelagerte Lackreste P1 von der
Lackverteilfläche 30C abzuwaschen.
Zusammen mit Verdünner,
der durch die Wasch-Fluid-Einlasslöcher 30E des Hülsenelements 30B in
den Lackbehälter 30D eintritt, werden
außerdem
abgelagerte Lackreste P2 an den Innenflächen des Lackbehälters 30D und
an der Rückseite
des Hülsenelements 30B abgewaschen. Außerdem werden
Lackreste P3 an einem vorderen Endbereich des Zuführrohrs 39 mit
einem Teil des Verdünners
abgewaschen, der in den Lackbehälter 30D gelaufen
ist. Nachdem die verschiedenen Teile auf diese Weise abgewaschen
wurden, wird der Verdünner,
der durch die Lackauslasslöcher 30F herausläuft, in
einem Abfallflüssigkeitssammelbehälter 58 gesammelt.
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In
einem nachfolgenden Patronenentladeschritt wird die Patrone 35a von
dem Patronen-Montagebereich 26 gelöst, indem der Sauggriff beendet wird,
wie in 14 zu sehen ist, durch ein Greiferelement 62 gegriffen
und in axialer Richtung von dem Gehäuse 22 entfernt und
zu dem Patronen-Haltetisch 56 zurückgeführt.
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Daher
können
mit Hilfe des vorliegenden Ausführungsbeispiels,
und zwar mit den gerade beschriebenen Anordnungen, im Wesentlichen
die gleichen funktionalen Zwecke erreicht werden wie in dem vorhergehenden
ersten Ausführungsbeispiel.
In diesem speziellen Ausführungsbeispiel
wird jedoch der rotierende Sprühkopf
in einem Waschschritt unmittelbar nach dem Beschichtungsschritt
gewaschen, nämlich
vor Patronenentladeschritt. Daher können die vorderen Endbereiche
des Zuführrohrs 39 der
Patrone 35 gleichzeitig mit dem Waschen des rotierenden
Sprühkopfes 30 gereinigt
werden. Daher kann ein Verstopfen des Zuführrohres 39 verhindert werden,
da Rückstände einer
vorhergehenden Farbe von vorderen Endbereichen des Zuführrohrs
abgewaschen werden, bevor die Lackpatrone 35 von dem rotierenden
Sprühkopf 30 entladen
wird.
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In 15 bis 17 ist
ein drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt, das ein Merkmal beinhaltet,
das darin besteht, dass der rotierende Sprühkopf durch Verwendung einer Reinigungspatrone
gereinigt wird, die mit einem Wasch-Fluid gefüllt ist. In der nachfolgenden
Beschreibung des dritten Ausführungsbeispiels
werden jene Komponenten, die gleich jenen in dem vorhergehenden
ersten Ausführungsbeispiel
sind, einfach mit gleichen Bezugsnummern oder Zeichen verwendet, um
eine Wiederholung der gleichen Erläuterungen zu vermeiden.
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In
diesen Figuren ist mit 71 eine Reinigungspatrone bezeichnet,
die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
verwendet wird. Zum Einsetzten in den Patronen-Montagebereich 26 des
Gehäuses 22 ist die
Reinigungspatrone 71 auf ähnliche weise konfiguriert
wie die Lackpatrone 35. Jedoch ist die Reinigungspatrone 71 mit
Verdünner
gefüllt,
der als Wasch-Fluid dient. Zusammen mit den Lackpatronen 35 ist
die Reinigungspatrone 71 auf dem Patronen-Haltetisch 56 angeordnet.
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Mit 72 ist
ein Abfallflüssigkeitssammelbehälter bezeichnet,
der sich in der Beschichtungskabine in der Nähe des Beschichtungsroboters 1 befindet, um
verbrauchten Verdünner
zu sammeln. Der Abfallflüssigkeitssammelbehälter 72 ist
mit einem Abfallflüssigkeitstank
(nicht gezeigt) verbunden, aber nicht mit einer Waschdüse versehen,
wie zuvor in Verbindung mit dem rotierenden Sprühkopf 57 des ersten Ausführungsbeispiels
beschrieben.
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16 zeigt
ein Beschichtungsverfahren durch Anwendung eines Beschichtungssystems 21 gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
wie vorstehend beschrieben.
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Zunächst ist
nachfolgend anhand eines Beispiels ein Beschichtungsvorgang beschrieben,
bei dem ein zu beschich tender Gegenstand oder ein Arbeitsteil 61 mit
Lack der Farbe a unter Verwendung der
Lackpatrone 35a in folgender Weise beschichtet wird. In
dem Patronenladeschritt wird die Lackpatrone 35a, die mit
Lack der Farbe a gefüllt ist,
an dem Gehäuse 22 in
der gleichen Weise geladen wie in dem zuvor beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel,
und an dem Gehäuse 22 durch
Absaugen von Luft aus dem Vakuumraum 51 durch den Luftsaugdurchgang 50 befestigt.
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In
dem nachfolgenden Beschichtungsschritt wird der rotierende Sprühkopf 30 mit
Hilfe des Luftmotors 29 mit hoher Geschwindigkeit in Rotation
versetzt, während
formgebende Luft durch die jeweiligen formgebenden Luftauslasslöcher 31A ausgeblasen
und eine Hochspannung von dem Hochspannungsgenerator 32 auf
den Lack der Farbe a aufgebracht
wird. In diesem Zustand wird Lack extrudierender Verdünner quantitativ
zu der Verdünnerkammer 42 geleitet,
der Kolben 40 wird nach vorne gedrückt, um Lack der Farbe a aus dem Lackbehälter 41 zu
dem rotierenden Sprühkopf 30 zu
leiten, um ihn auf den zu beschichtenden Gegenstand 61 zu
sprühen.
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In
einem nachfolgenden Patronenentladeschritt wird Luft durch den Auslassluftdurchgang 52 zu
dem Vakuumraum 51 geleitet, um den Sauggriff zu beenden,
und dann wird die Lackpatrone 35 von dem Gehäuse 22 entladen.
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Auf
den Entladeschritt folgt ein Waschschritt zum Reinigen des rotierenden
Sprühkopfes 30.
In diesem Waschschritt wird der rotierende Sprühkopf 30 durch Verwendung
der Reinigungspatrone 71 durch einen Waschvorgang gewaschen,
der drei Phasen umfasst, d.h., eine Reinigungspatronenladephase,
eine Verdünnerabgabephase
und eine Reinigungspatronenentladephase.
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In
der Reinigungspatronenladephase wird zuerst die Reinigungspatrone 71 an
dem Patronen-Montagebereich 26 des Gehäuses eingesetzt. Zu diesem
Zeitpunkt wird Luft abgesaugt, um die Reinigungspatrone 71 durch
Saugkraft fest an dem Gehäuse 22 zu
halten.
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In
der Verdünnerabgabephase
oder Wasch-Fluid-Ausgabephase, wie in 17 gezeigt, wird
der rotierende Sprühkopf 30 der
Beschichtungsmaschine 28 in dem Abfallflüssigkeitssammelbehälter 72 angeordnet,
indem der vertikale Arm 3 und horizontale Arm 4 des
Beschichtungsroboters 1 betätigt werden. In diesem Zustand
wird der rotierende Sprühkopf 30 durch
den Luftmotor 29 mit hoher Geschwindigkeit in Rotation
versetzt, während
extrudierender Verdünner
aus der Reinigungspatrone 71 zugeführt wird, um Waschverdünner aus
der Reinigungspatrone 71 in Richtung auf den rotierenden Sprühkopf 30 zu
spritzen, wodurch abgelagerte Lackreste der Farbe a von dem rotierenden Sprühkopf 30 abgewaschen
werden.
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In
der nachfolgenden Reinigungspatronenentladephase, und zwar nach
Beendigung des Sauggriffs, wird die Reinigungspatrone 71 von
dem Gehäuse 22 entladen,
um einen Waschvorgang des rotierenden Sprühkopfes 30 zu beenden.
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Mit
Hilfe des vorliegenden Ausführungsbeispiels,
und zwar mit den gerade beschriebenen Anordnungen, kann im Wesentlichen
der gleiche funktionale Effekt erreicht werden wie bei den vorhergehenden
Ausführungsbeispielen.
Speziell in diesem Fall kann eine Patrone, die die gleich Konstruktion hat
wie die Lackpatrone 35, als Reinigungspatrone 71 verwendet
werden, so dass der rotierende Sprühkopf 30 mit Hilfe
von Einrichtungen gereinigt werden kann, die eine einfache Konstruktion
haben und preiswerter sind.
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In
den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
ist das Beschichtungssystem 21 so dargestellt, dass es
an dem Gelenk 5 des Beschichtungsroboters 1 montiert
ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese gezeigte
bestimmte Ausgestaltung beschränkt.
Wenn es beispielsweise gewünscht
ist, kann das Beschichtungssystem 21 an einem Arbeitsmechanismus
montiert sein, wie zum Beispiel eine hin- und herbewegbare Einrichtung
oder ähnliches. In
einem solchen Fall, da eine hin- und herbewegbare Einrichtung üblicherweise
einen beschränkten
Bewegungsbereich hat, ist es gewünscht,
dass die Sprühkopf-Waschvorrichtung 57 und
der Abfallflüssigkeitssammelbehälter 72 bewegbar
ausgestaltet sind.
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Außerdem sind
die Patronen 35 und 71 in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
mit dem Kolben 40 versehen, wodurch Lack oder Verdünner extrudiert
wird. Anstelle des Kolbens 40 kann jedoch auch ein Faltenbalgrohr
verwendet werden, das mit Lack gefüllt und ausgestaltet ist, um
Lack zu extrudieren, wenn es in eine zusammengedrückt Form
gedrückt
wird.
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Außerdem ist
die axiale Bohrung 29B des Luftmotors 29 in den
vorhergehenden Ausführungsbeispielen
so gezeigt, dass sie eine abgestufte Form hat, und zwar mit einem
hinteren Bereich mit kleinem Durchmesser und einem vorderen Bereich
mit großem
Durchmesser, wobei die rotierende Welle 29C in dem Bereich
mit großem
Durchmesser der axialen Bohrung 29B aufgenommen ist. Es
soll jedoch verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht
auf diese bestimmte Form beschränkt
ist. Beispielsweise, wie in der Abwandlung in 18 zu
sehen, kann ein Luftmotor 81 verwendet werden, der eine
rotierende Welle 81C aufweist, die sich durch eine axiale
Bohrung 81B erstreckt, die im Wesentlichen einen gleichmäßigen Durchmesser
in axialer Richtung hat.
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Außerdem wird
in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
durch den Luftsaugdurchgang 50 Luft aus dem Vakuumraum 51 gesaugt,
um die Patrone 35 oder 71 durch einen Sauggriff
fest an dem Gehäuse 22 zu
halten. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anordnung
beschränkt.
Beispielsweise kann die Patrone 35 oder 71 mit
Hilfe eines Befestigungselements in ihrer Position befestigt werden,
das an der Seite des Gehäuses 22 vorgesehen
und ausgestaltet ist, um mit einem Befestigungsloch einzugreifen,
das an der Seite der Patronen 35 und 37 vorgesehen
ist.
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Außerdem,
obwohl in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen beispielhaft
Verdünner
als eine extrudierende Flüssigkeit
verwendet wird, kann Wasser oder eine andere extrudierende Flüssigkeit angewendet
werden, und zwar abhängig
von dem Typ des Lacks oder des zu verwendenden Hochspannungsanwendungssystems.
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INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
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Wie
aus der vorhergehenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden
Erfindung offensichtlich ist, wird nach Beendigung eines Beschichtungsvorgangs
durch Verwendung einer Lackpatronen ein Wasch-Fluid zu der vorderen
Seite eines rotierenden Sprühkopfes
geliefert, um abgelagerte Lackreste von einer vorhergehenden Farbe
von dem rotierenden Sprühkopf
abzuwaschen, um einen Beschichtungsvorgang mit einer neuen Farbe
vorzubereiten.
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Durch
Vorsehen einer großen
Anzahl an Lackpatronen, die mit Lacken verschiedener Farbe oder
Typen gefüllt
sind, wird es daher möglich,
mehrere Farbwechsel im Verlauf eines Beschichtungsvorgangs durch
ein einfaches Beschichtungssystem mit einem rotierenden Sprühkopf durchzuführen, wodurch
die Zuverlässigkeit
des Vorgangs verbessert und der Anwendungsbereich des Beschichtungssystems
erweitert wird. Da die Lackpatrone nicht mit irgendeinem Lackzuführschlauch
oder Ähnlichem
verbunden ist, wird es außerdem
möglich,
Hochspannungslecks durch den Lack zu verhindern, und zwar sogar
in einem Beschichtungsvorgang unter Verwendung eines Lacks mit einem
geringen elektrischen Widerstand, wie metallischer Lack oder auf
Wasser basierender Lack, wodurch erreicht wird, dass das Beschichtungssystem
mit verschiedenen Lacken arbeiten kann, wobei als Folge dessen Zuverlässigkeit verbessert
wird.
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Außerdem kann
der rotierende Sprühkopf von
der vorderen Seite abgewaschen werden, während eine Patrone noch an
dem Gehäuse
des Beschichtungssystems montiert ist, so dass abgelagerte Lackreste
von dem Zuführrohr
der Patrone gleichzeitig mit dem Waschen des rotierenden Sprühkopfes
abgewaschen werden, wodurch ein Verstopfen des Zuführrohrs
verhindert wird.
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Durch
Vorsehen einer Reinigungspatrone, die mit einem Wasch-Fluid gefüllt, kann
außerdem zusammen
mit einer großen
Anzahl an Lackpatronen verschiedenen Farben es ermöglicht werden,
an verschiedenen Punkten im Verlauf eines Beschichtungsvorgangs
in einer erleichterten und wirtschaftlichen Weise Farbwechsel vorzunehmen.