DE69936338T2 - Vorrichtung zum füllen einer farbkartusche - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Erfindung betrifft eine Farbbefüllvorrichtung für Farbkartuschen, die beispielsweise speziell zur Verwendung beim Wiederauffüllen von Farbkartuschen verschiedener Farben geeignet ist, die ausgestaltet sind, um austauschbar an einer Beschichtungsvorrichtung montiert zu werden.
  • STAND DER TECHNIK
  • Allgemein werden für die Beschichtung von Werkstücken, wie beispielsweise Fahrzeugkarosserien oder ähnliches, in großem Umfang Beschichtungsvorrichtungen vom Typ mit einem Rotationssprühkopf verwendet. Diesbezüglich ist in letzter Zeit die Nachfrage nach Beschichtungsvorrichtungen stark gestiegen, mit Hilfe derer die Mengen an Farbe und Lösungsmittel begrenzt werden können, die bei jedem Farbwechsel verschwendet werden, und die eine größere Anzahl an Farben handhaben können.
  • Beispielsweise sind Beschichtungsvorrichtungen vom Typ mit einem Rotationssprühkopf, die ausgestaltet sind, um die Mengen an verschwendeter Farbe und Lösungsmittel zu vermindern und um gleichzeitig eine größere Anzahl an Farben handhaben zu können, in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. H8-229446 offenbart. Diese Beschichtungsvorrichtung vom Typ mit einem Rotationssprühkopf verwendet eine Anzahl an Farbkartuschen verschiedener Farben, die ausgestaltet sind, um im Verlauf eines Beschichtungsvorgangs von einer Fahrzeugkarosserie oder von Fahrzeugkarosserien austauschbar an der Beschichtungsvorrichtung montiert zu werden.
  • Insbesondere ist die gerade erwähnte Beschichtungsvorrichtung vom Typ mit einem Rotationssprühkopf im Wesentlichen durch ein Gehäuse, das so geformt ist, um an seiner Vorderseite einen Beschichtungsmaschinenmontagebereich und an seiner Rückseite einen Kartuschenmontagebereich zur Verfügung zu stellen, und eine Beschichtungsmaschine gebildet, die am Beschichtungsmaschinenmontagebereich des Gehäuses montiert ist, mit einem Luftmotor, der eine rotierende Welle hat, und einem Rotationssprühkopf, der an der rotierenden Welle an der Vorderseite des Luftmotors montiert ist. Ein Zuführrohrdurchgangsloch verläuft in axialer Richtung in der rotierenden Welle des Luftmotors der Beschichtungsmaschine, und das Zuführrohrdurchgangsloch ist an seinem vorderen Ende zum Rotationssprühkopf offen und an seinem hinteren Ende zum Kartuschenmontagebereich des Gehäuses offen.
  • Die Beschichtungsvorrichtung ist mit einer Anzahl von Farbkartuschen verschiedener Farben versehen, die jeweils ausgestaltet sind, um austauschbar an dem Kartuschenmontagebereich des Gehäuses montiert zu werden. Jede dieser Farbkartuschen ist durch einen mit Farbe gefüllten Behälter und ein Zuführrohr gebildet, das sich von einem vorderen Ende des Farbbehälters in axialer Richtung nach vorne erstreckt. Der Farbbehälter ist ausgestaltet, um austauschbar in einen Kartuschenmontagebereich des Gehäuses eingesetzt zu werden, wobei das Zuführrohr in das vorstehend erwähnte Zuführrohrdurchgangsloch geführt wird.
  • Außerdem ist innerhalb jeder Farbkartusche eine bewegbare Trennwand, die den inneren Raum der Kartusche in eine Farbkammer und eine Extrudierluftkammer unterteilt, und ein Luftdurchgang vorgesehen, der an der Kartusche vorgesehen ist, um Extrudierluft zur Extrudierluftkammer zu liefern. Ferner ist an dem Gehäuse ein Extrudierluftdurchgang vorgesehen, der mit dem Extrudierluftdurchgang an der Farbkartusche in Verbindung steht. Somit wird durch den Extrudierluftdurchgang an dem Gehäuses und den Extrudierluftdurchgang an der Farbkartusche extrudierende Luft in die Extrudierluftkammer geliefert, um die bewegbare Trennwand nach vorne zu drücken, um dadurch die Farbe in der Farbkammer durch das Zuführrohr in den Rotationssprühkopf zu extrudieren.
  • Im Fall der Beschichtungsvorrichtung vom Typ mit einem Rotationssprühkopf, die wie vorstehend beschrieben ausgestaltet ist, wird eine Farbkartusche mit einer gewünschten Farbe aus einer Gruppe von Farbkartuschen verschiedener Farben ausgewählt und in den Farbkartuschenmontagebereich an dem Gehäuse eingesetzt. Dann wird Luft zu der Extrudierluftkammer in der Farbkartusche geliefert, um zu bewirken, dass Farbe in der Farbkammer der Kartusche durch das Zuführrohr in Richtung auf den Rotationssprühkopf gedrückt wird. Als Folge wird Farbe von dem Rotationssprühkopf in Richtung auf einen zu beschichtenden Gegenstand gesprüht.
  • Die Farbe kann auf einfache Weise gewechselt werden, indem die Farbkartusche durch eine Kartusche mit einer gewünschten Farbe ausgetauscht wird, ohne dass Farbe und Lösungsmittel verschwendet werden.
  • Andererseits muss am Ende eines Beschichtungsvorgangs, wenn die Farbe in einer Farbkartusche, die für einen Wechsel der Farbe abgenommen wurde, mehr oder minder verbraucht ist, die Farbe in Vorbereitung für eine nächste Benutzung wieder aufgefüllt werden.
  • Zum Wiederauffüllen gebrauchter Farbkartuschen war es allgemeine Praxis, ein Farbwiederauffüllsystem zu verwenden. Beispielsweise ist ein Farbkartuschenwiederauffüllsystem, das im oben genannten Stand der Technik verwendet wurde, mit Schnellverbindungen versehen, die sich von Anschlussleitungen eines Farbzirkulationssystems für verschiedene Farben nach außen erstrecken. Zuerst wird eine gebrauchte Farbkartusche von dem Gehäuse abgenommen und auf einen Wiederauffülltisch aufgesetzt, um Farbe in eine Farbkammer der Kartusche zu füllen. Dann wird eine Schnellverbindung mit einem Farbzufuhranschluss verbunden, der an der Kartusche separat von dem Zuführrohr vorgesehen ist, und zwar ausschließlich für den Wiederauffüllvorgang.
  • Daher ist bei einer Beschichtungsvorrichtung vom Typ mit einem Rotationssprühkopf, die vorstehend beschrieben wurde, separat von dem Zuführrohr ein Farbzufuhranschluss an der Kartusche vorgesehen, und die Farbe wird von dem Farbzufuhranschluss in die Kartusche gefüllt. Daher wird die Konstruktion der Farbkartusche kompliziert, und die Produktionskosten steigen. Außerdem besteht hier eine erhöhte Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Farblecks.
  • Das Farbkartuschenwiederauffüllsystem gemäß Stand der Technik ist nämlich ausgestaltet, um eine Farbkartusche wiederaufzufüllen, indem ein Farbzufuhranschluss der Kartusche mit einer der Schnellverbindungen eines Farbzirkulationsleitungssystems verbunden wird. Das Wiederauffüllsystem dieser Art hat Probleme oder Nachteile, die darin bestehen, dass große Anstrengungen erforderlich sind, um einen Farbzufuhranschluss mit einer Schnellverbindung zu koppeln, und für die Arbeit des Koppelns wird viel Zeit verbraucht.
  • Die JP-A-483549 offenbart eine Farbbefüllvorrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Hinsichtlich der Probleme beim vorstehend erläuterten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Farbbefüllvorrichtung für Farbkartuschen zur Verfügung zu stellen, die ausgestaltet ist, um eine Vereinfachung der Konstruktion von Farbkartuschen zu ermöglichen und um die Farbwiederauffüllvorgänge zu erleichtern.
  • Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Farbbefüllvorrichtung für eine Farbkartusche gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
  • Bei den gerade beschriebenen Anordnungen wird bei Beendigung eines Beschichtungsvorgangs eine benutzte Farbkartusche von einem Gehäuse einer Beschichtungsvorrichtung entfernt und an einen Behälter-Haltebereich angesetzt, der an einer Befüllhalterung der Farbbefüllvorrichtung ausgebildet ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das Zuführrohr der Farbkartusche in das Zuführrohrdurchgangsloch geführt, wobei ein vorderer distaler Endbereich des Zuführrohrs in das Verbindungsbauteil in der Befüllhalterung eingesetzt wird. In diesem Zustand wird das Befüllventil geöffnet, um Farbe von einer Farbquelle zu dem Verbindungsbauteil zu liefern, wodurch ermöglicht wird, dass Farbe in den Behälter der Farbkartusche gefüllt wird, und zwar durch das vordere distale Ende des Zuführrohrs, das sich in zusammenpassendem Eingriff mit dem Verbindungsbauteil befindet. Sobald eine bestimmte Menge an Farbe in den Behälter gefüllt ist, wird das Befüllventil geschlossen, um die Farbzufuhr zu unterbrechen, um so das Befüllen der Farbkartusche zu beenden.
  • In diesem Beispiel ist das Verbindungsbauteil vorzugsweise beweglich in der Befüllhalterung vorgesehen, steht mit einem vorspannenden Federbauteil in Beziehung und wird dadurch konstant in Richtung auf das Zuführrohr der Farbkartusche gedrückt.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Anordnungen wird beim Ansetzen einer Farbkartusche an die Befüllhalterung ein vorderer distaler Endbereich des Zuführrohrs in passenden Eingriff mit dem Verbindungsbauteil gebracht. Zu diesem Zeitpunkt kann das Verbindungsbauteil in axialer Richtung bewegt werden, und zwar abhängig von der Position des vorderen distalen Endes des Zuführrohrs. Außerdem wird das Verbindungsbauteil durch Wirkung des Federbauteils gegen das Zuführrohr gedrückt und dadurch fest und sicher an dem distalen Endbereich des Zuführrohrs in Eingriff gebracht.
  • Mit den gerade beschriebenen Anordnungen wird in einem Ruhezustand vor dem Befüllen mit Farbe der Zuflussfarbdurchgang durch das Farbdurchgangsrichtungssteuerventil in Verbindung mit dem Abflussfarbdurchgang umgeschaltet.
  • Daher wird Farbe von einer Farbquelle durch einen Kreis zirkuliert, der den Zufluss- und den Abflussfarbdurchgang beinhaltet, um eine Separation und/oder Sedimentation von Pigmentkomponenten der Farbe während des Ruhezustands zu verhindern. Andererseits wird zum Zeitpunkt des Einfüllens von Farbe in die Kartusche der Abflussfarbdurchgang durch das Farbdurchgangsrichtungssteuerventil in Verbindung mit dem Farbzufuhrdurchgang umgeschaltet. Folglich wird Farbe von einer Farbquelle durch den Zuflussfarbdurchgang, den Farbzufuhrdurchgang, das Verbindungsbauteil und das Zuführrohr zu dem Behälter geleitet.
  • Andererseits ist das Befüllventil, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, vorzugsweise mit einem Ablaufdurchgang, der den Farbzufuhrdurchgang mit einer Ablaufseite verbindet, und mit einem Restdruckextraktionsventil versehen, das entlang der Länge des Ablaufdurchgangs vorgesehen ist.
  • Mit den gerade beschriebenen Anordnungen kann der Restdruck im Zuführrohr und im Behälter, wenn das Restdruckextraktionsventil geöffnet ist, durch das Verbindungsbauteil abgelassen werden, um darin einen atmosphärischen Druckpegel beizubehalten.
  • In diesem Beispiel ist das Verbindungsbauteil vorzugsweise mit einem Zuführrohrpositionierungsbereich versehen, der ausgestaltet ist, um einen vorderen distalen Endbereich des Zuführrohrs durch Eingriff mit diesem in einer vorbestimmten Position zu halten.
  • Mit den gerade beschriebenen Anordnungen kann das vordere distale Ende des Zuführrohrs, indem ein vorderer distaler Endbereich des Zuführrohrs in passenden Eingriff mit dem Verbindungsbauteil gebracht wird, durch den Zuführrohrpositionierungsbereich automatisch in eine vorbestimmte Position relativ zu dem Verbindungsbauteil gebracht werden.
  • Außerdem ist der Behälter-Haltebereich der Befüllhalterung vorzugsweise mit einem Behälter-Positionierungsbereich versehen, der ausgestaltet ist, um den Behälter durch Eingriff mit einem vorderen Endbereich des Behälters in einer Position an den Behälter-Haltebereich zu halten.
  • Mit den gerade beschriebenen Anordnungen wird beim Ansetzen einer Farbkartusche an den Behälter-Haltebereich der Befüllhalterung eine vordere Seite des Behälters mit dem Behälter-Positionierungsbereich in Eingriff gebracht und dadurch automatisch in einer vorbestimmten Position an dem Behälter-Haltebereich der Befüllhalterung positioniert.
  • Andererseits weist die Befüllhalterung gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise außerdem einen Vakuumraum, der in dem Behälter-Haltebereich an der Innenseite des Behälters gebildet ist, wenn sich die Kartusche in einer Position an dem Behälter-Haltebereich befindet, und einen Luftansaugdurchgang auf, der in den Vakuumraum geöffnet und betätigbar ist, um Luft aus dem Vakuumraum abzusaugen, um den Behälter durch Saugkraft fest in dem Behälter-Haltebereich zu greifen.
  • Mit den vorstehend beschriebenen Anordnungen wird nach dem Einsetzen des Behälters in dem Behälter-Haltebereich an der Befüllhalterung Luft aus dem Vakuumraum an der inneren Seite des Behälters durch den Luftansaugdurchgang abgesaugt, um den Behälter durch Saugkraft fest in dem Behälter-Haltebereich zu halten. Wenn die Farbkartusche abgenommen wird, wird Luft in den Vakuumraum geleitet, um den Sauggriff auf die Farbkartusche zu lösen.
  • Außerdem weist die Befüllhalterung gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise außerdem einen Steuerluftdurchgang auf, der ausgestaltet ist, um Steuerluft zu einem Farbventil zu leiten, das an der Farbkartusche vorgesehen ist.
  • Mit den gerade beschriebenen Anordnungen wird zum Zeitpunkt des Befüllens mit Farbe Steuerluft durch den Steuerluftdurchgang geleitet, wodurch das Farbventil in der Farbkartusche geöffnet und ermöglicht wird, diese durch den Farbdurchgang in dem Zuführrohr zu befüllen. Die Zufuhr von Steuerluft wird angehalten, sobald der Farbbefüllvorgang abgeschlossen ist. Als Folge wird das Farbventil geschlossen, um zu verhindern, dass Farbe aus dem Zuführrohr ausleckt.
  • Außerdem weist die Befüllhalterung gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise außerdem einen Extrudierflüssigkeits-Ausstoßdurchgang für eine Flüssigkeit zum Extrudieren von Farbe auf, die während eines Farbbefüllvorgangs der Farbkartusche aus dem Behälter ausgestoßen wird.
  • Mit den vorstehend beschriebenen Anordnungen wird eine Flüssigkeit zum Extrudieren von Farbe, während ein Behälter mit Farbe befüllt wird, durch den Extrudierflüssigkeits-Ausstoßdurchgang proportional zur Menge der eingefüllten Farbe ausgestoßen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den nachfolgenden Zeichnungen ist:
  • 1 eine Vorderansicht von einer Farbbefüllvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Farbbefüllvorrichtung zusammen mit einer Beschichtungsvorrichtung vom Typ mit einem Rotationssprühkopf und einem Beschichtungsroboter gezeigt;
  • 2 eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht von der in 1 gezeigten Beschichtungsvorrichtung vom Typ mit einem Rotationssprühkopf;
  • 3 eine vertikale Querschnittsansicht von einer Farbkartusche;
  • 4 eine vergrößerte vertikale Querschnittsansicht von einem Farbventil, einem Verdünnerventil und einer Schnellkopplung, wie in 2 gezeigt;
  • 5 eine vertikale Querschnittsansicht der in 4 gezeigten Schnellkopplung, die die Schnellkopplung in einem geschlossenen Zustand in einem weiter vergrößerten Maßstab zeigt;
  • 6 eine vertikale Querschnittsansicht der Farbbefüllvorrichtung und einer Farbkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 7 eine vertikale Querschnittsansicht in einem vergrößertem Maßstab von der in 6 gezeigten Farbbefüllvorrichtung;
  • 8 eine vertikale Querschnittsansicht der Farbbefüllvorrichtung in einem Restdruckextraktionszustand;
  • 9 eine vertikale Querschnittsansicht der Farbbefüllvorrichtung in einem Farbbefüllzustand;
  • 10 eine vertikale Querschnittsansicht in vergrößertem Maßstab von den Verbindungsbauteilen, der Schraubenfeder und dem Zuführrohr, wie in 6 gezeigt;
  • 11 eine Darstellung der Schaltkreisanordnungen, die für die Farbbefüllvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden; und
  • 12 eine Funktionszeitdarstellung des Farbkartuschenbefüllvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • BESTE AUSFÜHRUNGSART DER ERFINDUNG
  • Im Anschluss wird die Farbbefüllvorrichtung der vorliegenden Erfindung spezieller anhand ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf 1 bis 12 der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, und zwar beispielsweise in Verbindung mit einem Befüllvorgang für Farbkartuschen, die ausgestaltet sind, um austauschbar und auswechselbar an einer Beschichtungsvorrichtung vom Typ mit einem Rotationssprühkopf angebracht zu werden.
  • In den Zeichnungen ist mit 1 ein Beschichtungsroboter bezeichnet ist, der als Arbeitsmechanismus verwendet wird. Der Beschichtungsroboter 1 ist größtenteils durch eine Basis oder ein Fußgestell 2, einen vertikalen Arm 3, der an der Basis 2 drehbar und schwenkbar gehalten ist, einen horizontalen Arm 4, der mit dem oberen Ende des vertikalen Arms 3 schwenkbar verbunden ist, und einen Gelenkbereich 5 gebildet, der an einem vorderen distalen Ende des horizontalen Arms 4 vorgesehen ist.
  • Mit 11 ist eine Beschichtungsvorrichtung vom Typ mit einem Rotationssprühkopf bezeichnet (anschließend zwecks Abkürzung als "Beschichtungsvorrichtung 11" bezeichnet), die an dem Beschichtungsroboter 1 vorgesehen ist. Wie in 2 gezeigt, ist die Beschichtungsvorrichtung 11 größtenteils, wie später in größerem Detail beschrieben wird, durch ein Gehäuse 12, Zuführrohrdurchgangslöcher 17 und 24, eine Beschichtungsmaschine 18, eine Farbkartusche 25, ein Farbventil 35 und ein Verdünnerventil 43 gebildet.
  • Das Gehäuse 12 ist aus Konstruktionskunststoffmaterial hergestellt, wie zum Beispiel PTFE, PEEK, PEI, POM, PI, PET und ähnliches, und an einem vorderen distalen Ende des Gelenks 5 angebracht. Das Gehäuse 12 ist durch einen Halsbereich 13, der abnehmbar an dem distalen Ende des Gelenks 5 gehalten ist, und einen Kopfbereich 14 gebildet, der integriert an dem distalen Ende des Halsbereichs 13 gebildet ist.
  • In diesem Beispiel ist ein Beschichtungsmaschinenmontagebereich 15 mit einem zylindrischen Hohlraum an der vorderen Seite des Kopfbereichs 14 versehen. Ein Kartuschenmontagebereich 16 ist mit einem zylindrischen Hohlraum an der hinteren Seite des Kopfbereichs 14 versehen. Wie in 4 gezeigt, sind ein weiblicher Kopplungsbereich 16B und ein männlicher Kopplungsbereich 16C separat an der Unterseite 16A des Kartuschenmontagebereichs 16 vorgesehen, um zusammenpassend mit einem männlichen Kopplungsbereich 26A bzw. mit einem weiblichen Kopplungsbereichen 26B eines Behälters 26 einzugreifen, wie später beschrieben wird. Die weiblichen und männlichen Kopplungsbereiche 16B und 16C an dem Teil des Kartuschenmontagebereichs 16 dienen dazu, den Behälter 26 in Umfangsrichtung in eine vorbestimmte Position zu bringen, wenn der Behälter 26 an dem Kartuschenmontagebereich 16 angebracht wird.
  • Mit 17 ist ein Zuführrohrdurchgangsloch bezeichnet, das an dem Teil des Gehäuses 12 vorgesehen ist, und zwar zwischen und in Verbindung mit dem Beschichtungsmaschinenmontagebereich 15 und dem Kartuschenmontagebereich 16. Dieses Zuführrohrdurchgangsloch 17 an dem Gehäuse ist aus einem vorderen Bereich in der Form eines Zuführrohrdurchgangsbereich 17A mit einem kleinen Durchmesser und einem hinteren Bereich in der Form einer konischem Kavität 17B gebildet, die in Richtung auf den Zuführrohrdurchgangsbereich 17A konvergiert. In diesem Fall ist der Zuführrohrdurchgangsbereich 17A koaxial mit dem Zuführrohrdurchgangsloch 24 gebildet, das an der Beschichtungsmaschine vorgesehen ist, wie anschließend beschrieben wird. Der konisch konvergierende Bereich 17B ist so ausgestaltet, um in zusammenpassenden Eingriff mit einem konischen Vorsprung 27 gebracht werden zu können, der an der Farbkartusche 25 vorgesehen ist, wie anschließend beschrieben wird, und zwar für den Zweck, die Farbkartusche in axialer wie auch radialer Richtung in einer vorbestimmten Position einsetzen zu können.
  • Mit 18 ist eine Beschichtungsmaschine bezeichnet, die in den Beschichtungsmaschinenmontagebereich 15 des Kopfbereichs 14 montiert ist. Wie in 2 zu sehen, ist die Beschichtungsmaschine 18 ist im Wesentlichen durch einen Luftmotor 19, der ein Motorgehäuse 19A, eine rotierende Welle 19B, eine Luftturbine 19C und ein Luftlager 19D aufweist, einen Rotationssprühkopf 20, der ausgestaltet ist, um durch den Luftmotor 19 in Rotation versetzt wird, um zugeführte Farbe zentrifugal in feine Partikel zu zerstäuben und diese in Richtung auf einen zu beschichtenden Gegenstand zu sprühen, sowie ein Luftformring 21 gebildet, der an der Vorderseite des Luftmotors 19 vorgesehen ist. Der Luftformring 21 ist an seiner äußeren Umfangsseite mit einer großen Vielzahl an Luftformauslasslöchern 21A versehen, um formgebende Luft in Richtung nach vorne auszustoßen. Insbesondere sind die Luftformauslasslöcher 21A so geformt, um formgebende Luft in Richtung auf die die Farbe freigebenden Kanten des Rotationssprühkopfs 20 auszustoßen, um Farbpartikel zu einem vorbestimmten Sprühmuster zu formen, sobald sie sich von dem Rotationssprühkopf 20 lösen.
  • Mit 22 ist ein Hochspannungsgenerator bezeichnet, der an dem Halsbereich 13 des Gehäuses 12 vorgesehen ist.
  • Beispielsweise ist der Hochspannungsgenerator 22 durch eine Cockcroft-Schaltung gebildet und ausgestaltet ist, um eine Quellenspannung von einer Stromquelle (nicht gezeigt) auf eine Hochspannung im Bereich von -60 kV bis -120 kV zu erhöhen. Die Ausgangsseite des Hochspannungsgenerators 22 ist beispielsweise mit dem Luftmotor 19 verbunden, um über die rotierende Welle 19B des Luftmotors 19 eine Hochspannung auf den Rotationssprühkopf 20 aufzubringen, um die Farbe direkt aufzuladen.
  • Mit 23 ist eine Vielzahl an Luftdurchgängen bezeichnet, die in dem Halsbereich 13 des Gehäuses 12 vorgesehen und mit einer Luftquelle (nicht gezeigt) verbunden sind. Diese Luftdurchgänge 23 liefern Turbinenluft, Lagerluft und Bremsluft, um den Luftmotor 19 zu steuern, sowie formgebende Luft, um das Sprühmuster zu formen. In dem speziellen gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese Luftdurchgänge als ein Luftdurchgang gezeigt.
  • Mit 24 ist ein Zuführrohrdurchgangsloch an der Beschichtungsmaschine bezeichnet, wobei das Zuführrohrdurchgangsloch 24 axial durch die rotierende Welle 19B des Luftmotors 19 gebildet ist. Eine Basis oder ein hinteres Ende vom Zuführrohrdurchgangsloch 24 an der Beschichtungsmaschine ist in den Zuführrohrdurchgangsbereich 17A des Zuführrohrdurchgangslochs 17 an dem Gehäuse offen, während ein vorderes Ende des Zuführrohrdurchgangslochs 24 in den Rotationssprühkopf 20 geöffnet ist. Außerdem ist das Zuführrohrdurchgangsloch 24 an der Beschichtungsmaschine in koaxialer Relation zu dem Zuführrohrdurchgangsbereich 17A des Zuführrohrdurchgangslochs 17 an dem Gehäuse gebildet.
  • Das Zuführrohr 28 der Farbkartusche 25 ist ausziehbar in diesen Zuführrohrdurchgangslöchern 17 und 24 angeordnet.
  • Mit 25a, 25b, ... 25n sind Farbkartuschen mit Farbe a, Farbe b, ... Farbe n bezeichnet (anschließend zwecks Abkürzung einfach als "Kartuschen 25" bezeichnet), die mit Farbe verschiedener Farben gefüllt sind, um dem Rotationssprühkopf 20 zugeführt zu werden. In diesem Beispiel, wie in 3 gezeigt, ist jede dieser Kartuschen 25 im Wesentlichen durch einen Behälter 26, einen konischen Vorsprung 27, der an einem vorderen Ende des Behälters 26 vorgesehen ist, ein Zuführrohr 28, das in axialer Richtung von dem konischen Vorsprung 27 vorsteht, einen Kolben 29, der in den Behälter 26 eingesetzt ist, um als eine bewegbare Trennwand zu dienen, und einen Verdünnerdurchgang 32 gebildet, der an der Kartusche vorgesehen ist, um durch diesen Verdünner als extrudierende Flüssigkeit zuzuführen.
  • Der Behälter 26, der einen Hauptkörper der Farbkartusche 25 bildet, ist aus einem Konstruktionskunststoff hergestellt, ähnlich wie das Gehäuse 12, und ist in der Form einer Röhre (ein Zylinder) mit einem Durchmesser gebildet, die herausnehmbar in den Kartuschenmontagebereich 16 des Gehäuses 12 eingesetzt werden kann. Der Behälter 26 ist mit männlichen und weiblichen Kopplungsbereichen 26A und 26B an seiner vorderen Endfläche in gegenüberliegenden Positionen relativ zu den weiblichen und männlichen Kopplungsbereichen 16B bzw. 16C an dem Kartuschenmontagebereich versehen. Der Behälter 26 ist ferner an seiner hinteren Endfläche mit einem Griffbereich oder einem Griff-ähnlichen Vorsprung 26C versehen, um zum Zeitpunkt des Austauschens der Farbkartusche 25 gegriffen zu werden.
  • In diesem Beispiel dienen die männlichen und weiblichen Kopplungsbereiche 26A und 26B dazu, um den Behälter 26 in der Umfangsrichtung in seiner vorbestimmten Position auszurichten, wenn der Behälter 26 an den Kartuschenmontagebereich 16 der Beschichtungsvorrichtung 11 angesetzt wird. Die männlichen und weiblichen Kopplungsbereiche 26A und 26B dienen auch dazu, um den Behälter 26 in der Umfangsrichtung in seine vorbestimmte Position zu führen, wenn der Behälter 26 an einen Behälter-Haltebereich 57 einer Farbbefüllvorrichtung 51 angesetzt wird, wie anschließend beschrieben wird.
  • Mit 27 ist ein konischer Vorsprung bezeichnet, der integriert an der vorderen Seite des Behälters 26 ausgebildet ist. Wenn der Behälter 26 der Farbkartusche 25 an den Kartuschenmontagebereich 16 der Beschichtungsvorrichtung 11 angesetzt wird, wird der konische Vorsprung 27 mit dem konisch konvertierenden Bereich 17B in zusammenpassenden Eingriff gebracht, um den Behälter 26 sowohl in axialer wie auch in radialer Richtung auszurichten. Wenn ferner die Farbkartusche 25 an den Behälter-Haltebereich 57 einer Farbbefüllvorrichtung 51 angesetzt wird, wird der konische Vorsprung 27 auf ähnliche Weise mit einem konvertierenden konischen Bereich 56B an dem Behälter-Haltebereich 57 in zusammenpassenden Eingriff gebracht, um den Behälter 26 der Farbkartusche 25 automatisch sowohl in axialer wie auch in radialer Richtung auszurichten.
  • Das Zuführrohr 28, das an dem vorderen distalen Ende des konischen Vorsprungs 27 vorgesehen ist, ist im Inneren mit einem koaxialen Farbzufuhrdurchgang 28A versehen. An einer Basis oder an einem hinteren Ende ist der Farbzufuhrdurchgang 28A mit einer Farbreservoirkammer 30 verbunden ist, die später beschrieben wird. Andererseits ist der Farbzufuhrdurchgang 28A an einem vorderen Ende in Richtung auf den Rotationssprühkopf 20 offen. Außerdem ist an dem inneren Umfang von einem vorderen Endbereich des Zuführrohrs 28 ein Ventilsitz 28B vorgesehen, indem der Durchmesser von dem Farbzufuhrdurchgang 28A teilweise reduziert ist, um ein Ventilbauteil 35B eines Farbventils 35 aufzusetzen und abzuheben, wie anschließend beschrieben wird. Außerdem ist der äußere Umfang des Zuführrohrs 28 in einem vorderen Endbereich hinsichtlich seines Durchmessers in Richtung nach vorne schrittweise reduziert, um einen konisch vorstehenden Bereich 28C zur Verfügung zu stellen. Dieser konisch vorstehende Bereich 28C wird in zusammenpassenden Eingriff mit einer konischen Aussparung 59C eines bewegbaren Verbindungsbauteils 59 gebracht, das anschließend beschrieben wird, um ein vorderes spitzes Ende des Zuführrohrs 28 in der Mitte des eben beschriebenen bewegbaren Verbindungsbauteils 59 zu positionieren. Das Zuführrohr 28 ist hinsichtlich seiner Länge so ausgestaltet, dass sich sein vorderes spitzes Ende in den Rotationssprühkopf 20 erstreckt, wenn die Farbkartusche 25 in ihre Position an dem Kartuschenmontagebereich 16 des Gehäuses 12 angesetzt ist.
  • In diesem Beispiel liefert das Zuführrohr 28 mittels des Farbzufuhrdurchgangs 28A die Farbe, die von der Farbreservoirkammer 30 zugeführt wird, und sprüht die Farbe von seinem vorderen Ende in Richtung auf den Rotationssprühkopf 20. Zum Zeitpunkt des Befüllens von Farbe in die Farbreservoirkammer 30 der Farbkartusche 25 ist das vordere Ende des Zuführrohrs 28 mit dem bewegbaren Verbindungsbauteil 59 verbunden und wird als ein Wiederauffüll- oder Befüllanschluss verwendet.
  • Andererseits ist der Innenraum des Behälters 29 durch den Kolben 29, der axial verschiebbar in dem Behälter 26 aufgenommen, in eine Farbreservoirkammer 30, die mit dem Farbzufuhrdurchgang 28A des Zuführrohrs 28 durch einen Verbindungsdurchgang 30A in Verbindung steht, und eine Verdünnerkammer 31 unterteilt, die Verdünner als eine extrudierende Flüssigkeit enthält.
  • Mit 32 ist ein Verdünnerdurchgang an der Farbkartusche bezeichnet. Der Verdünnerdurchgang 32 verläuft in axialer Richtung entlang des und an dem äußeren Umfangsbereich des Behälters 26, wobei ein Ende des Verdünnerdurchgangs in Richtung auf die vordere Endfläche des männlichen Kopplungsbereichs 26A des Behälters 26 offen ist, während das andere Ende mit der Verdünnerkammer 31 in Verbindung steht. Dieser Verdünnerdurchgang 32 an der Farbkartusche liefert Verdünner zur Verdünnerkammer 31, um den Kolben 29 in Richtung auf das Zuführrohr 28 zu drücken, wodurch die Farbe in der Farbreservoirkammer 30 in Richtung auf den Rotationssprühkopf 20 extrudiert wird.
  • Der Verdünner, der als eine extrudierende Flüssigkeit verwendet wird, muss von einem Typ sein, der elektrisch isolierende Eigenschaften oder einen hohen elektrischen Widerstand hat, um zu verhindern, dass die hohe Spannung von dem Hochspannungsgenerator 22 durch den Verdünner kriecht. Wenn Verdünner als eine extrudierende Flüssigkeit verwendet wird, trägt der Verdünner dazu bei, die inneren Wandflächen des Behälters 26 in einem feuchten Zustand zu halten, wenn der Kolben 29 entlang der Wandflächen verlagert wird, wodurch verhindert wird, dass die Farbe austrocknet und sich an den inneren Wandflächen des Behälters 26 verfestigt. Als Folge wird der Reibungswiderstand zwischen dem Kolben 29 und dem Behälter 26 stabilisiert, um eine sanfte Bewegung des Kolbens 29 in dem Behälter 26 zu gewährleisten. Außerdem trägt sie dazu bei, die Dichtigkeit der Dichtung zwischen dem Kolben 29 und den inneren Wandflächen des Behälters 29 zu verbessern.
  • Mit 33 ist eine Schnellkopplung bezeichnet, die in dem männlichen Kopplungsbereich 26A des Behälters 26 an einem offenen Ende des Verdünnerdurchgangs 32 an der Kartusche vorgesehen ist. Die Schnellkopplung 33 ist als ein Sperrventil ausgestaltet, das den männliche Kopplungsbereich 26A des Behälters 26 beinhaltet. Wie insbesondere in 5 gezeigt ist, ist die Schnellkopplung im Wesentlichen durch den männliche Kopplungsbereich 26A, ein Ventilbauteil 33A mit abgestufter zylindrischer Form, eine Schraubenfeder 33B, die ausgestaltet ist, um das Ventilbauteil 33A in eine vorstehende Richtung vorzuspannen, und einen elastischen Ring 33C aus Gummi oder ähnlichem gebildet, der am äußeren Umfang des Ventilbauteils 33A vorgesehen ist, um eine Dichtung zwischen dem Ventilbauteil 33A und dem männlichen Verbindungsbereich 26A zu bilden.
  • Wenn die Farbkartusche 25 an den Kartuschenmontagebereich 16 angesetzt ist, wobei der weibliche Kopplungsbereich 16B mit dem männlichen Kopplungsbereich 26A in zusammenpassenden Eingriff gebracht ist, wie in 3 gezeigt, wird die Schnellkopplung 33 geöffnet, da das vordere Ende des Ventilbauteils 33A in Anlage gegen einen unteren Bereich des weibliche Kopplungsbereich 16B kommt. Als eine Folge wird durch die Schnellkopplung 33 der Verdünnerdurchgang 32 an der Kartusche mit dem Verdünnerdurchgang 37 an dem Gehäuse verbunden, was später noch beschrieben wird.
  • Wenn andererseits der Behälter 26 aus dem Kartuschenmontagebereich 16 herausgenommen wird, wobei der männliche Kopplungsbereich 26A von dem weiblichen Kopplungsbereich 16B außer Eingriff gebracht wird, wie in 5 gezeigt, wird das Ventilbauteil 33A der Schnellkopplung 33 zusammen mit dem elastischen Ring 33C gegen den männlichen Kopplungsbereich 26A gedrückt, und zwar durch die Wirkung der Schraubenfeder 33B, wodurch der Verdünnerdurchgang 32 an der Farbkartusche verschlossen wird, um zu verhindern, dass Verdünner ausströmt. Die Schnellkopplung 33 wird in der gleichen Weise geöffnet und geschlossen, wenn die Farbkartusche 25 angebracht oder aus einem Behälter-Haltebereich 57 einer Befüllhalterung 52 herausgenommen wird, was nachfolgend beschrieben wird.
  • Mit 34 ist ein hohler Farbventilaufnahmebereich bezeichnet, und mit 35 ist ein Farbventil bezeichnet, das mit einem Aufnahmebereich 34 versehen ist. In diesem Beispiel ist das Farbventil 35 durch ein Kolbenbauteil 35A, das verschiebbar in dem Aufnahmebereich 34 aufgenommen ist, ein längliches Ventilbauteil 35B, das einen vorderen Endbereich hat, der sich in das Zuführrohr 28 erstreckt, um sich von dem Ventilsitz 28B abzuheben und sich auf diesen zu senken, und eine Ventilfeder 35C gebildet, die ausgestaltet ist, um das Ventilbauteil 35B durch das Kolbenbauteil 35A in Richtung auf den Ventilsitz 28B vorzuspannen. Durch das Kolbenbauteil 35A ist der Farbventilaufnahmebereich 34 in eine Federkammer 35D für die Ventilfeder 35C und eine Druckaufnahmekammer 35E unterteilt, die einen Steuerdruck aufnimmt. Somit ist das Farbventil 35 als ein luftgesteuertes Richtungssteuerventil ausgestaltet.
  • Normalerweise sitzt das Ventilbauteil 35B des Farbventils 35 auf dem Ventilsitz 28B des Zuführrohrs 28, und zwar durch Wirkung der Vorspannwirkung der Ventilfeder 35C, wodurch der Farbzufuhrdurchgang 28A geschlossen wird, wodurch eine Farbzufuhr zum Rotationssprühkopf 20 unterbunden wird. Andererseits, sobald Steuerluft in die Druckaufnahmekammer 35E geliefert wird, und zwar von der Farbventilsteuerluftquelle und einer Steuerluftleitung (beides nicht gezeigt) und über den Steuerluftdurchgang 38 an dem Gehäuse und einen Steuerluftdurchgang 36 an der Farbkartusche, dann wird das Ventilbauteil 35B gegen die Kraft der Ventilfeder 35C abgehoben, um eine Farbzufuhr aus der Farbreservoirkammer 30 zu dem Rotationssprühkopf 20 zu ermöglichen. In diesem Beispiel ist ein Ende des Steuerluftdurchgangs 36 in Richtung des inneren Umfangs des weiblichen Kopplungsbereichs 26B des Behälters 26 offen, während das andere Ende mit der Druckaufnahmekammer 35E des Federventils in Verbindung steht.
  • Mit 37 ist ein Verdünnerdurchgang an dem Gehäuse 12 bezeichnet, nämlich ein Verdünnerdurchgang, der in dem Gehäuse 12 vorgesehen ist. Der Verdünnerdurchgang 37 verläuft in axialer Richtung in dem Halsbereich 13 und ist in L-Form in einer Position entlang des weiblichen Kopplungsbereichs 16B nach hinten gebogen. Dieser Verdünnerdurchgang 37 an dem Gehäuse ist an seinem einen Ende mit einer Verdünnerzufuhreinrichtung (nicht gezeigt) verbunden, und das andere Ende ist in einen unteren Bereich des weiblichen Kopplungsbereichs 16B des Kartuschenmontagebereichs 16 offen. Außerdem ist der gebogene Bereich des Verdünnerdurchgangs 37 an dem Gehäuse so ausgestaltet, um einen Ventilsitz 37A vorzusehen, von dem sich ein Ventilbauteil 44B des Verdünnerventils 43 abheben und absenken kann, wie anschließend beschrieben wird.
  • Mit 38 ist ein Steuerluftdurchgang bezeichnet, der an dem Gehäuse 12 vorgesehen ist. Ein Ende dieses Steuerluftdurchgangs 38 ist mit einer Farbventilsteuerluftquelle verbunden, und zwar über Steuerluftleitungen (beides nicht gezeigt). Das andere Ende des Steuerluftdurchgangs 38 ist in eine Umfangsfläche des männlichen Kopplungsbereichs 16C offen, der am unteren Bereich 16A des Kartuschenmontagebereichs 16 vorgesehen ist, und zwar in gegenüberliegender Beziehung mit dem Steuerluftdurchgang 36 an der Seite der Farbkartusche.
  • Mit 39 ist ein Luftansaugdurchgang bezeichnet, der an dem Gehäuse 12 vorgesehen und am unteren Bereich 16A des Kartuschenmontagebereichs 16 offen ist. Dieser Luftansaugdurchgang 39 ist über eine Vakuumleitung mit einer Vakuumquelle verbunden (beides nicht gezeigt). Der Luftansaugdurchgang 39 dient dazu, um Luft aus einem Vakuumraum 40 (4) anzusaugen, der in einem tiefen Bereich des Kartuschenmontagebereichs 16 an der inneren Seite des Behälters 26 ausgebildet ist, um die Farbkartusche 25 durch Saugkraft fest in dem Kartuschenmontagebereich 16 zu halten.
  • Mit 41 ein Ausstoßluftdurchgang bezeichnet, der in dem Gehäuse 12 vorgesehen und am unteren Bereich 16A des Kartuschenmontagebereichs 16 offen ist. Dieser Ausstoßluftdurchgang 41 ist über eine Luftleitung mit einer Ausstoßluftquelle verbunden (beides nicht gezeigt). Durch den Ausstoßluftdurchgang 41 wird Ausstoßluft in den Vakuumraum 40 geleitet, um die Farbkartusche 25 hinsichtlich des Griffs durch die Saugkraft zum Zeitpunkt des Abnehmens der Farbkartusche 25 zu lösen.
  • Mit 42 ist ein hohler Verdünnerventilaufnahmebereich bezeichnet, der in dem Kopfbereich 14 des Gehäuses 12 vorgesehen ist, und mit 44 ist ein Verdünnerventil bezeichnet, das in dem Verdünnerventilaufnahmebereich 42 vorgesehen ist. In diesem Beispiel, ähnlich wie bei dem Farbventil 35, ist das Verdünnerventil 43 durch ein Kolbenbauteil 43A, das verschiebbar in dem hohlen Verdünnerventilaufnahmebereich 42 aufgenommen ist, ein Ventilbauteil 45B, das an seinem Basisende fest mit dem Kolbenbauteil 43A verbunden ist und sich mit seinem vorderen Ende in den Verdünnerdurchgang 37 an der Seite des Gehäuses erstreckt, um sich von dem Ventilsitz 37A abzuheben bzw. darauf abzusenken, und eine Ventilfeder 43C gebildet, die ausgestaltet ist, um das Ventilbauteil 43B durch das Kolbenbauteil 43A in Richtung auf den Ventilsitz 37A vorzuspannen. Durch das Kolbenbauteil 43A wird der Innenraum des hohlen Verdünnerventilaufnahmebereichs 42 in eine Federkammer 43D zur Aufnahme der Ventilfeder 43C und eine Druckaufnahmekammer 43E unterteilt, die den Steuerdruck aufnimmt. Daher ist das Verdünnerventil 43 ähnlich aufgebaut wie ein luftgesteuertes Richtungssteuerventil.
  • Normalerweise sitzt das Ventilbauteil 43B des Verdünnerventils 43 auf dem Ventilsitz 37A in dem Verdünnerdurchgang 37 an dem Gehäuse, und zwar durch Wirkung der Vorspannwirkung der Ventilfeder 43C, wodurch der Verdünnerdurchgang 37 geschlossen ist, um eine Verdünnerzufuhr zur Verdünnerkammer 31 zu unterbinden. Andererseits, sobald Steuerluft von einer Verdünnerventilsteuerluftquelle über eine Steuerluftleitung (beides nicht gezeigt) und durch den Steuerluftdurchgang 44 in die Druckaufnahmekammer 43E geleitet wird, wird das Ventilbauteil 43B gegen die Wirkung der Ventilfeder 43C von dem Ventilsitz 37A angehoben, um eine Verdünnerzufuhr zur Verdünnerkammer 31 zu starten. In diesem Beispiel ist ein Ende des Steuerluftdurchgangs 44 über eine Steuerluftleitung mit der Verdünnerventilsteuerluftquelle verbunden, während das andere Ende mit der Druckaufnahmekammer 43E des Verdünnerventils 43 in Verbindung steht.
  • Mit 45 ist ein Kartuschenwechsler bezeichnet, der sich beispielsweise in einer Beschichtungskabine und in einer Position in der Nähe des Beschichtungsroboters 1 (1) befindet. In diesem Beispiel ist der Kartuschenwechsler 45 im Wesentlichen durch eine Farbbefüllvorrichtung 51, die für das Befüllen der Behälter 30 der Farbkartuschen 25 eine Rolle spielt, die als Folge eines Beschichtungsvorgangs aufgebraucht sind, und ein Farbkartuschen-Lade-/Entladesystem gebildet, das zwischen der Farbbefüllvorrichtung 51 und dem Kartuschenmontagebereich 16 des Gehäuses 12 arbeitet, um die Farbkartuschen 25 zu laden und zu entladen. In der Nähe der Lade-/Entladeposition des Kartuschen-Lade-/Entladesystems ist eine Sprühkopfwascheinrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen, um abgelagerte vorherige Farbe von dem Rotationssprühkopf 20 abzuwaschen.
  • Unter Bezugnahme auf 6 bis 12 ist die Beschreibung nun auf die Farbbefüllvorrichtung gerichtet, die einen Teil des Kartuschenwechslers bildet.
  • Mit 51a, 51b, ... 51n sind Farbbefülleinheiten für Farben a, b, ... n bezeichnet (abgekürzt anschließend gemeinsam als "Farbbefüllvorrichtungen 51" bezeichnet), die an dem Kartuschenwechsler 45 vorgesehen sind. Jede der Farbbefüllvorrichtungen 51 ist größtenteils, wie später in größerem Detail beschrieben wird, durch eine Befüllhalterung 52, ein Zuführrohrdurchgangsloch 56 an der Befüllhalterung, ein bewegbares Verbindungsbauteil 59 und ein Befüllventil 61 gebildet.
  • Mit 52a, 52b, ... 52n sind Befüllhalterungen bezeichnet, die die jeweiligen Farbbefülleinheiten 51 mit verschiedenen Farben bilden (anschließend gemeinsam als "Befüllhalterungen" 52 bezeichnet). Jede der Befüllhalterungen 52 ist im Wesentlichen durch einen Fußbereich 53, der an einem Querbalken 45A des Kartuschenwechslers 45 durch Verwendung von Schrauben oder anderen Befestigungsmitteln befestigt ist, einen Säulenbereich 54, der sich von dem Fußbereich 53 in vertikaler Richtung nach oben erstreckt, und einen Sitzblockbereich 55 gebildet, der durch Hochformen eines oberen Endbereichs des Säulenbereichs 53 gebildet ist.
  • Das Zuführrohrdurchgangsloch 56 an der Befüllhalterung ist im Inneren von und vertikal durch den Säulenbereich 54 der Befüllhalterung 52 gebildet, um darin das Zuführrohr 28 der Farbkartusche 25 aufzunehmen. Wie in 7 gezeigt, ist an dem oberen Ende des Zuführrohrdurchgangslochs 56 an der Befüllhalterung ein nach innen gerichtet konvergierender, konischer Bereich 56A vorgesehen, der dazu dient, den Behälter an der Befüll-Halterung in seiner Position zu halten. Das heißt, durch zusammenpassendes Eingreifen mit dem konischen Vorsprung 27 am vorderen Ende des Behälters 26 hält der konvergierende, konische Bereich 56A den Behälter 26 in einer vorbestimmten Position in axialen und radialen Richtungen.
  • Mit 57 ist der Behälter-Haltebereich bezeichnet, der an einer Seite (der oberen Seite) des Sitzblocks vorgesehen ist, um den Behälter 26 der Farbkartusche 25 darin abstützend zu halten. Dieser Behälter-Haltebereich 57 hat die Form einer ausgesparten zylindrischen Vertiefung, die in Verbindung mit dem oberen offenen Ende des Zuführrohrdurchgangslochs 56 an der Seite der Befüll-Halterung steht. Wie in 7 bis 9 zu sehen, sind der weibliche und der männliche Verbindungsbereich 57B und 57C separat am Boden 57A des Behälter-Haltebereichs 57 für einen zusammenpassenden Eingriff mit dem männlichen bzw. dem weiblichen Verbindungsbereich 26A und 26B an dem Behälter 26 gebildet. Diese weiblichen und männlichen Verbindungsbereiche 57B und 57C dienen dazu, den Behälter 26 in einer vorbestimmten Position in der Umfangsrichtung anzusetzen, wenn der Behälter 26 an dem Behälter-Haltebereich 57 angebracht wird.
  • Mit 58 ist eine Verbindungsaufnahmebohrung bezeichnet, die in einem axial gegenüberliegenden Endbereich der Befüll-Halterung 52 in einer tieferen Position als das Zuführrohr durchgangsloch 56 gebildet ist. Die Verbindungsaufnahmebohrung 58 hat die Form einer zylindrischen Vertiefung, die durch Erweitern des Durchmessers eines tieferen Bereichs des Zuführrohrdurchgangslochs 56 gebildet ist. Das untere Ende der Verbindungsaufnahmebohrung 58 ist an der unteren Seite des Fußbereichs durch einen abgestuften Bereich 58A mit vermindertem Durchmesser geöffnet.
  • Mit 59 ist ein Verbindungsbauteil bezeichnet, das vertikal bewegbar in der Verbindungsaufnahmebohrung 58 vorgesehen ist. Wie in 10 gezeigt, ist das Verbindungsbauteil 59 in einer rohrförmigen Gestalt ausgebildet, das im Inneren einen Farbdurchgang 59A bildet und das an seinem oberen Ende mit einem Flansch-ähnlichen Federsitz 59B versehen ist. Nahe dem oberen Ende des Farbdurchgangs 59A ist das Verbindungsbauteil 59 ferner mit einer nach unten gerichtet konvergierenden, konischen Fläche 59C versehen, die als ein Positionierungsbauteil für das Zuführrohr 28 dient. Die nach unten gerichtet konvergierende, konische Fläche 59C wird nämlich in zusammenpassenden Eingriff mit dem konischen Vorsprung 28C des Zuführrohrs 28 gebracht, um das distale Ende des Zuführrohrs 28 in einer mittleren Position des Farbdurchgangs 59A zu halten. Außerdem ist der Farbdurchgang 59A durch einen Farbschlauch mit einem Befüllventil 61 verbunden, was anschließend beschrieben wird. Da das vordere distale Ende des Zuführrohrs 28 mit dem Farbdurchgang 59A verbunden ist, dient das Verbindungsbauteil 59 dazu, den Farbdurchgang 28A des Zuführrohrs 28 mit einem Farbschlauch 67 zu verbinden, der einen Farbdurchgang von dem Befüllventil 61 bildet.
  • Mit 60 ist eine Schraubenfeder bezeichnet, die als ein Federelement um den äußeren Umfang des Verbindungsbauteils 59 vorgesehen ist. Speziell befindet sich die Schraubenfeder 60 zwischen dem Federsitz 59B des Verbindungsteils und einem abgestuften Bereich 58A der Verbindungsaufnahmebohrung 58, um das Verbindungsbauteil 59 in Richtung nach oben in Richtung auf das Zuführrohrdurchgangsloch 56 an der Seite der Befüll-Halterung vorzuspannen.
  • Folglich ist das Verbindungsbauteil 59 vertikal in Richtungen nach oben und nach unten bewegbar und wird durch die Vorspannwirkung der Schraubenfeder 60 konstant in Richtung auf das Zuführrohr 28 gedrückt. Selbst dann, wenn sich das Zuführrohr in Richtungen nach oben oder nach unten in einer abgewichenen Position befindet, kann die Positionsabweichung des Zuführrohrs 28 somit durch eine nach oben oder nach unten gerichtete Bewegung des Verbindungsbauteils 59 ausgeglichen werden. Außerdem kann das Zuführrohr 28 durch Wirkung der Schraubenfeder 60 auf sichere Weise in zusammenpassenden Eingriff mit dem Verbindungsbauteil 59 gebracht werden.
  • Mit 61 ist ein Befüllventil bezeichnet, das mit dem Verbindungsbauteil 59 verbunden ist, um die Farbzufuhr zur Kartusche 25 zu steuern. Das Befüllventil 61 ist im Wesentlichen durch ein Ventilgehäuse 62, ein Farbdurchgangsrichtungssteuerventil 69 und ein Restdruckextraktionsventil 72 gebildet, wie nachfolgend im größeren Detail beschrieben.
  • Wie in 11 gezeigt, weist das Ventilgehäuse 62 des Befüllventils 61 einen Zuflussfarbdurchgang 62A, der mit einer Farbzufuhrleitung 64 einer Farbquelle durch eine Farbleitung 63 verbunden ist, einen Abflussfarbdurchgang 62B, der mit einer Farbrückführleitung 66 über eine Farbleitung 65 verbunden ist, einen Farbzufuhrdurchgang 62C, der mit dem Farbdurchgang 59A des Verbindungsbauteils 59 durch einen flexiblen Farbschlauch 67 verbunden ist, einen Ablaufdurchgang 62D, der mit der Ablaufseite über eine Ablaufleitung 68 verbunden ist, einen Steuerluftdurchgang 62E, der Steuerluft zu dem Farbdurchgangsrichtungssteuerventil 69 liefert, das anschließend beschrieben wird, und einen Steuerluftdurchgang 62F auf, der Steuerluft zu dem Restdruckextraktionsventil 72 liefert. Mit Hilfe des Farbdurchgangsrichtungssteuerventils 69 kann der Zuflussfarbdurchgang 62A in und außer Verbindung mit dem Abflussfarbdurchgang 62B und dem Farbzufuhrdurchgang 62C gebracht werden. Außerdem kann mit Hilfe des Restdrucksteuerventils 69 der Ablaufdurchgang 62D in und außer Verbindung mit dem Farbzufuhrdurchgang 62C gebracht werden. In diesem Beispiel ist gemäß der Erfindung ein Farbströmungsdurchgang durch die Farbleitung 63, den Zuflussfarbdurchgang 62A, den Farbzufuhrdurchgang 62C und den Farbschlauch 67 gebildet.
  • Mit 69 ist das Farbdurchgangsrichtungssteuerventil bezeichnet, das in dem Ventilgehäuse 62 vorgesehen ist. Dieses Farbdurchgangsrichtungssteuerventil 69 ist im Wesentlichen durch ein Ventilbauteil 69A, das verschiebbar in dem Ventilgehäuse 62 vorgesehen ist, um den Abflussfarbdurchgang 62B und den Farbzufuhrdurchgang 62C wahlweise zu öffnen und zu schließen, und eine Ventilfeder 69B gebildet, die ausgestaltet ist, um das Ventilbauteil 69A in Schließrichtung des Farbzufuhrdurchgangs 62C vorzuspannen.
  • Wie insbesondere in 7 gezeigt, ist das Ventilbauteil 69A des Farbdurchgangsrichtungssteuerventils 69 normalerweise angeordnet, um eine Verbindung zwischen dem Zuflussfarbdurchgang 62A und dem Farbzufuhrdurchgang 62C durch Wirkung der Vorspannung der Ventilfeder 69B zu blockieren, während der Zuflussfarbdurchgang 62A mit dem Abflussfarbdurchgang 62B in Verbindung steht. Als Folge wird Farbe durch einen Kreis zirkuliert, der die Farbzufuhrleitung 64, die Farbleitung 63, den Zuflussfarbdurchgang 62A den Abflussfarbdurchgang 62B, die Farbleitung 65 und die Farbrückführleitung 66 beinhaltet.
  • Wenn Steuerluft von der Farbdurchgangsrichtungssteuerventil-Steuerluftquelle 70 durch die Steuerluftleitung 71 und den Steuerluftdurchgang 62E zugeführt wird, dann wird das Ventilbauteil 69A des Farbdurchgangsrichtungssteuerventils 69 gegen die Wirkung der Ventilfeder 69B in die in 9 gezeigte Position verlagert, wodurch die Verbindung zwischen dem Zuflussfarbdurchgang 62A und dem Abflussfarbdurchgang 62B blockiert wird, während der Zuflussfarbdurchgang 62A mit dem Farbzufuhrdurchgang 62C in Verbindung steht. Als Folge wird Farbe von der Fahrzufuhrleitung 64 zu dem Farbschlauch 67 über die Farbleitung 63, den Zuflussfarbdurchgang 62A und den Farbzufuhrdurchgang 62C zugeführt und eine Strömung in das Verbindungsbauteil 59 ermöglicht.
  • Mit 72 ist das Restdruckextraktionsventil bezeichnet, das in dem Ventilgehäuse 61 vorgesehen ist. Dieses Restdruckextraktionsventil 72 ist im Wesentlichen durch ein Ventilbauteil 72A, das verschiebbar in dem Ventilgehäuse 62 aufgenommen ist, um den Ablaufdurchgang 62D zu öffnen und zu schließen, und einen Ventilfeder 72B gebildet, die ausgestaltet ist, und das Ventilbauteil 72A in eine Schließrichtung vorzuspannen. Wie insbesondere in 7 und 9 gezeigt, wird das Ventilbauteil 72A des Restdruckextraktionsventils 72 normalerweise durch die Vorspannwirkung der Ventilfeder 72B in eine Schließrichtung gedrückt, um die Verbindung zwischen dem Ablaufdurchgang 62D und dem Farbzufuhrdurchgang 62C zu blockieren. Wenn andererseits Steuerluft von einer Restdruckextraktionsventil-Steuerluftquelle 73 durch die Steuerluftleitung 74 und den Steuerluftdurchgang 62F zugeführt wird, dann wird das Ventilbauteil 72A gegen die Wirkung der Ventilfeder 72B in einen offenen Position verschoben, wie in 8 gezeigt, um den Ablaufdurchgang 62D mit dem Farbzufuhrdurchgang 62C zu verbinden. Als Folge werden Drücke (Restdrücke) in der Farbreservoirkammer 30 der Farbkartusche 25 und in dem Farbzufuhrdurchgang 28A des Zuführrohrs 28 durch das Verbindungsbauteil 59, den Farbschlauch 67, den Farbzufuhrdurchgang 62C, den Ablaufdurchgang 62D und die Ablaufleitung 68 zur Ablaufseite abgeführt, um einen atmosphärischen Druckpegel in der Farbreservoirkammer 30 beizubehalten.
  • Mit 75 ist ein Verdünnerausstoßdurchgang bezeichnet, der in dem Sitzblock 55 der Befüllhalterung 52 als ein Ausstoßdurchgang für eine extrudierende Flüssigkeit vorgesehen ist. Dieser Verdünnerausstoßdurchgang 75 ist an seinem einen Ende in den weiblichen Verbindungsbereich 57B des Behälter-Haltebereichs 57 geöffnet und mit dem anderen Ende mit einem Verdünnerreservoirtank 77 durch eine Verdünnerleitung 76 verbunden, wie in 11 gezeigt. Durch den Verdünnerausstoßdurchgang 75 wird der Verdünner, der aus der Verdünnerkammer 31 der Farbkartusche 25 zum Zeitpunkt des Befüllens fließt, mit Hilfe eines Verdünnerablaufventils 78 in einen Verdünnerreservoirtank 77 abgeführt.
  • Mit 78 ist das Verdünnerausstoßventil bezeichnet, das in der Länge der Verdünnerleitung 76 vorgesehen ist. Wenn Farbe in die Kartusche gefüllt wird, wird das Verdünnerausstoßventil 78 durch Steuerluft geöffnet, die von einer Verdünnerausstoßventilsteuerluftquelle 79 durch eine Steuerluftleitung 80 zugeführt wird, wodurch die Verdünnerleitung in Verbindung gehalten wird, um Verdünner auszustoßen, der aus der Verdünnerkammer 31 der Farbkartusche 25 während eines Befüllvorgangs ausströmt. Andererseits schließt das Verdünnerausstoßventil 78 bei Beendigung des Befüllvorgangs die Verdünnerleitung 76, um zu verhindern, dass Verdünner aus dem Verdünnerdurchgang 32 an der Seite der Farbkartusche ausströmt.
  • Mit 81 ist ein Steuerluftdurchgang bezeichnet, der an der Befüllhalterung vorgesehen ist, und zwar speziell in dem Sitzblock 55 der Befüllhalterung ausgebildet ist. Ein Ende des Steuerluftdurchgangs 81 ist mit einer Farbventilsteuerluftquelle 83 über eine Steuerluftleitung 82 verbunden. Das andere Ende der Steuerluftdurchgangs 81 ist in eine Umfangsfläche des männlichen Verbindungsbereichs 57C des Behälter-Haltebereichs 57 in einer gegenüberliegenden Position relativ zu dem Steuerluftdurchgang 36 an der Farbkartusche geöffnet. Wenn folglich die Farbkartusche 25 an dem Behälter-Haltebereich 57 der Befüllhalterung 52 angebracht ist, wird der Steuerluftdurchgang 81 an der Befüllhalterung mit dem Steuerluftdurchgang 36 an der Farbkartusche in Verbindung gebracht, um Steuerluft von der Farbventilsteuerluftquelle 83 zum Farbventil 35 zu liefern.
  • Mit 84 ist ein Luftansaugdurchgang bezeichnet, der in dem Sitzblockbereich 55 vorgesehen ist und in einen unteren Bereich 57A des Behälter-Haltebereichs 57 offen ist. Dieser Luftansaugdurchgang 84 ist mit einer Vakuumquelle 86 über eine Vakuumleitung 85 verbunden. Durch den Luftansaugdurchgang 84 wird Luft aus einem Vakuumraum 87 gesaugt, der zwischen einem tiefen unteren Bereich des Behälter-Haltebereichs 57 und dem Behälter 26 der Farbkartusche 25 gebildet ist, so dass die Farbkartusche 25 fest in dem Behälter-Haltebereich 57 durch Saugkraft gegriffen wird.
  • Mit 88 ist ein Ausstoßluftzufuhrdurchgang bezeichnet, der ebenfalls in dem Sitzblockbereich 55 vorgesehen und in einen unteren Bereich 57A des Behälter-Haltebereichs 57 offen ist. Dieser Ausstoßluftzufuhrdurchgang 88 ist mit einer Ausstoßluftquelle 90 über eine Luftleitung 89 verbunden. Zum Zeitpunkt des Abnehmens der Farbkartusche 25 von dem Behälter-Haltebereich 57 wird Luft von dem Ausstoßluftzufuhrdurchgang 88 zu dem Vakuumraum 87 geliefert, wodurch die Farbkartusche 25 von dem Sauggriff gelöst wird.
  • Die Farbkartuschenbefüllvorrichtung 51 der vorliegenden Erfindung, die wie oben beschrieben ausgestaltet ist, arbeitet in der Weise, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf das Funktionszeitdiagramm von 12 erläutert wird.
  • Beim Beendigen eines Beschichtungsvorgangs wird in der ersten Stufe eine Farbkartusche 25 in dem Kartuschenmontagebereich 16 des Gehäuses 12 durch eine Kartuschenhandhabungseinrichtung entfernt, und die Farbkartusche 25 wird beispielsweise an einer Befüllhalterung 52a einer Farbbefülleinheit 51a der Farbe a angebracht.
  • Noch spezieller, zum Zeitpunkt des Anbringens der Farbkartusche 25 an der Befüllhalterung 52 wird der Behälter 26 in den Behälter-Haltebereich 57 eingesetzt, wobei das Zuführrohr 28 in das Zuführrohrdurchgangsloch 56 an der Befüllhalterung angeordnet wird.
  • Außerdem, sobald die Farbkartusche 25 an dem Behälter-Haltebereich 57 angesetzt ist, wird Luft in dem Vakuumraum 87 durch den Luftansaugdurchgang 84 abgesaugt, um die Farbkartusche 25 durch Saugkraft fest an der Befüllhalterung 52 zu halten.
  • Außerdem werden beim Ansetzen des Behälters 26 der Farbkartusche 25 an dem Behälter-Haltebereich 57 der Befüllhalterung 52 der männliche und der weibliche Verbindungsbereich 26A und 26B des Behälters 26 in zusammenpassenden Eingriff mit dem weiblichen bzw. dem männlichen Verbindungsbereich 57B und 57C an dem Behälter-Haltebereich 57 gebracht, um den Behälter automatisch in einer vorbestimmten Position in Umfangsrichtung relativ zu dem Behälter-Haltebereich 57 einzusetzen. Zu diesem Zeitpunkt wird außerdem der konische Vorsprung 27 des Behälters 26 in zusammenpassenden Eingriff mit dem konvergierenden, konischen Bereich 56A des Zuführrohrdurchgangslochs 56 an der Befüllhalterung gebracht, um dem Behälter 26 relativ zu dem Behälter-Haltebereich 57 sowohl in axialer wie auch in radialer Richtung zu positionieren.
  • Außerdem, sobald das Zuführrohr 28 vollständig in das Zuführrohrdurchgangsloch 56 an der Befüllhalterung eingesetzt ist, wird das vordere distale Ende des Zuführrohrs 28 in den Farbdurchgang 59A in dem Verbindungsbauteil 59 eingesetzt. Zu diesem Zeitpunkt wird die konisch vorstehende Fläche 28C an dem vorderen distalen Ende des Zuführrohrs 28 in zusammenpassenden Eingriff mit der konischen Aussparung 59C an dem Verbindungsbauteil 59 gebracht. Folglich wird die Öffnung an dem vorderen distalen Ende des Zuführrohrs 28 automatisch in einer mittleren Position in dem Farbdurchgang 59A des Verbindungsbauteils 59 angeordnet.
  • Zum Zeitpunkt des Einsetzens von dem vorderen distalen Ende des Zuführrohrs 28 in das Verbindungsbauteil 59 kann sich das Verbindungsbauteil 59 entweder in Richtung nach oben oder nach unten bewegen, und zwar abhängig von der vertikalen Position des Zuführrohrs 28, wodurch vertikale Positionsabweichungen des Zuführrohrs 28 kompensiert werden, falls diese vorhanden sind. Da das Verbindungsbauteil 59 durch die Vorspannwirkung der Schraubenfeder 60 in Richtung auf das Zuführrohr 28 gedrückt wird, können außerdem das Zuführrohr 28 und das Verbindungsbauteil 59 in einem flüssigkeitsdichten Zustand zusammengesetzt werden.
  • Wenn die Farbkartusche 25 auf diese Weise an den Behälter-Haltebereich 57 der Befüllhalterung 52 in einem Ruhezustand (der Zustand aus 6) angesetzt ist, oder wenn sich die Farbkartusche 25 in einem abgenommenen Zustand (der Zustand aus 7) befindet, dann steht der Zuflussfarbdurchgang 62A mit dem Abflussfarbdurchgang 62B durch das Farbdurchgangsrichtungssteuerventil 69 in Verbindung. Die Farbe, die dem Befüllventil 61 von einer Farbzufuhrleitung 64 durch die Farbleitung 63 zugeführt wird, wird folglich zu der Farbrückführleitung 66 durch die Farbleitung 65 zurückgeführt und rezirkuliert. Diese Rezirkulation trägt dazu bei, eine Separation und Sedimentation von Pigmentkomponenten der Farbe zu verhindern, was im Ruhezustand stattfinden kann.
  • Anschließend wird der Vorgang der Extraktion der Restdrücke in der Farbreservoirkammer 30 der Farbkartusche 25 und in dem Farbzufuhrdurchgang 28A des Zuführrohrs 28 beschrieben. In dieser Restdruckextraktionsstufe, wie in 8 gezeigt, wird Steuerluft zu dem Farbventil 35 von der Farbventilsteuerluftquelle 83 über die Steuerluftleitung 82, den Steuerluftdurchgang 81 an der Befüllhalterung und den Steuerluftdurchgang 36 an der Farbkartusche zugeführt, um das Farbventil 35 zu öffnen, wodurch der Farbzufuhrdurchgang 28A des zuführrohrs 28 mit dem Farbdurchgang 59A des Verbindungsbauteils 59 in Verbindung steht. Gleichzeitig wird Steuerluft zu dem Restdruckextraktionsventil 72 von der Restdruckextraktionsventil-Steuerluftquelle 73 über die Steuerluftleitung 74 und den Steuerluftdurchgang 62F zugeführt, um das Restdruckextraktionsventil 72 zu öffnen, wodurch der Farbzufuhrdurchgang 62C mit dem Ablaufdurchgang 62D in Verbindung steht.
  • Als Folge sind die Farbreservoirkammer 30 der Kartusche 25 und der Farbzufuhrdurchgang 28A des zuführrohrs 28 mit der Ablaufseite durch den Farbdurchgang 59A, den Farbschlauch 67, den Farbzufuhrdurchgang 62C, den Ablaufdurchgang 62D und die Ablaufleitung 68 verbunden. Daher werden Restdrücke, die in der Farbreservoirkammer 30 vorhanden sind, zur Ablaufseite ausgestoßen, so dass ein atmosphärischer Druckpegel in der Farbreservoirkammer 30 und in dem Farbzufuhrdurchgang 28A beibehalten wird.
  • Bei Beendigung der Restdruckextraktion kann ein Farbbefüllvorgang folgen. In dem Fall jedoch, in dem ein Beschichtungsvorgang gemäß programmierter Funktionsschritte durchgeführt wird, wird ein Farbbefüllvorgang eingestellt und gestartet, und zwar zu einem Zeitpunkt, der rückwärts und nahe genug zu einem Beschichtungsstartzeitpunkt berechnet wird, um die Separation und Sedimentation von Pigmentkomponenten in der aufgefüllten Farbe in der Kartusche 25 zu verhindern.
  • In einer Farbbefüllstufe, wie in 9 gezeigt, ist das Restdruckextraktionsventil 72 geschlossen, und gleichzeitig wird Steuerluft zu dem Befüllventil 61 von einer Farbdurchgangsrichtungssteuerventil-Steuerluftquelle 70 über die Steuerluftleitung 71 und den Steuerluftdurchgang 62E zugeführt, und das Farbdurchgangsrichtungssteuerventil 69 umgeschaltet, um den Zuflussfarbdurchgang 62A mit dem Farbzufuhrdurchgang 62C zu verbinden. Als Folge kann Farbe, die zu dem Befüllventil 61 von der Farbzufuhrleitung 64 durch die Farbleitung 63 zugeführt wird, in das Verbindungsbauteil 59 über den Zuflussfarbdurchgang 62A, den Farbzufuhrdurchgang 62C und den Farbschlauch 67 strömen. Die zugeführte Farbe wird weiter nach vorne geleitet, und zwar von dem Farbdurchgang 59A des Verbindungsbauteils 59 zu dem Farbzufuhrdurchgang 28A des Zuführrohrs 28 und zu dem Verbindungsdurchgang 30A, um die Farbreservoirkammer 30 der Kartusche zu befüllen.
  • In diesem Farbbefüllvorgang wird Verdünner in der Verdünnerkammer 31 der Farbkartusche 25 gezwungen, aus der Verdünnerkammer 31 proportional zu der Menge an Farbe zu strömen, die in die Farbreservoirkammer 30 gefüllt wird.
  • Daher wird Steuerluft zu dem Verdünnerausstoßventil 78 von einer Verdünnerausstoßventilsteuerluftquelle 79 durch eine Steuerluftleitung 80 zugeführt, wodurch das Verdünnerausstoßventil 78 geöffnet wird, um den Verdünnerausstoßdurchgang 75 in Verbindung zu halten. Folglich wird der Verdünner, der aus der Verdünnerkammer 31 ausströmt, zu dem Verdünnerspeichertank 77 ausgestoßen, und zwar durch den Verdünnerdurchgang 32 an der Kartusche, den Verdünnerausstoßdurchgang 75 und die Verdünnerleitung 76.
  • Sobald eine bestimmte Menge an Farbe in die Farbreservoirkammer 30 der Kartusche 25 gefüllt ist, wird das Farbventil 35 an der Kartusche 25 geschlossen, und dann wird der Zuflussfarbdurchgang 72A zur Seite des Abflussfarbdurchgangs 62B mit Hilfe des Farbdurchgangsrichtungssteuerventils 69 des Befüllventils 61 umgeschaltet, und das Verdünnerausstoßventil 78 wird geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Zuflussfarbdurchgang 62A zum Abflussfarbdurchgang 62B in der ersten Stufe mit Hilfe des Farbdurchgangsrichtungssteuerventils 69 des Befüllventils 61 umgeschaltet. Anschließend wird bei Ablauf einer vorbestimmten Zeitperiode, nämlich sobald der Farbschlauch 67 von einem aufgeblasenen Zustand auf einen atmosphärischen Druckzustand abgesunken ist, in dem Farbschlauch 67, dem Farbzufuhrdurchgang 28A des Zuführrohrs 28, der Farbreservoirkammer 30, der Verdünnerkammer 31 und dem Verdünnerdurchgang 32 an der Farbkartusche ein atmosphärischer Druck beibehalten, und das Farbventil 35 und das Verdünnerausstoßventil 78 werden geschlossen. Folglich wird ein Auslecken von Farbe und Verdünner aus der Kartusche 25 zu dem Zeitpunkt verhindert, wenn die Kartusche 25 von der Befüllhalterung 52 abgenommen wird.
  • In einer nächsten Stufe wird die befüllte Farbkartusche 25 von der Befüllhalterung 52 abgenommen und in das Gehäuse 12 der Beschichtungsvorrichtung 11 in einer Weise eingesetzt, die nachfolgend beschrieben wird. In dieser Stufe wird zunächst Ausstoßluft in den Vakuumraum 87 von der Ausstoßluftquelle 90 durch die Luftleitung 89 und den Ausstoßluftzufuhrdurchgang 88 geliefert, um den Sauggriff zu lösen und die Farbkartusche 25 von dem Behälter-Haltebereich 57 der Befüllhalterung 52 freizugeben. Dann wird die Farbkartusche 25 nach oben gezogen, von der Befüllhalterung 52 gelöst und in die Beschichtungsvorrichtung 11 an dem Beschichtungsroboter 1 geladen, und zwar in Vorbereitung auf einen Beschichtungsvorgang mit einer nächsten Farbe.
  • Auf diese Weise wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Farbkartuschenbefüllvorrichtung 51 durch eine Befüllhalterung 52, die mit einem Behälter-Haltebereich 57 an der oberen Seite davon versehen ist, ein Zuführrohrdurchgangsloch 56, das in axialer Richtung durch die Befüllhalterung 52 gebildet ist, und ein Verbindungsbauteil 59 gebildet, das in der Befüllhalterung 52 in einer tieferen Position als der Zuführrohrdurchgang 56 gebildet und ausgestaltet ist, um in einem flüssigkeitsdichten Zustand in zusammenpassenden Eingriff mit einem distalen vorderen Endbereich des Zuführrohrs 28 gebracht zu werden.
  • Beim Anbringen der Farbkartusche 25 in dem Behälter-Haltebereich 57 der Befüllhalterung 52 wird das Zuführrohr 28 in das Zuführrohrdurchgangsloch 56 an der Befüllhalterung geführt, bis das vordere distale Ende des Zuführrohrs 28 in zusammenpassenden Eingriff mit dem Verbindungsbauteil 59 gebracht ist, was es ermöglicht, die Öffnung an dem vorderen distalen Ende des Zuführrohrs 28 als einen Befüllanschluss zum Einfüllen von Farbe in den Behälter 26 der Kartusche 25 zu verwenden.
  • Daher besteht nicht das Erfordernis, einen Farbbefüllanschluss an jeder Farbkartusche separat von oder zusätzlich zu dem Zuführrohr vorzusehen, wie dies in dem vorstehend genannten Stand der Technik erläutert ist, und es wird möglich, die Konstruktion der Farbkartusche zu vereinfachen und die Effizienz der Montage zu verbessern, um die Herstellungskosten signifikant zu reduzieren. Außerdem kann durch das Weglassen eines separaten Zuführanschlusses an der Farbkartusche die Wahrscheinlichkeit von Farblecks vermindert werden, und folglich kann die Zuverlässigkeit der Farbkartuschen verbessert werden. Außerdem wird es möglich, die Verbindungszeit für die Farbbefüllung zu verkürzen.
  • Außerdem ist die Befüllhalterung 52 mit dem Verbindungsbauteil 59 versehen, das in vertikaler Richtung nach oben und nach unten bewegbar und durch eine Schraubenfeder 60 nach oben gerichtet vorgespannt ist, um in zusammenpassenden Eingriff mit dem vorderen distalen Ende des Zuführrohrs zu gelangen. Wenn folglich das vordere distale Ende des Zuführrohrs 28 in das Verbindungsbauteil 59 eingesetzt ist, kann das Verbindungsbauteil 59 in Richtung nach oben und nach unten bewegt werden, um vertikale Positionsabweichungen des Zuführrohrs 28 zu kompensieren, falls vorhanden. Durch Wirkung der Schraubenfeder 60 wird das Verbindungsbauteil 59 außerdem in zusammenpassendem Eingriff mit dem Zuführrohr 28 in einem flüssigkeitsdichten Zustand gehalten, um Farblecks zu verhindern, die sonst während des Farbbefüllvorgangs auftreten.
  • In der vorbereitenden Ruhezustandsstufe vor der Farbbefüllung wird ferner der Zuflussfarbdurchgang 62A durch das Farbdurchgangsrichtungssteuerventil 69 in Verbindung mit dem Abflussfarbdurchgang 62B gehalten, wodurch Farbe durch einen Kreis zirkulieren kann, der die Farbzufuhrleitung 64, die Farbleitung 63, den Zuflussfarbdurchgang 62A, den Abflussfarbdurchgang 62B, die Farbleitung 65 und die Farbrückführleitung 66 beinhaltet. Diese Rezirkulation von Farbe verhindert im Ruhezustand die Separation oder Sedimentation von Pigmenten oder anderen Komponenten der Farbe. Andererseits wird das Farbdurchgangsrichtungssteuerventil 69 zum Zeitpunkt der Farbbefüllung in die Kartusche 25 umgeschaltet, um den Zuflussfarbdurchgang 62B mit dem Farbzufuhrdurchgang 62C in Verbindung zu bringen, wodurch ermöglicht wird, dass die einzufüllende Farbe von der Farbzufuhrleitung 64 in den Behälter 26 strömen kann, und zwar durch den Zuflussfarbdurchgang 62A, den Farbzufuhrdurchgang 62C, das Verbindungsbauteil 59 und das Zuführrohr 28.
  • Ferner ist das Verbindungsbauteil 59 mit der Ablaufleitung 68 in Verbindung mit der Ablaufseite versehen, und das Restdruckextraktionsventil 72 ist innerhalb der Länge der Ablaufleitung 68 vorgesehen. Daher werden beim öffnen des Restdruckextraktionsventils 72 Restdrücke in dem Zuführrohr 28 und in dem Behälter 26 der Farbkartusche 25 ausgestoßen, um darin einen atmosphärischen Druck beizubehalten. Das bedeutet, dass Farbe sanft und schnell in die Farbreservoirkammer 30 gefüllt werden kann, und zwar ohne Rückwärtsströmungen, die sonst in dem Farbzufuhrdurchgang 62C in Folge eines Gegendrucks auftreten würden. Außerdem können Luftblasen, die in dem Luftschlauch 67 und in dem Farbzufuhrdurchgang 62C vorhanden sein können, zum Zeitpunkt der Restdruckextraktion entfernt werden, was die Möglichkeiten ausschließt, dass Luftblasen in der Farbe enthalten sein können, die in die Farbreservoirkammer 30 gefüllt wird.
  • Außerdem ist das Verbindungsbauteil 59 mit der konisch konvergierenden Aussparung 59C zum Eingreifen mit dem konischen Vorsprung 28C versehen, der an dem vorderen distalen Ende des Zuführrohrs 28 vorgesehen ist. Durch die konisch konvergierende Aussparung 59C kann daher die Öffnung an dem distalen Ende des Zuführrohrs 28 in der Mitte des Farbdurchgangs 59A in dem Verbindungsbauteil 59 angeordnet und mit dem Verbindungsbauteil 59 in einem flüssigkeitsdichten Zustand in zusammenpassendem Eingriff gehalten werden.
  • Außerdem ist der Behälter-Haltebereich 57 der Befüllhalterung 52 mit dem weiblichen und dem männlichen Verbindungsbereich 57B und 57C zum Eingreifen mit dem männlichen und dem weiblichen Verbindungsbereich 26A und 26B versehen, so dass der Behälter 26 automatisch in Umfangsrichtung in seine Position an dem Behälter-Haltebereich 57 angesetzt werden kann.
  • Außerdem ist die Befüllhalterung 52 mit dem konisch konvergierenden Bereich 56A zum Eingreifen mit dem konischen Vorsprung versehen, der an der vorderen Seite der Farbkartusche 25 vorgesehen ist, so dass der Behälter 26 automatisch in axialer und radialer Richtung an dem Behälter-Haltebereich 57 angeordnet werden kann.
  • Außerdem ist die Befüllhalterung 52 mit dem Luftansaugdurchgang 84 in dem unteren Bereich 57A des Behälter- Haltebereichs 57 versehen, so dass beim Absaugen von Luft aus dem Vakuumraum 87 zwischen dem Behälter-Haltebereich 57 und dem Behälter 26 die Farbkartusche 25 durch Saugkraft fest in ihrer Position an der Befüllhalterung 52 gehalten und daran gehindert wird, sich von der Befüllhalterung 52 zu lösen. Außerdem kann durch Zuführen von Ausstoßluft in den Vakuumraum 87 durch den Ausstoßluftzufuhrdurchgang 88 die Farbkartusche 25 von dem Sauggriff gelöst und von der Befüllhalterung 52 abgenommen werden.
  • Außerdem ist die Befüllhalterung 52 mit dem Steuerluftdurchgang 81 versehen, um dadurch das Farbventil 35 zu betätigen. Zum Zeitpunkt der Farbbefüllung wird daher das Farbventil 35 in der Farbkartusche 25 durch Zuführen von Steuerluft durch den Steuerluftdurchgang 81 geöffnet, wodurch Farbe in Richtung durch den Farbzufuhrdurchgang 28A des Zuführrohrs 28 zugeführt wird, um die Farbkartusche 25 zu befüllen. Sobald der Farbbefüllvorgang beendet ist, wird das Farbventil 35 geschlossen, indem die Zufuhr von Steuerluft unterbrochen wird, wodurch Farblecks aus dem Zuführrohr 28 verhindert werden.
  • Andererseits ist die Befüllhalterung 52 mit dem Verdünnerausstoßdurchgang 75 in Verbindung mit dem Verdünnerdurchgang 32 an der Farbkartusche 25 versehen, um dadurch den Verdünner auszustoßen, der gezwungen wird, während der Farbbefüllung aus der Verdünnerkammer 31 auszutreten. Während des Einfüllens von Farbe in die Farbreservoirkammer 30 der Kartusche 25 kann daher ausgestoßener Verdünner aus der Verdünnerkammer 31 durch den Verdünnerausstoßdurchgang 75 ausgestoßen werden.
  • In dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Beschichtungsvorrichtung 11 vom Typ mit einem rotierenden Sprühkopf so beschrieben, dass sie an dem horizontalen Arm 4 des Beschichtungsroboters 1 montiert ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine Beschichtungsvorrichtung dieser Art beschränkt und kann auf ähnliche Weise für eine Beschichtungsvorrichtung angewendet werden, die an einem Reziprok-Mechanismus oder an einem anderen Mechanismus montiert ist.
  • Außerdem wird der Kolben 29 in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel als eine bewegbare Trennwand verwendet. Es kann jedoch statt des Kolbens 29 eine bewegbare Trennwand verwendet werden, und beispielsweise kann ein flexibler Beutel verwendet werden, wie zum Beispiel ein rohrförmiger Faltenbalg oder ähnliches, dessen Innenseite mit dem Zuführrohr in Verbindung steht.
  • Ferner wird in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel Verdünner als eine extrudierende Flüssigkeit verwendet. Jedoch kann abhängig von dem Farbtyp oder von dem Verfahren der Hochspannungsanwendung Wasser oder einen andere extrudierende Flüssigkeit anstelle von Verdünner verwendet werden.
  • Außerdem können in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel zwei oder mehr Farbkartuschen 25 für jede Farbe verwendet werden, und zwar in Anpassung an Beschichtungsvorgänge, bei denen die gleiche Farbe oder Farben kontinuierlich verwendet werden.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Wie aus der vorhergehenden detaillierten Beschreibung deutlich wird, ist eine Farbkartuschenbefüllvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet durch: eine Befüllhalterung mit einem Zuführrohrdurchgangsloch, das in axialer Richtung durch diese hindurch verläuft, um ein Zuführrohr einer Farbkartusche aufzunehmen, und einen Behälter-Haltebereich, der an der offenen oberen Seite der Befüllhalterung vorgesehen und ausgestaltet ist, um einen Behälter der Farbkartusche darin zu halten; ein Verbindungsbauteil, das in einer tieferen Position in der Befüllhalterung als das Zuführrohrdurchgangsloch vorgesehen ist, um einen vorderen distalen Endbereich des Zuführrohrs mit einem Farbdurchgang zu verbinden, der zu einer Farbquelle führt; und ein Befüllventil, das in einer Länge des Farbdurchgangs vorgesehen ist, um die Farbzufuhr zu der Farbkartusche durch das Verbindungsbauteil ein- und auszuschalten. Bei Beendigung eines Beschichtungsvorgangs wird eine Farbkartusche an der Beschichtungsvorrichtung von dieser abgenommen und an den Behälter-Haltebereich der Befüllhalterung angesetzt, wodurch das Zuführrohr der Farbkartusche in das Zuführrohrdurchgangsloch geführt und ein vorderes distales Ende des Zuführrohrs in das Verbindungsbauteil eingesetzt wird. In diesem Zustand ist das Befüllventil geöffnet, um Farbe von einer Farbquelle zu dem Verbindungsbauteil zu liefern und die Farbe durch das Zuführrohr in die Farbkartusche zu füllen, wobei die Öffnung an dem vorderen distalen Ende des Zuführrohrs, das in das Verbindungsbauteil eingesetzt ist, als ein Befüllanschluss verwendet wird.
  • Folglich wird es unnötig, einen Farbbefüllanschluss separat von dem Zuführrohr vorzusehen, wie dies beim zuvor genannten Stand der Technik erforderlich ist. Es wird nämlich möglich, die Konstruktion der Farbkartuschen zu vereinfachen und die Effizienz der Montage zu verbessern, um eine signifikante Reduktion der Produktionskosten zu realisieren. Außerdem führt das Weglassen eines Farbbefüllanschlusses dazu, dass die Wahrscheinlichkeit von Farblecks von zuverlässigen Bereichen vermindert wird und dass die Zuverlässigkeit einer leckfreien Funktion verbessert wird.

Claims (8)

  1. Farbbefüllvorrichtung für Farbkartuschen (25), die ein Zuführrohr (28) aufweist, das sich in axialer Richtung von einem Ende eines Behälters (26) nach vorne erstreckt, um durch dieses Farbe einzufüllen, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführrohr ebenfalls geeignet ist, um durch dieses Farbe zu liefern, wobei die Farbbefüllvorrichtung aufweist: eine Befüllhalterung (52) mit einem Zuführrohrdurchgangsloch (56), das in axialer Richtung durch diese hindurch ausgebildet ist, um das Zuführrohr der Farbkartusche (25) aufzunehmen, und mit einem Behälter-Haltebereich (57) versehen ist, der ausgestaltet ist, um den Behälter (26) der Farbkartusche (25) über einem oberen offenen Ende von dem Zuführrohrdurchgangsloch abstützend zu halten; ein Verbindungsbauteil (59), das in der Befüllhalterung (52) in einer Position vorgesehen ist, die tiefer liegt als das Zuführrohrdurchgangsloch (56) und ausgestaltet ist, um einen vorderen distalen Endbereich des Zuführrohrs (28) mit einem Farbdurchgang zu verbinden, der zu einer Farbquelle führt; und ein Befüllventil (61), das in dem Farbdurchgang vorgesehen und ausgestaltet ist, um die Farbzufuhr zu der Farbkartusche (25) durch das Verbindungsbauteil (59) ein- und auszuschalten; wobei das Befüllventil (61) durch einen Zuflussfarbdurchgang (62a), der mit der Farbquelle verbunden ist, einen Abflussfarbdurchgang (62b), um Farbe zur Farbquelle zurückzuführen, einen Farbzuführdurchgang (62c), um den Zuflussfarbdurchgang (62a) mit dem Verbindungs bauteil (59) zu verbinden, und ein Richtungssteuerungsventil (69) gebildet ist, das betätigbar ist, um den Zuflussfarbdurchgang (62a) entweder mit dem Abflussfarbdurchgang (62b) oder dem Farbzuführdurchgang (62c) zu verbinden.
  2. Farbbefüllvorrichtung für Farbkartuschen nach Anspruch 1, bei der das Verbindungsbauteil (59) in der Befüllhalterung (52) axial bewegbar vorgesehen ist und mit einem Vorspannfederbauteil (60) in Beziehung steht und dadurch konstant in Richtung auf das Zuführrohr gedrückt wird.
  3. Farbbefüllvorrichtung für Farbkartuschen (25) nach Anspruch 1, außerdem mit einem Ablaufdurchgang (62d), um den Farbzuführdurchgang (62c) mit einer Ablaufstelle zu verbinden, und einem Restdruckextraktionsventil (72), das in einer Länge des Ablaufdurchgangs (62d) vorgesehen ist.
  4. Farbbefüllvorrichtung für Farbkartuschen nach Anspruch 1, bei der das Verbindungsbauteil (59) in einem Zuführrohr-Positionierungsbereich vorgesehen ist, der ausgestaltet ist, um einen vorderen distalen Endbereich des Zuführrohrs (28) durch Eingriff mit diesem in einer vorbestimmten Position zu halten.
  5. Farbbefüllvorrichtung für Farbkartuschen nach Anspruch 1, bei der der Behälter-Haltebereich (57) der Befüllhalterung (52) mit einem Behälter-Positionierungsbereich versehen ist, der ausgestaltet ist, um den Behälter (26) in einer Position an dem Behälter-Haltebereich (57) durch Eingriff mit einem vorderen Endbereich des Behälters (26) abstützend zu halten.
  6. Farbbefüllvorrichtung für Farbkartuschen nach Anspruch 1, bei dem die Befüllhalterung (52) außerdem einen Vakuumraum, der in dem Behälter-Haltebereich (57) an der Innenseite des Behälters (26) gebildet wird, wenn sich der Behälter (26) in einer Position an dem Behälter-Haltebereich (57) befindet, und einen Luftansaugdurchgang (84) aufweist, der in den Vakuumraum (87) geöffnet und betätigbar ist, um Luft aus dem Vakuumraum (87) herauszusaugen, um den Behälter (26) durch Saugkraft fest in dem Behälter-Haltebereich (57) zu greifen.
  7. Farbbefüllvorrichtung für Farbkartuschen nach Anspruch 1, bei dem die Befüllhalterung (52) außerdem einen Steuerluftdurchgang (81) aufweist, der ausgestaltet ist, um Steuerluft zu einem Farbventil (35) zu leiten, das an der Seite der Farbkartusche (25) vorgesehen ist.
  8. Farbbefüllvorrichtung für Farbkartuschen nach Anspruch 1, bei dem die Befüllhalterung (52) außerdem einen Extrudierflüssigkeits-Ausstoßdurchgang für eine Flüssigkeit zum Extrudieren von Farbe aufweist, die aus dem Behälter (26) während eines Farbbefüllvorgangs der Farbkartusche (25) ausgestoßen wird.
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