EP0075258A2 - Anlage zum Beschichten von Werkstücken mit einer Flüssigkeit - Google Patents

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EP0075258A2
EP0075258A2 EP82108477A EP82108477A EP0075258A2 EP 0075258 A2 EP0075258 A2 EP 0075258A2 EP 82108477 A EP82108477 A EP 82108477A EP 82108477 A EP82108477 A EP 82108477A EP 0075258 A2 EP0075258 A2 EP 0075258A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
inlet
plate
coating
pressure regulator
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP82108477A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0075258A3 (de
Inventor
Gunther Fleig
Winfried Ott
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ransburg Gema GmbH
ABB Flaekt Ransburg GmbH
Original Assignee
Ransburg Gema GmbH
ABB Flaekt Ransburg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ransburg Gema GmbH, ABB Flaekt Ransburg GmbH filed Critical Ransburg Gema GmbH
Publication of EP0075258A2 publication Critical patent/EP0075258A2/de
Publication of EP0075258A3 publication Critical patent/EP0075258A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B5/00—Electrostatic spraying apparatus; Spraying apparatus with means for charging the spray electrically; Apparatus for spraying liquids or other fluent materials by other electric means
    • B05B5/16—Arrangements for supplying liquids or other fluent material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/085—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to flow or pressure of liquid or other fluent material to be discharged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/085—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to flow or pressure of liquid or other fluent material to be discharged
    • B05B12/087—Flow or presssure regulators, i.e. non-electric unitary devices comprising a sensing element, e.g. a piston or a membrane, and a controlling element, e.g. a valve
    • B05B12/088—Flow or presssure regulators, i.e. non-electric unitary devices comprising a sensing element, e.g. a piston or a membrane, and a controlling element, e.g. a valve the sensing element being a flexible member, e.g. membrane, diaphragm, bellows
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/14—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet

Definitions

  • the invention relates to a system according to the preamble of claim 1.
  • a system of the specified type is known from the German design document DE-AS 1 577 696. Such systems have the advantage over still earlier systems in which liquid pressure regulators were connected between one source and one or more liquid changers that the number of liquid pressure regulators can be considerably reduced.
  • Liquid is to be understood in particular as a lacquer.
  • the sources can be paint containers, for example, which may be at high voltage.
  • the sources are preferably ring lines in which the various coating liquids circulate separately from one another under a certain pressure, which is then set by the liquid pressure regulator according to the requirements during coating.
  • a liquid changer is understood to mean a device that allows one of the liquids from the sources of an outlet line of the liquid connected to the liquid changer to be selected changer.
  • Liquid pressure regulators are understood to mean devices which suitably adjust the pressure of the coating liquid to be atomized by the atomizer for the respective intended use.
  • liquid pressure regulators are also understood to mean devices which only control or set the liquid pressure and in which regulation takes place only with the aid of devices located outside the liquid pressure regulator in the narrower sense or not at all.
  • paint pressures of approximately 1 MPa (10 bar) can be reduced depending on the control air to a pressure in the range of approximately 0-0.4 MPa (0-4 bar) for the individual atomizers. This is necessary because the individual paints, depending on the type, e.g. according to their viscosity, their solids content, etc., require different pressures when they are fed to the paint atomizer so that optimal painting results can be achieved.
  • the liquid pressure regulators can be adjusted either manually or by remote control.
  • the invention therefore creates a system of the type specified, in which elements of the system are configured in this way and / or controlled so that an optimal intermediate cleaning of the parts coming into contact with changing coating liquids, in particular the liquid pressure regulator, is made possible.
  • the depression has the particular purpose of ensuring that, despite the thickened plate for the flow of the coating liquid through the control chamber, there is at least approximately the same (vertical) height over the entire (horizontal) cross section.
  • the solution according to the invention has the particular advantage that, by lowering the plate attached to the coating liquid side of the membrane into the recess, the remaining space takes on an annular shape, and thereby the cleaning liquid supplied flows more favorably and reaches the surfaces to be cleaned better and under greater pressure.
  • the inflow of the rinsing or cleaning liquid is expediently placed on the control chamber before and during the lowering of the plate, in order to achieve intensive cleaning of the surfaces of the plate and the bottom of the recess which abut one another in the final state of the lowering.
  • the depth of the depression, the thickness of the plate, the diameter of the depression and the diameter of the plate are preferably coordinated with one another in such a way that the height of the resulting annular channel remains essentially constant over the cross section of the channel.
  • the outlet of the groove preferably opens out on that side of the plate which is remote from the outlet for the coating liquid.
  • the groove is also preferably dimensioned such that the flushing liquid has an approximately constant flow cross section over its entire path.
  • An additional inlet for the rinsing liquid is preferably provided.
  • This inlet has the particular advantage that it can be used to flush areas of the control chamber that are particularly difficult to reach. Furthermore, a particularly suitable, cleaning-intensive flow can be achieved by suitable mixing with the flow from the groove.
  • the additional inlet preferably opens tangentially into the control chamber.
  • the rinsing liquid is particularly preferably introduced at an angle to the horizontal plane of the control chamber.
  • the horizontal plane is essentially understood to mean the membrane plane.
  • a throttle is particularly preferably arranged in the feed line for the atomizers behind each liquid pressure regulator.
  • This liquid resistance section must be provided in order to be able to adequately spread the control range for the amount of liquid emerging in the intended pressure range of 0-0.4 MPa.
  • rolled-up pipes are also used, for example, but are more difficult to rinse when the color is changed.
  • the throttle is preferably controllable. This has the particular advantage that the throttle can perform its task while supplying the coating liquid, but can be opened to allow the flushing liquid to flow through and thus does not impede the flushing liquid. This further improves the cleaning of the system.
  • the throttle is preferably formed by an electromagnetically actuated hose clamp.
  • a volumetric measuring cell which determines the actual value of the amount of liquid, is preferably connected downstream of the pressure regulator. By determining the actual value, the fluid pressure regulator can be adjusted more precisely to the prevailing conditions.
  • Each pressure regulator is controlled by means of a control circuit by comparing a setpoint with the actual value determined by the volumetric measuring cell.
  • the volumetric measuring cell preferably works according to the gear pump principle.
  • each liquid pressure regulator draws as much liquid from the color changer as it needs for proper operation required, regardless of the form on the liquid pressure regulator, the length of the line between the liquid pressure regulator and the color changer and the length of the symmetrical manifolds at the outlet of the color changer.
  • a system for the electrostatic coating of workpieces for example motor vehicle bodies in assembly line operation, has several sources for the coating liquid, which can be formed, for example, by the above-mentioned paint ring lines, in which the coating liquid, i.e. the paint, circulates continuously.
  • these sources are 10R for a red coating liquid, 10B for a blue coating liquid speed and 10G indicated for a green coating liquid.
  • 10R for a red coating liquid
  • 10B for a blue coating liquid speed
  • 10G indicated for a green coating liquid.
  • more color tones and therefore correspondingly more sources are generally provided.
  • Each source 10R, 10B and 10G is connected to all three color changers 12, 14, 16, as indicated by the connecting lines.
  • Each color changer 12, 14 or 15 is in turn connected to at least one atomizer which is to be fed with the corresponding color. Different types of connections are possible.
  • a series connection of the color changer 12, a color pressure regulator (FDR) 18, which supplies the liquid pressure p 1 , and a throttle 26 to be explained, become one measuring cell 34 to be explained and the atomizer 40 are used.
  • FDR color pressure regulator
  • the atomizers 41 and 42 are supplied with blue coating liquid, for example, ie they are connected to the source 10B via a color changer 14.
  • the atomizer 41 is to be operated with the pressure P2 and the atomizer 42 with the pressure P 3 with p 2 ⁇ P3 .
  • This causes a branching from the color changer 14 via a first series connection from the liquid pressure regulator 20, the throttle point 28 and the measuring cell 35 to the atomizer 41 and via a second series connection from the liquid pressure regulator 22, the throttle 30 and the measuring cell 36 to the atomizer 42.
  • FIG. 1 a third variant is shown in FIG. 1, namely the supply of three atomizers 43, 44 and 45 with green coating liquid and the same liquid pressure p 3 .
  • the line branches from the source 10G via the liquid changer 16 into three series connections, namely via the liquid pressure regulator 23, the throttle 31 and the measuring cell 37 to the atomizer 43, via the liquid pressure regulator 24, the throttle 32 and the measuring cell 38 to the atomizer 44, and via the liquid pressure regulator 25, the throttle 33 and the measuring cell 39 to the atomizer 45.
  • this additional atomizer (not shown) can be connected in parallel with atomizer 42 after measuring cell 36.
  • the adjustable units namely the fluid changers, the fluid pressure regulators and the throttles are controlled by a conventional program control, the throttles and fluid changers receiving the schematically indicated electrical control signals and the color pressure regulators receiving control air signals.
  • FIGS. 2 and 3 show a section through a fluid pressure regulator according to the invention.
  • a liquid pressure regulator has a housing 47 an upper part 47a and a conical lower part 47b.
  • the upper part 47a and the lower part 47b are provided with an essentially circular cut in the horizontal, as seen in the drawing, and essentially rectangular in the vertical section, so that an essentially cylindrical regulator chamber 62 results.
  • a deformable membrane 48 is clamped between the upper part 47a and the lower part 47b and divides the regulator chamber 62 into a control air chamber and a coating liquid chamber.
  • the upper part 47a is provided with a central inlet opening 50 for the control air, which flows into the control chamber and deforms the membrane 48 in accordance with its pressure.
  • the conical lower part 47b is provided with a central inlet 52 for the coating liquid, for example lacquer, which extends from the tip of the cone into the chamber for the coating liquid.
  • the inlet 52 for the coating liquid is formed with a widening 53 in which the widened valve member 55 of a regulator needle 56 is located.
  • the end of the regulating needle 56 opposite the valve member 55 is fastened to the membrane 48, i.e., in accordance with the deformation of the membrane 48, the valve member 55 is displaced in the cavity 53 and thus adjusts a certain flow opening and thereby in turn the flow rate.
  • the upper wall of the lower part 47b opposite the membrane 48 is provided with a recess 60.
  • a plate 58 is attached, which moved together with the membrane 48.
  • the lower part of the plate 58 fits into the recess 60 of the lower part 47b.
  • the thickness of the plate is slightly larger than the depth of the recess.
  • the surface of the plate 58 opposite the depression 60 has a groove 64, which is indicated in FIGS. 2 and 3 by the dashed line. This groove leads to the outer edge of the plate in the opposite direction to the outlet 54 for the coating liquid. This groove connects the coating liquid inlet 52 to the annular channel formed between the membrane 48, the lower part 47b and the plate 58. From this annular channel, the liquid flows out of the regulator through the outlet 54.
  • Fig. 2 shows the liquid pressure regulator in the control position, i.e. the diaphragm 48 and thus the regulator needle 56 are displaced in accordance with the pressure of the control air supplied in order to set a specific flow rate which depends on the distance between the valve member 55 and the wall of the inlet 52.
  • a certain pressure of the coating liquid can be set in cooperation between the flow rate, the pressure of the coating liquid and the resistance section formed by the throttle (see FIG. 4).
  • Fig. 3 shows the liquid pressure regulator in the fully open state, that is, at maximum pressure of the control air; in this state the valve member 55 opens the maximum flow opening, while the plate 58 rests in the recess 60 on the upper surface of the lower part 47b, that is to say a flow from the inlet 52 is only possible via the groove 64 to the annular channel.
  • flushing liquid generally a solvent
  • the flushing liquid thus flows from the inlet 52 past the valve member 55, through the groove 64 and the annular channel to the outlet 54.
  • the plate 58 is lowered, the plate bottom and the bottom surface of the recess are flushed particularly well because of the increasing narrowing.
  • the peripheral walls of the chamber are then better rinsed because of the flow in an annular channel.
  • a further inlet 66 for the rinsing liquid is provided, which runs tangentially and at an angle to the horizontal plane of the chamber to the annular channel of the chamber.
  • This additional inlet 66 for the rinsing liquid can be opened and closed by a needle valve 65, which is indicated schematically in FIG. 2.
  • the rinsing liquid flows in a spiral flow through the annular channel, so that the entire walls of the channel are acted upon by the rinsing liquid and optimum cleaning is thereby ensured.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a throttle, which can be used with an elastic connecting line, for example a hose, between the controller and the associated atomizer.
  • This throttle is formed by a schematically indicated hose clamp 70 which surrounds the elastic connecting hose 68.
  • the hose clamp 70 can be adjusted electromagnetically, for example via a spindle 72, in the direction of the arrow in FIG. 4, in order to thereby compress or open the hose 68 and to narrow or expand the flow cross-section.
  • the hose clamp 70 is in a specific position assigned to the corresponding flow cross section of the hose 68, which results in a precisely defined flow resistance behind the liquid pressure regulator.
  • this flow resistance in connection with the control air pressure and thus the deformation of the membrane and the pressure of the coating liquid present defines the pressure with which the coating liquid is supplied to the atomizer.
  • the maximum amount of flushing liquid should flow through the restrictor, i.e. the restrictor should be disabled during flushing so that the hose 68 can assume its maximum flow opening.
  • the hose clamp 70 is moved upward in the direction of the arrow, so that the elastic hose 68 returns to its original shape and thus its maximum flow cross section.
  • a volumetric measuring cell 34, 35, 36, 37, 38, 39 is arranged between each throttle 26, 28, 30, 31, 32, 33 and the associated atomizer 40, 41, 42, 43, 44 and 45, which works on the gear pump principle.
  • This measuring cell supplies, expediently in the form of digital signals, an output signal which is proportional to the flow rate of the liquid, that is to say represents the actual value of the flow rate, as indicated by the arrows in FIG. 1.
  • This actual value is compared with a predetermined target value for the flow rate and used to adjust the liquid pressure regulators 18, 20, 22, 23, 24 and 25, namely to influence the control air accordingly.
  • liquid pressure regulator according to the invention can also be used in other systems if it is important that the liquid regulator is easy to clean.

Abstract

Bei einer Anlage zum Beschichten von Werkstücken mit einer Flüssigkeit, bspw. zum elektrostatischen Lakkieren von Kraftfahrzeug-Karosserien in Fliessbandbetrieb, mit Zerstäubern für die Flüssigkeit, bei der ein Flüssigkeitsdruckregler zwischen einem Flüssigkeitswechsler und mindestens einem, an den Flüssigkeitswechsler angeschlossenen Zerstäuber angeordnet ist, wird ein druckluftgesteuerter Flüssigkeitsregler verwendet. An seiner Membran (48) ist an der der Beschichtungsflüssigkeitskammer zugewandten Seite eine verdickte Platte (58) angebracht, die den Einlass (52) für die Beschichtungsflüssigkeit bei maximalem Luftdruck überdeckt. Dadurch wird um die Platte in der Kammer ein ringförmiger Raum geschaffen. Eine Nut (64) in der Platte verbindet den Einlass mit dem ringförmigen Raum. In den Einlass (52) wird Spülflüssigkeit gegeben. Der Umfang der Kammer wird durch das Strömen der Spülflüssigkeit im ringförmigen Raum besonders gut gereinigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine Anlage der angegebenen Gattung ist aus der deutschen Auslegeschrift DE-AS 1 577 696 bekannt. Derartige Anlagen weisen gegenüber noch früheren Anlagen, bei denen Flüssigkeitsdruckregler zwischen jeweils einer Quelle und einem oder mehreren Flüssigkeitswechslern angeschlossen waren, den Vorteil auf, daß die Zahl der Flüssigkeitsdruckregler erheblich vermindert werden kann.
  • Unter "Flüssigkeit" soll insbesondere ein Lack verstanden werden. Die Quellen können bspw. Lackbehälter sein, die ggfs. auf Hochspannung liegen. Die Quellen sind bevorzugt Ringleitungen, in denen die verschiedenen Beschichtungsflüssigkeiten voneinander getrennt unter einem gewissen Druck zirkulieren, der dann vom Flüssigkeitsdruckregler nach den Erfordernissen beim Beschichten eingestellt wird. Unter Flüssigkeitswechsler wird eine Einrichtung verstanden, die es erlaubt, wahlweise eine der Flüssigkeiten aus den an den Flüssigkeitswechsler angeschlossenen Quellen einer Ausgangsleitung des Flüssigkeitswechslers zuzuführen.
  • Unter Flüssigkeitsdruckreglern werden Einrichtungen verstanden, die den Druck der vom Zerstäuber zu zerstäubenden Beschichtungsflüssigkeit für den jeweiligen Verwendungszweck passend einstellen. Dabei werden unter Flüssigkeitsdruckreglern auch Einrichtungen verstanden, die den Flüssigkeitsdruck nur steuern oder einstellen, und bei denen eine Regelung erst mit Hilfe außerhalb des Flüssigkeitsdruckreglers im engeren Sinne befindlicher Einrichtungen oder überhaupt nicht stattfindet. Mit den Flüssigkeitsdruckreglern können bspw. Lackdrucke von etwa 1 MPa (10 Bar) in Abhängigkeit von der Steuerluft auf einen Druck im Bereich von etwa 0-0,4 MPa (0-4 Bar) für die einzelnen Zerstäuber reduziert werden. Dies ist deshalb notwendig, weil die einzelnen Lacke je nach Art, z.B. nach ihrer Viskosität, ihrem Festkörpergehalt usw., unterschiedliche Drücke erfordern, wenn sie den Lackzerstäubern zugeführt werden, damit optimale Lackierergebnisse erzielt werden können. Die Flüssigkeitsdruckregler können dabei entweder manuell oder durch Fernsteuerung verstellt werden.
  • Bei den Anlagen nach der DE-AS 1 577 696 tritt aber das Problem auf, daß die Flüssigkeitsdruckregler nunmehr im Gegensatz zu früher mit mehreren Flüssigkeiten, z.B. Farben, beaufschlagt werden und folglich bei einem Flüssigkeits- bzw. Farbwechsel mit in den Zwischenreinigungsprozess einbezogen werden müssen. Ferner erschweren die durch den Flüssigkeitsdruckregler und eventuelle nachgeschaltete Einrichtungen bedingten Strömungsverhältnisse die Reinigung der gesamten Anlage.
  • Die Erfindung schafft daher eine Anlage der angegebenen Gattung, bei der Elemente der Anlage derart ausgestaltet und/oder gesteuert werden, daß eine optimale Zwischenreinigung der mit wechselnden Beschichtungsflüssigkeiten in Berührung kommenden Teile, insbesondere des Flüssigkeitsdruckreglers, ermöglicht wird.
  • Dies wird durch die Weiterbildung gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 erreicht.
  • Die Vertiefung hat dabei insbesondere den Sinn, sicherzustellen, daß trotz der verdickten Platte für den Durchfluß der Beschichtungsflüssigkeit durch die Regelkammer über den gesamten (horizontalen) Querschnitt wenigstens ungefähr die gleiche (vertikale) Höhe vorliegt.
  • Die erfindungsgemäße Lösung hat insbesondere den Vorteil, daß durch das Absenken der beschichtungsflüssigkeitsseitig an der Membran angebrachten Platte in die Vertiefung der verbleibende Raum eine ringförmige Gestalt annimmt und dadurch die zugeführte Reinigungsflüssigkeit günstiger strömt und die zu reinigenden Flächen besser und unter stärkerem Druck erreicht.
  • Zweckmäßig wird der Zustrom der Spül- bzw. Reinigungsflüssigkeit schon vor dem und während des Absenkens der Platte an die Regelkammer gelegt, um so eine intensive Reinigung der im Endzustand des Absenkens aneinander anliegenden Flächen der Platte und des Bodens der Vertiefung zu erreichen.
  • Bevorzugt sind die Tiefe der Vertiefung, die Dicke der Platte, der Durchmesser der Vertiefung und der Durchmesser der Platte so aufeinander abgestimmt, daß die Höhe des sich ergebenden Ringkanals über den Querschnitt des Kanals im wesentlichen konstant bleibt.
  • Hierbei wurde von einem im wesentlichen rotationssymmetrischen Aufbau des Flüssigkeitsdruckreglers ausgegangen. Die Abmessungen lassen sich aber auch bei anderen Formen entsprechend anpassen. "Im wesentlichen" soll vorzugsweise bedeuten, daß die Höhe zwischen dem Ein- und Zweifachen schwanken kann. Dies hat den Vorteil, daß eine Strömung mit besonders guter Reinigungswirkung erzielt wird.
  • Bevorzugt mündet der Ausgang der Nut an der vom Auslaß für die Beschichtungsflüssigkeit entgegengesetzt abgelegenen Seite der Platte. Bevorzugt ist auch die Nut so bemessen, daß sich für die Spülflüssigkeit ein ungefähr konstanter Strömungsquerschnitt über ihren ganzen Weg ergibt.
  • Bevorzugt ist ein zusätzlicher Einlaß für die Spülflüssigkeit vorgesehen.
  • Dieser Einlaß hat insbesondere den Vorteil, daß damit ggfs. besonders schwierig zu erreichende Bereiche der Regelkammer gespült werden können. Ferner kann durch geeignete Vermischung mit dem Strom aus der Nut eine besonders geeignete, reinigungsintensive Strömung erzielt werden.
  • Bevorzugt mündet der zusätzliche Einlaß tangential in die Regelkammer. Dadurch kann die Spülflüssigkeit besonders günstig in den gebildeten Umlaufring eingeführt werden.
  • Besonders bevorzugt wird die Spülflüssigkeit unter einem Winkel zur Horizontalebene der Regelkammer eingeführt. Unter Horizontalebene wird im wesentlichen die Membranebene verstanden.
  • Dies hat insbesondere den Vorteil, daß eine spiralförmig verlaufende Spülflüssigkeits-Strömung erzielt werden kann. Besonders bevorzugt ist hinter jedem Flüssigkeitsdruckregler eine Drossel in der Speiseleitung für die Zerstäuber angeordnet. Diese Flüssigkeitswiderstandsstrecke muß vorgesehen sein, um den Regelbereich für die Austrittsmenge an Flüssigkeit im vorgesehenen Druckbereich von 0-0,4 MPa ausreichend spreizen zu können. Dafür werden z.B. auch aufgerollte Rohre verwendet, die jedoch schwerer zu spülen sind, wenn die Farbe gewechselt wird.
  • Bevorzugt ist die Drossel steuerbar. Dies hat insbesondere den Vorteil, daß die Drossel während der Zufuhr der Beschichtungsflüssigkeit ihre Aufgabe erfüllen kann, aber zum Durchfluß der Spülflüssigkeit geöffnet werden kann und die Spülflüssigkeit somit nicht behindert. Dadurch wird weiter eine verbesserte Reinigung der Anlage erzielt.
  • Bevorzugt wird die Drossel durch eine elektromagnetisch betätigbare Schlauchklemme gebildet.
  • Bevorzugt ist dem Druckregler eine volumetrische Meßzelle nachgeschaltet, die den Ist-Wert der Flüssigkeitsmenge ermittelt. Durch die Feststellung des Ist-Wertes kann der Flüssigkeitsdruckregler genauer auf die jeweilig herrschenden Verhältnisse eingestellt werden. Dabei wird jeder Druckregler mittels des Vergleiches eines Sollwertes mit dem von der volumetrischen Meßzelle ermittelten Ist- Wert über einen Regelkreis gesteuert. Die volumetrische Meßzelle arbeitet bevorzugt nach dem Zahnradpumpenprinzip.
  • Der Vorteil einer derartigen Regelung liegt darin, daß Änderungen der Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit selbsttätig ausgeglichen werden, also ein praktisch viskositätsunabhängiger Betrieb erreicht wird. Ferner entnimmt jeder Flüssigkeitsdruckregler dem Farbwechsler so viel Flüssigkeit, wie er für den einwandfreien Betrieb benötigt, und zwar unabhängig vom Vordruck am Flüssigkeitsdruckregler, von der Länge der Leitung zwischen dem Flüssigkeitsdruckregler und dem Farbwechsler sowie der Länge der symmetrischen Verteilerstücke am Ausgang des Farbwechslers.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 schematisch den Gesamtaufbau einer erfindungsgemäßen Anlage zum Beschichten von Werkstücken;
    • Fig. 2 eine Schnitt durch den Flüssigkeitsdruckregler in einer Stellung zum Einstellen des Beschichtungsflüssigkeitsdruckes;
    • Fig. 3 einen Schnitt durch einen Flüssigkeitsdruckregler, bei dem durch maximalen Steuerdruck die Membran soweit abgesenkt ist, daß die Platte den Boden der Regelkammer berührt; und
    • Fig. 4 einen Schnitt durch eine Verbindungsleitung zwischen Flüssigkeitsdruckregler und Zerstäuber, mit der Drossel.
  • Eine Anlage zum elektrostatischen Beschichten von Werkstücken, beispielsweise KFZ-Karosserien im Fließbandbetrieb, weist mehrere Quellen für die Beschichtungsflüssigkeit auf, die bspw. durch die oben erwähnten Lackringleitungen gebildet werden können, in denen die Beschichtungsflüssigkeit, also der Lack, kontinuierlich umläuft.
  • In Fig. 1 sind diese Quellen 10R für eine rote Beschichtungsflüssigkeit, 10B für eine blaue Beschichtungsflüssigkeit und 10G für eine grüne Beschichtungsflüssigkeit angedeutet. Selbstverständlich sind im allgemeinen mehr Farbtöne und damit auch entsprechend mehr Quellen vorgesehen.
  • Jede Quelle 10R, 10B und 10G ist mit allen drei Farbwechslern 12, 14, 16 verbunden, wie durch die Verbindungsleitungen angedeutet wird.
  • Jeder Farbwechsler 12, 14 bzw. 15 ist wiederum mit mindestens einem Zerstäuber verbunden, der mit der entsprechenden Farbe gespeist werden soll. Hierbei sind verschiedene Arten von Anschlüssen möglich.
  • Wenn bspw. nur der Zerstäuber 40 mit der roten Beschichtungsflüssigkeit mit dem Druck p1 gespeist werden muß, wird eine Reihenschaltung aus dem Farbwechsler 12, einem Farbdruckregler (FDR) 18, der den Flüssigkeitsdruck p1 liefert, einer noch zu erläuternden Drossel 26, einer noch zu erläuternden Meßzelle 34 und dem Zerstäuber 40 verwendet.
  • Die Zerstäuber 41 und 42 werden bspw. mit blauer Beschichtungsflüssigkeit gespeist, d.h., sie sind über einen Farbwechsler 14 an die Quelle 10B angeschlossen. Dabei soll der Zerstäuber 41 mit dem Druck P2 und der Zerstäuber 42 mit dem Druck P3 mit p2 ≠ P3 betrieben werden. Dies bedingt eine Verzweigung von dem Farbwechsler 14 über eine erste Reihenschaltung aus dem Flüssigkeitsdruckregler 20, der Drosselstelle 28 und der Meßzelle 35 zu dem Zerstäuber 41 und über eine zweite Reihenschaltung aus dem Flüssigkeitsdruckregler 22, der Drossel 30 und der Meßzelle 36 zu dem Zerstäuber 42.
  • Schließlich ist in Fig. 1 noch eine dritte Variante dargestellt, nämlich die Speisung von drei Zerstäubern 43, 44 und 45 mit grüner Beschichtungsflüssigkeit und dem gleichen Flüssigkeitsdruck p3. Hierbei verzweigt sich die Leitung von der Quelle 10G über den Flüssigkeitswechsler 16 in drei Reihenschaltungen, nämlich über den Flüssigkeitsdruckregler 23, die Drossel 31 und die Meßzelle 37 zu dem Zerstäuber 43, über den Flüssigkeitsdruckregler 24, die Drossel 32 und die Meßzelle 38 zu dem Zerstäuber 44, und über den Flüssigkeitsdruckregler 25, die Drossel 33 und die Meßzelle 39 zu dem Zerstäuber 45.
  • In Fällen, wo bspw. ein weiterer Zerstäuber stets mit der gleichen Farbe und dem gleichen Druck wie bspw. der Zerstäuber 42 betrieben werden soll, kann dieser (nicht gezeigte) weitere Zerstäuber nach der Meßzelle 36 dem Zerstäuber 42 parallel geschaltet werden.
  • Im ungünstigsten Fall ist also für jeden Zerstäuber eine Drossel, ein Flüssigkeitswechsler und ein Flüssigkeitsdruckregler vorgesehen. Es läßt sich jetzt also gemäß einer besonderen Weiterbildung auch die Zahl der erforderlichen Flüssigkeitswechsler verringern, da nunmehr mehrere Zerstäuber, die mit der gleichen Beschichtungsflüssigkeit, aber unterschiedlichen Drücken betrieben werden, dem gleichen Farbwechsler nachgeschaltet werden können.
  • Die verstellbaren Einheiten, nämlich die Flüssigkeitswechsler, die Flüssigkeitsdruckregler und die Drosseln werden durch eine herkömmliche Programmsteuerung gesteuert, wobei die Drosseln und die Flüssigkeitswechsler die schematisch angedeuteten, elektrischen Steuersignale und die Farbdruckregler Steuerluftsignale empfangen.
  • In den Figuren 2 und 3 ist ein Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsdruckregler dargestellt. Ein solcher Flüssigkeitsdruckregler weist ein Gehäuse 47 mit einem Oberteil 47a und einem konischen Unterteil 47b auf. Das Oberteil 47a und das Unterteil 47b sind mit einer im, wie in der Zeichnung gesehen horizontalen, Schnitt im wesentlichen kreisförmigen und im Vertikalschnitt im wesentlichen rechteckigen Aussparung versehen, so daß sich eine im wesentlichen zylindrische Reglerkammer 62 ergibt.
  • Zwischen das Oberteil 47a und das Unterteil 47b ist eine verformbare Membran 48 eingespannt, die die Reglerkammer 62 in eine Steuerluftkammer und eine Beschichtungsflüssigkeitskammer unterteilt.
  • Das Oberteil 47a ist mit einer zentrischen Einlaßöffnung 50 für die Steuerluft versehen, die in die Steuerkammer einströmt und die Membran 48 entsprechend ihrem Druck verformt.
  • Das konische untere Teil 47b ist mit einem zentrischen Einlaß 52 für die Beschichtungsflüssigkeit, bspw. Lack, versehen, die sich von der Spitze des Konus bis in die Kammer für die Beschichtungsflüssigkeit erstreckt. Im Bereich seines unteren Endes ist der Einlaß 52 für die Beschichtungsflüssigkeit mit einer Verbreiterung 53 ausgebildet, in der sich das verbreiterte Ventilglied 55 einer Reglernadel 56 befindet. Das dem Ventilglied 55 gegenüberliegende Ende der Reglernadel 56 ist an der Membran 48 befestigt, d.h., entsprechend der Verformung der Membran 48 wird das Ventilglied 55 in dem Hohlraum 53 verschoben und stellt damit eine bestimmte Durchflußöffnund und dadurch wiederum die Durchflußmenge ein.
  • Die der Membran 48 gegenüberliegende, obere Wand des unteren Teils 47b ist mit einer Aussparung 60 versehen. An der Membran 48 ist eine Platte 58 befestigt, die sich zusammen mit der Membran 48 bewegt. Der untere Teil der Platte 58 paßt in die Vertiefung 60 des unteren Teils 47b. Dabei ist jedoch die Dicke der Platte etwas größer als die Tiefe der Vertiefung. Um den Umfang der Platte ist dann, wenn die Platte in der Vertiefung sitzt, noch ein ringförmiger Raum frei (s. Fig. 3). Mit "Platte" i.S. der Erfindung ist immer der beschichtungsflüssigkeitsseitig an der Membran befestigte Teil gemeint.
  • Die der Vertiefung 60 gegenüberliegende Fläche der Platte 58 weist eine Nut 64 auf, die in Fig. 2 und 3 durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Diese Nut führt zum Außenrand der Platte in zum Auslaß 54 für die Beschichtungsflüssigkeit entgegengesetzter Richtung. Diese Nut stellt eine Verbindung von dem Einlaß 52 für die Beschichtungsflüssigkeit zu dem ringförmigen Kanal her, der zwischen der Membran 48, dem unteren Teil 47b und der Platte 58 ausgebildet wird. Von diesem ringförmigen Kanal strömt die Flüssigkeit durch den Auslaß 54 aus dem Regler.
  • Fig. 2 zeigt den Flüssigkeitsdruckregler in der Regelstellung, d.h., entsprechend dem Druck der zugeführten Steuerluft wird die Membran 48 und damit die Reglernadel 56 verschoben, um einen bestimmten, von dem Abstand zwischen dem Ventilglied 55 und der Wand des Einlasses 52 abhängenden Durchfluß einzustellen.
  • Durch entsprechende Justierung des Drucks der Steuerluft kann also im Zusammenwirken zwischen der Durchflußmenge, dem anstehenden Druck der Beschichtungsflüssigkeit und der durch die Drossel (s. Fig. 4) gebildeten Widerstandsstrecke ein bestimmter Druck der Beschichtungsflüssigkeit eingestellt werden.
  • Fig. 3 zeigt den Flüssigkeitsdruckregler im voll geöffneten Zustand, d.h., bei maximalem Druck der Steuerluft; bei diesem Zustand gibt das Ventilglied 55 die maximale Durchflußöffnung frei, während die Platte 58 in der Vertiefung 60 auf der oberen Fläche des unteren Teils 47b aufliegt, also eine Strömung von dem Einlaß 52 nur noch über die Nut 64 zu dem ringförmigen Kanal möglich ist.
  • Während eines Überganges zu diesem Zustand und in diesem Zustand wird über den Einlaß 52 Spülflüssigkeit, im allgemeinen ein Lösungsmittel, zugeführt, so daß die maximal mögliche Menge Spülflüssigkeit den Flüssigkeitsregler durchströmen kann.
  • Die Spülflüssigkeit strömt also von dem Einlaß 52 an dem Ventilglied 55 vorbei, durch die Nut 64 und den ringförmigen Kanal zu dem Auslaß 54. Beim Absenken der Platte 58 wird wegen der zunehmenden Verengung der Plattenboden und die Bodenfläche der Vertiefung besonders gut gespült. Bei vollständig abgesenkter Platte werden dann die Umfangswände der Kammer wegen der Strömung in einem Ringkanal besser gespült.
  • Zur weiteren Verbesserung der Reinigungswirkung ist ein weiterer Einlaß 66 (Fig. 2) für die Spülflüssigkeit vorgesehen, der tangential und unter einem Winkel zur Horizontal-Ebene der Kammer zum ringförmigen Kanal der Kammer verläuft. Dieser zusätzliche Einlaß 66 für die Spülflüssigkeit kann durch ein schematisch in Fig. 2 angedeutetes Nadelventil 65 geöffnet und verschlossen werden.
  • Von diesem Einlaß 66 fließt die Spülflüssigkeit in einer spiralförmigen Strömung durch den ringförmigen Kanal, so daß die gesamten Wände des Kanals von der Spülflüssigkeit beaufschlagt werden und dadurch eine optimale Reinigung gewährleistet ist.
  • In Fig. 4 ist eine Ausführungsform einer Drossel dargestellt, die bei einer elastischen Verbindungsleitung, bspw. einem Schlauch, zwischen dem Regler und dem zugehörigen Zerstäuber eingesetzt werden kann.
  • Diese Drossel wird durch eine schematisch angedeutete Schlauchklemme 70 gebildet, die den elastischen Verbindungsschlauch 68 umgibt. Die Schlauchklemme 70 kann elektromagnetisch, bspw. über eine Spindel 72, in Richtung des Pfeils in Fig. 4 verstellt werden, um dadurch den Schlauch 68 zusammenzudrücken bzw. zu öffnen und den Durchflußquerschnitt zu verengen bzw. zu erweitern.
  • Beim normalen Betrieb befindet sich die Schlauchklemme 70 in einer bestimmten, dem entsprechenden Durchflußquerschnitt des Schlauchs 68 zugeordneten Lage, wodurch sich ein genau definierter Strömungswiderstand hinter dem Flüssigkeitsdruckregler ergibt. Wie oben bereits erwähnt wurde, definiert dieser Strömungswiderstand in Verbindung mit dem Steuerluftdruck und damit der Verformung der Membran und dem Druck der anstehenden Beschichtungsflüssigkeit den Druck, mit dem die Beschichtungsflüssigkeit dem Zerstäuber zugeführt wird.
  • Beim Spülen sollte die maximale Menge Spülflüssigkeit durch die Drossel fließen, d.h., die Drossel sollte während des Spülens unwirksam gemacht werden, damit der Schlauch 68 seine maximale Durchflußöffnung einnehmen kann. Zu diesem Zweck wird die Schlauchklemme 70 in Richtung des Pfeils nach oben verstellt, so daß der elastische Schlauch 68 wieder auf seine Ausgangsform und damit seinen maximalen Durchflußquerschnitt zurückgeht.
  • Zwischen jeder Drossel 26, 28, 30, 31, 32, 33 und dem zugehörigen Zerstäuber 40, 41, 42, 43, 44 und 45 ist eine volumetrische Meßzelle 34, 35, 36, 37, 38, 39 angeordnet, die nach dem Zahnradpumpenprinzip arbeitet. Diese Meßzelle liefert, zweckmäßigerweise in Form von digitalen Signalen, ein Ausgangssignal, das proportional zur Durchflußmenge der Flüssigkeit ist, also den Ist-Wert der Durchflußmenge darstellt, wie in Fig. 1 durch die Pfeile angedeutet ist. Dieser Istwert wird mit einem vorgegebenen Sollwert für die Durchflußmenge verglichen und zur Verstellung der Flüssigkeitsdruckregler 18, 20, 22, 23, 24 und 25 verwendet, nämlich zur entsprechenden Beeinflussung der Steuerluft.
  • Selbstverständlich kann ein erfindungsgemäßer Flüssigkeitsdruckregler, wie er hier für sich beschrieben wurde, auch in anderen Anlagen verwendet werden, wenn es dort darauf ankommt, daß der Flüssigkeitsregler gut zu reinigen ist.
  • Ende der Beschreibung

Claims (11)

1. Anlage zum Beschichten von Werkstücken mit einer Flüssigkeit, insbesondere zum elektrostatischen Lackieren von Werkstücken im Fließbandbetrieb, mit einer Mehrzahl von Quellen (10R, 10B, 10G) für unterschiedliche Beschichtungsflüssigkeiten, mit mindestens einem Zerstäuber (40-45) für die Beschichtungsflüssigkeiten,
mit einem Flüssigkeitswechsler (12, 14, 16) zwischen den Quellen und dem mindestens einem Zerstäuber, und mit einem zwischen dem Flüssigkeitswechsler und dem mindestens einem Zerstäuber angeschlossenen Flüssigkeitsdruckregler (18, 20, 22, 23, 24, 25), welcher Flüssigkeitsdruckregler ein Gehäuse mit einer in einer Regelkammer angeordneten Membran, die durch Druckluft zur Steuerung verformbar ist, aufweist, und bei welchem Flüssigkeitsdruckregler auf einer Seite der Membran (48) der Eingang (50) für die Steuerluft und auf der anderen Seite der Membran der Einlaß (52) und der Auslaß (54) für die Beschichtungsflüspigkeit vorgegeben stnd und an den Einlaß (52) der Regelkammer für die Beschichtungsflüssigkeit eine Speiseleitung für eine Spülflüssigkeit anschließbar ist,
dadurch gekennzeichnet , daß an der Membran (48) eine verdickte Platte (58) angebracht ist, die bei hohem Steuerdruck in eine Vertiefung (60) der Regelkammer auf der Seite des Einlaßes für die Beschichtungsflüssigkeit gedrückt wird und den Einlaß (52) überdeckt, und
daß eine Nut (64) in der Platte den Einlaß (52) für die Beschichtungsflüssigkeit mit dem radial äußeren Teil der Regelkammer (62) auch dann verbindet, wenn die Platte (58) am Boden der Vertiefung anliegt.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der verdickten Platte (58) ungefähr gleich, bevorzugt etwas größer, als die Tiefe der Vertiefung (60) der Regelkammer ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Vertiefung (60), die Dicke der Platte (58), der Durchmesser der Vertiefung und der Durchmesser der Platte so aufeinander abgestimmt sind, daß die Höhe des sich ergebenden Ringkanals über den Querschnitt des Kanals im wesentlichen konstant bleibt.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Nut (64) an der vom Auslaß (54) für die Beschichtungsflüssigkeit entgegengesetzt abgelegenen Seite der Platte (58) mündet.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Einlaß (66) für die Spülflüssigkeit vorgesehen ist.
6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Einlaß (66) tangential in die Regelkammer mündet.
_7. Anlage nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (66) unter einem Winkel zur Horizontalebene der Regelkammer (62) mündet.
8. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter jedem Flüssigkeitsdruckregler (18, 20, 22-25) eine Drossel (26, 28, 30-33) in der Speiseleitung für die Zerstäuber (40, 41, 42-45) angeordnet ist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel (26, 28, 30-33) steuerbar ist.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel durch eine elektromagnetisch betätigbare Schlauchklemme gebildet wird.
11. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Druckregler eine volumetrische Meßzelle (34, 35, 36-39) nachgeschaltet ist, die den Istwert der Flüssigkeitsmenge ermittelt.
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