EP0455109A2 - Verfahren und Anlage zum serienweisen Beschichten von Werkstücken mit leitfähigem Beschichtungsmaterial - Google Patents

Verfahren und Anlage zum serienweisen Beschichten von Werkstücken mit leitfähigem Beschichtungsmaterial Download PDF

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EP0455109A2
EP0455109A2 EP91106542A EP91106542A EP0455109A2 EP 0455109 A2 EP0455109 A2 EP 0455109A2 EP 91106542 A EP91106542 A EP 91106542A EP 91106542 A EP91106542 A EP 91106542A EP 0455109 A2 EP0455109 A2 EP 0455109A2
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EP
European Patent Office
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container
intermediate container
supply system
chambers
opening
Prior art date
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EP91106542A
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English (en)
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EP0455109B1 (de
EP0455109A3 (en
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Rolf Schneider
Kurt Dipl.-Ing. Vetter
Fred Luderer
Michael Baumann
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Duerr GmbH
Original Assignee
Duerr GmbH
Behr Industrieanlagen GmbH and Co KG
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Publication of EP0455109A3 publication Critical patent/EP0455109A3/de
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    • B05B5/1608—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive
    • B05B5/1616—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive and the arrangement comprising means for insulating a grounded material source from high voltage applied to the material
    • B05B5/1625—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive and the arrangement comprising means for insulating a grounded material source from high voltage applied to the material the insulating means comprising an intermediate container alternately connected to the grounded material source for filling, and then disconnected and electrically insulated therefrom
    • B05B5/1641—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive and the arrangement comprising means for insulating a grounded material source from high voltage applied to the material the insulating means comprising an intermediate container alternately connected to the grounded material source for filling, and then disconnected and electrically insulated therefrom an additional container being provided downstream the intermediate container
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    • B05B12/1463—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 separate containers for different materials to be sprayed being moved from a first location, e.g. a filling station, where they are fluidically disconnected from the spraying apparatus, to a second location, generally close to the spraying apparatus, where they are fluidically connected to the latter
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    • B05B5/1633—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive and the arrangement comprising means for insulating a grounded material source from high voltage applied to the material the insulating means comprising an intermediate container alternately connected to the grounded material source for filling, and then disconnected and electrically insulated therefrom the arrangement comprising several supply lines arranged in parallel, each comprising such an intermediate container

Definitions

  • the invention relates to a method and a system according to the preamble of claims 1 and 6, respectively.
  • the spray head of rotary atomizers or the like is connected to high voltage in order to thereby generate the field which charges the sprayed coating particles between the spray head and the grounded object to be coated.
  • a coating material with high electrical conductivity such as the environmentally friendly water-soluble paints
  • the insulation resistance via the line connecting the spray head to the paint supply system is too low if the supply system is at ground potential.
  • the supply system which usually consists of ring lines for the individual colors, is to be grounded, since otherwise not only would considerable expenditure of insulation be required, but also the danger of explosive discharges would exist due to the large electrical capacity.
  • a separate storage container for each color, which is arranged insulated from earth and from the other containers and via a color changer and a connecting line spray device at high voltage potential feeds.
  • the connecting line is flushed with a given color and before changing to another color with solvent (water) and dried with compressed air in order to maintain the required insulation for the container which is subsequently connected to the spraying device.
  • solvent water
  • this system is structurally complex and bulky. There are also color losses when emptying and flushing the insulating lines and the need to dispose of the flushing agent.
  • the same problem occurs with a method known from DE-OS 37 17 929, in which the color changer of an earthed supply system leads to an intermediate container and from there leads to the spraying device for electrical insulation and is dried.
  • the invention has for its object to provide a method and a system that require less space and allow in the case of a large number of selectable coating materials of different colors, the intermediate container required for this can be combined into a compact unit in the smallest of spaces.
  • the invention not only has the advantage of taking up little space and requiring little construction, it also enables low operating currents. Even if the insulation distances between the first intermediate container of the system known from DE-PS 29 00 660 and the supply system or the second container are so large that no flashover occurs, namely in the known case there is the possibility of a charge exchange by ionization in the Insulation section. This possibility is prevented by the insulating walls of the intermediate container of the system described here.
  • the system mainly consists of a permanently grounded supply system, of which only one outlet pipe 1 is shown, a spray device 2 which is constantly at high voltage and two intermediate container chambers A and B which are combined to form a rotatable structural unit and which are arranged in an electrically insulating manner between the supply system and the spray device.
  • the grounded outlet pipe 1 can e.g. be connected to a pressure-controlled ring line or the like.
  • the two intermediate container chambers A and B essentially consist of elongated cylinders with a semicircular cross-section, which, with their straight base walls 4, 4 ', lie against one another, e.g. are attached to each other by screwing the outer flanges.
  • the arcuate walls 3, 3 'and the base walls 4, 4' of the containers consist of insulating material which is sufficiently thick for insulation and are designed to be pressure-resistant, since the containers should be emptied by compressed air, as will be explained.
  • the elongated cylinders forming the intermediate container chambers A, B are divided by transverse walls into a number of individual chambers (not shown) corresponding to the number of selectable coating materials of different colors, each of which has an opening 5 or 5 'at the apex of the arcuate wall 3, 3'. Except for the openings 5,5 ', in which there are valves or other closure means, the cylinders and their individual chambers are completely closed.
  • the structural unit consisting of the two intermediate container chambers A, B is rotatably mounted about a common axis running in the cylinder longitudinal direction through the center of the outer sides of the base walls 4, 4 '.
  • the axis of rotation is horizontal.
  • a conduit 9 or 9' extends into the container and opens in the vicinity of the part of the base wall 4,4 'opposite the opening 5.5'.
  • the conduit 9.9 ' is part of a, preferably non-conductive, pipe structure 11 or 11' which is seated in the opening 5.5 'and has two valves and which has a second, additional opening in the interior of the container near the opening 5.5' 10.10 '.
  • the mouth at the end of the tube 9,9 'and the opening 10 and 10' are each connected to their own separate connections, which serve as an inlet or outlet depending on the position of the container.
  • the air line 15 serves to vent the intermediate container chamber (A) connected to the supply system during filling, while the air line 16 supplies compressed air with regulated pressure for emptying the intermediate container chamber (B) connected to the line 7 of the spraying device 2.
  • the valve arrangement 13 or 13 ' can be coupled to the valves of the tubular construction 11, 11'.
  • the Opening 10, 10 ' is the mouth of a short second tube; both tubes are each connected to one of the valves of construction 11 or 11 ', which change their position with respect to the connections of the connection arrangements 13, 13' when they are rotated.
  • connection points that is to say the valves of the construction 11, 11 ', should be arranged generally and independently of the shape of the intermediate container chambers A, B at the point of the container wall which is furthest from the axis of rotation. This enables the smallest possible intermediate container arrangement with regard to the required insulation distances.
  • the connecting devices 6, 6 ' also contain, in accordance with the arrows shown, against the container opening 5, 5' and from them along displaceable connecting parts along an axis perpendicular to the rotational axis.
  • the connecting part of the connecting device 6 is connected via the valve arrangement 13 to the outlet pipe 1 and the air line 15, that of the connecting device 6 'to the air line 16 and the line 7 leading to the spray device 2.
  • the displaceable connecting parts of the connecting devices 6, 6 'could be firmly connected to the conduits 9, 9', so that these are pulled out of the openings 5,5 'before the twisting of the intermediate container chambers A, B and then into the opening 5 or 5' of the each other chamber could be retracted.
  • the openings 5 and 5 ' can be closed automatically by appropriate means.
  • the displaceable connecting parts are preferably detached from pipe constructions 11, 11 'remaining in the intermediate container chamber A, B and then coupled again to the other pipe construction.
  • the intermediate container chambers A and B are in the position shown. In this position, coating material can flow from the earthed outlet pipe 1 through the valve arrangement 13 of the connecting device 6 and the mouth at the end of the conduit 9 into the intermediate container chamber A. Since the conduit 9 always opens below the liquid level near the bottom of the container, splashing and blistering of the coating material in the intermediate container are largely avoided. The air displaced by the coating material escapes through the opening 10 which is always above the liquid level during the filling process and through the valve arrangement 13 into the ventilation line 15. At the same time, coating material contained in the lower intermediate container chamber B can pass through the additional opening located at the lower end of the chamber B.
  • the assembly consisting of the intermediate container chambers A and B can be rotated through 180 ° without time problems.
  • the previously filled intermediate container A is located at the bottom of the connection of the spraying device, while the previously emptied intermediate container chamber B is located at the top of the connecting pipe 1 of the supply system.
  • the intermediate container chamber B can now be filled and the intermediate container chamber A can be emptied to the spraying device, which is done in the manner described above.
  • the now upward-pointing mouth at the end of the conduit 9 thus brings compressed air into the intermediate container chamber A, which is emptied through the opening 10, while coating material flows through the opening at the end of the conduit 9 'into the intermediate container chamber B, which flows through the opening 10 'is vented.
  • the contents of the intermediate container chambers A, B are grounded during the filling and before and during the emptying to the high voltage potential of the spraying device.
  • the electrical charge remaining in the intermediate container after emptying can be removed before the subsequent coupling to the grounded supply system, for example by means of leakage resistors.
  • a buffer container 18 is connected to the line 7 leading to the spraying device 2 and is filled by the respective lower intermediate container chamber B and can supply the spraying device 2 during the emptying pauses when the intermediate containers are rotated.
  • the buffer container 18 can by the intermediate container or its own compressed air line 19 are pressurized and thereby emptied. Since this development of the invention does not depend on breaks in operation, there is also the possibility of using a single common intermediate container arrangement (per color) for all connected atomizers, that is to say, for example, for all “levels” of several atomizers in a spray booth.
  • the intermediate containers can be rotated continuously and periodically during these breaks or pivoted about their axis of rotation. Furthermore, during breaks in operation, it is possible to periodically control the internal pressure in the chambers A, B (line 16) and the pressure of the buffer tank 18 (line 19) mentioned so that the liquid in the line 7 is constantly acted upon in opposite directions . This means that achieves a constant viscosity of the material and prevents settling.
  • the system described above can be modified in such a way that the intermediate container arrangement with its two chambers A, B is arranged to be immovable, and the connections of the supply system and the coating device, for example the external connecting devices 6, 6 'with their valves 13, 13', are periodically changed the intermediate container arrangement A, B can be moved, in particular can be rotated about its axis.
  • the method would then be characterized in that the said connections are rotated from a first position, in which the one intermediate container chamber A is filled by the supply system and its contents are electrically insulated from the spray device, into a second position, in which the content of this chamber A is isolated from the supply system and emptied to the spray device.
  • the other features of the system described can be retained here.
  • the valve arrangements 13 and 13 ' each containing two changeover valves for the purposes explained above, can be moved along the illustrated double arrows against the container openings 5 and 5' and away from them. This can be useful for coupling and uncoupling, but is also advantageous in terms of electrical insulation.
  • the valve arrangement 13, 13' can be pushed as far away from the adjacent intermediate container chamber A or B that its distance from the outside of the container is larger than the electrical flashover of the high voltage applied in air. This avoids the risk of short-circuits due to condensation which can form on the outside of the container, particularly in the case of pressurizable containers.

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Abstract

In einer Anlage zum elektrostatischen Beschichten von Werkstücken mit elektrisch leitfähigem Beschichtungsmaterial werden ein geerdetes Versorgungssystem (1) und eine ständig auf Hochspannung liegende Sprühvorrichtung (2) durch zwei um eine gemeinsame Achse drehbare Zwischenbehälter (A,B) voneinander isoliert. Jeder Zwischenbehälter wird zyklisch abwechselnd in einer ersten Position vom Versorgungssystem gefüllt und nach Verdrehung um 180° in einer zweiten Position zur Sprühvorrichtung entleert. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 6.
  • In üblichen elektrostatischen Beschichtungsanlagen, wie sie insbesondere zum Lackieren von Fahrzeugrohkarossen verwendet werden, legt man den Sprühkopf von Rotationszerstäubern od. dgl. an Hochspannung, um dadurch das die versprühten Beschichtungspartikel aufladende Feld zwischen dem Sprühkopf und dem geerdeten, zu beschichtenden Gegenstand zu erzeugen. Hierbei tritt das Problem auf, daß bei Verwendung eines Beschichtungsmaterials hoher elektrischer Leitfähigkeit wie namentlich der umweltfreundlichen wasserlöslichen Lacke der Isolationswiderstand über die den Sprühkopf mit dem Lackversorgungssystem verbindende Leitung zu gering ist, wenn das Versorgungssystem auf Erdpotential liegt. Das gewöhnlich aus Ringleitungen für die einzelnen Farben bestehende Versorgungssystem soll geerdet sein, da andernfalls nicht nur erheblicher Isolationsaufwand erforderlich wäre, sondern auch wegen der großen elektrischen Kapazität die Gefahr explosionsartiger Entladungen bestehen würde.
  • Bei einer aus der DE-OS 30 14 221 bekannten Beschichtungsanlage für elektrisch leitfähige Materialien ist für jede Farbe ein eigener Vorratsbehälter vorgesehen, der gegen Erde und gegen die jeweils anderen Behälter isoliert angeordnet ist und über einen Farbwechsler und eine Verbindungsleitung die auf Hochspannungspotential liegende Sprühvorrichtung speist. Die Verbindungsleitung wird nach Beendigung des Beschichtungsbetriebes mit einer gegebenen Farbe und vor dem Wechsel zu einer anderen Farbe mit Lösungsmittel (Wasser) gespült und mit Druckluft getrocknet, um die erforderliche Isolierung zu dem anschließend mit der Sprühvorrichtung verbundenen Behälter aufrechtzuerhalten. Insbesondere bei einer großen Anzahl wählbarer Farben und entsprechender Behälter ist diese Anlage baulich aufwendig und sperrig. Ferner ergeben sich Farbverluste beim Entleeren und Spülen der isolierenden Leitungen und die Notwendigkeit der Entsorgung des Spülmittels. Dasselbe Problem tritt bei einem aus der DE-OS 37 17 929 bekannten Verfahren auf, bei dem vom Farbwechsler eines geerdeten Versorgungssystems zu einem Zwischenbehälter und von diesem zur Sprühvorrichtung führende Leitungen zur elektrischen Isolation gespült und getrocknet werden.
  • Dieses Problem wird teilweise bei einem aus der DE-PS 2900660 bekannten System vermieden, bei dem das Beschichtungsmaterial von einer geerdeten Ringleitung zunächst in einen isoliert angeordneten ersten Zwischenbehälter gelangt und aus diesem dann in einen zweiten Zwischenbehälter, dessen Ausgang ständig mit der auf Hochspannung liegenden Sprühvorrichtung verbunden ist. Durch ausreichend großen Abstand und zweckmäßig bewegbare Verbindungsrohre oder durch Auf- und Abbewegen des ersten Zwischenbehälters wird beim Füllen des ersten Zwischenbehälters dessen Inhalt vom zweiten Zwischenbehälter elektrisch isoliert und beim Füllen des an Hochspannung liegenden zweiten Zwischenbehälters der erste Zwischenbehälter vom geerdeten Vorratssystem isoliert. Der erste Zwischenbehälter wird vor dem Entleeren in den zweiten Zwischenbehälter elektrisch aufgeladen, um Spannungsüberschläge zu vermeiden. Das bekannte System ist aber baulich aufwendig und wegen der zur Isolation notwendigen Abstände des ersten Zwischenbehälters vom Versorgungssystem und vom zweiten Zwischenbehälter sehr sperrig.
  • Ausgehend von der aus der erwähnten DE-PS 29 00 660 bekannten System liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zu schaffen, die mit geringerem Platzbedarf auskommen und es im Falle einer Vielzahl auswählbarer Beschichtungsmaterialien unterschiedlicher Farbe ermöglichen, die hierfür benötigten Zwischenbehälter auf engstem Raum zu einer kompakten Baueinheit zusammenzufassen.
  • Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren bzw. durch die in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnete Anlage gelöst.
  • Die Erfindung hat nicht nur den Vorteil geringen Platzbedarfes und geringen Bauaufwandes, sondern sie ermöglicht auch geringe Betriebsströme. Selbst wenn die Isolationsstrecken zwischen dem ersten Zwischenbehälter des aus der DE-PS 29 00 660 bekannten Systems und dem Versorgungssystem bzw. dem zweiten Behälter so groß sind, daß noch kein Überschlag auftritt, besteht nämlich im bekannten Fall die Möglichkeit eines Ladungsaustausches durch Ionisation in der Isolationsstrecke. Diese Möglichkeit wird durch die Isolierwände des Zwischenbehälters der hier beschriebenen Anlage unterbunden.
  • Wichtig ist ferner, daß die Hochspannung während des Beschichtungsbetriebes nicht abgeschaltet werden muß, da die Sprühvorrichtung im Betrieb stets vom Versorgungssystem isoliert ist. Dies wird erfindungsgemäß ohne die bisherige Notwendigkeit erreicht, zwischen Zwischenbehältern und dem Versorgungssystem jeweils einen Abstand einzuhalten oder einzustellen, der größer ist als die Überschlagweite der angelegten Hochspannung.
  • An einem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert.
  • Die Anlage besteht hauptsächlich aus einem ständig geerdeten Versorgungssystem, von dem nur ein Auslaßrohr 1 dargestellt ist, einer ständig an Hochspannung liegenden Sprühvorrichtung 2 und zwei zu einer drehbaren Baueinheit zusammengefaßten Zwischenbehälterkammern A und B, die elektrisch isolierend zwischen dem Versorgungssystem und der Sprühvorrichtung angeordnet sind. Das geerdete Auslaßrohr 1 kann z.B. an eine druckgeregelte Ringleitung od. dgl. angeschlossen sein.
  • Die beiden Zwischenbehälterkammern A und B bestehen bei dem dargestellten Beispiel im wesentlichen aus langgestreckten Zylindern mit halbkreisförmigem Querschnitt, die mit ihren geraden Basiswänden 4,4' aneinander anliegend z.B. durch Verschraubung von Außenflanschen aneinander befestigt sind. Die bogenförmigen Wände 3,3' und die Basiswände 4,4' der Behälter bestehen aus zur Isolierung ausreichend dickem Isoliermaterial und sind druckfest ausgebildet, da die Behälter durch Druckluft entleerbar sein sollen, wie noch erläutert wird. Die die Zwischenbehälterkammern A,B bildenden langgestreckten Zylinder sind durch Querwände in eine der Anzahl auswählbarer Beschichtungsmaterialien unterschiedlicher Farbe entsprechende Zahl von Einzelkammern unterteilt (nicht dargestellt), die je eine Öffnung 5 bzw. 5' im Scheitelpunkt der bogenförmigen Wand 3,3' haben. Bis auf die Öffnungen 5,5', in denen sich Ventile oder sonstige Verschlußmittel befinden, sind die Zylinder und ihre Einzelkammern vollständig geschlossen.
  • Die aus den beiden Zwischenbehälterkammern A,B bestehende Baueinheit ist um eine in der Zylinderlängsrichtung durch die Mitte der Außenseiten der Basiswände 4,4' verlaufende gemeinsame Achse drehbar gelagert. Die Drehachse liegt bei diesem Beispiel horizontal. An den einander auf entgegengesetzten Seiten der Drehachse diametral gegenüberliegenden Öffnungen 5, 5' ist parallel zur Drehachse je eine den Kammern für die verschiedenen Farben entsprechende Reihe von Verbindungseinrichtungen 6,6' angeordnet, die auf der einen (oberen) Seite zum Anschließen der betreffenden Zwischenbehälterkammer (A) an das Versorgungssystem und auf der anderen (unteren) Seite zum Anschließen der jeweils anderen Kammer (B) an eine zu der Sprühvorrichtung 2 führende Leitung 7 dienen.
  • Von der Öffnung 5,5' der Zwischenbehälterkammern A,B erstreckt sich in den Behälter ein Leitungsrohr 9 bzw. 9', das in der Nähe des der Öffnung 5,5' gegenüberliegenden Teils der Basiswand 4,4' mündet. Das Leitungsrohr 9,9' ist Teil einer in der Öffnung 5,5' sitzenden, vorzugsweise nichtleitenden, mit je zwei Ventilen versehenen Rohrkonstruktion 11 bzw. 11', die im Behälterinneren in der Nähe der Öffnung 5,5' eine zweite, zusätzliche Öffnung 10,10' hat. Die Mündung am Ende des Rohres 9,9' und die Öffnung 10 bzw. 10' sind jeweils mit eigenen, getrennten Anschlüssen verbunden, die je nach der Position des Behälters als Ein- oder Auslaß dienen.
  • Die Verbindungseinrichtungen 6,6' enthalten jeweils eine über eine elektrische oder pneumatische Steuerleitung 14 bzw. 14' gesteuerte Ventilanordnung 13 bzw. 13', durch die die Rohrkonstruktionen 11,11' mit ihren Ventilen wahlweise in Abhängigkeit von der Drehposition der Zwischenbehälterkammern A und B entweder mit dem Auslaßrohr 1 des Versorgungssystems oder mit der Leitung 7 und/oder einer ein Ventil enthaltenden Luftleitung 15 oder 16 verbunden werden. Die Luftleitung 15 dient zur Entlüftung der an das Versorgungssystem angeschlossenen Zwischenbehälterkammer (A) beim Füllen, während die Luftleitung 16 Druckluft mit geregeltem Druck zum Entleeren der an die Leitung 7 der Sprühvorrichtung 2 angeschlossenen Zwischenbehälterkammer (B) zuführt. Die Ventilanordnung 13 bzw. 13' ist mit den Ventilen der Rohrkonstruktion 11,11' kuppelbar. Die Öffnung 10, 10' ist die Mündung eines kurzen zweiten Rohres; beide Rohre sind mit je einem der Ventile der Konstruktion 11 bzw. 11' verbunden, die beim verdrehen jeweils ihre Lage bezüglich der Anschlüsse der Verbindungsanordnungen 13, 13' wechseln.
  • Aus Isolationsgründen sollen die Anschlußstellen, also die Ventile der Konstruktion 11, 11' generell und unabhängig von der Gestalt der Zwischenbehälterkammern A, B jeweils an der von der Drehachse am weitesten entfernten Stelle der Behälterwandung angeordnet sein. Dadurch wird eine hinsichtlich der erforderlichen Isolationsabstände kleinstmögliche Zwischenbehälteranordnung ermöglicht.
  • Die Verbindungseinrichtungen 6,6' enthalten ferner entsprechend den dargestellten Pfeilen gegen die Behälteröffnung 5,5' und von ihr weg längs einer zur Drehachse senkrechten Achse verschiebbare Anschlußteile. Das Anschlußteil der Verbindungseinrichtung 6 ist über die Ventilanordnung 13 mit dem Auslaßrohr 1 und der Luftleitung 15 verbunden, dasjenige der Verbindungseinrichtung 6' mit der Luftleitung 16 und der zur Sprühvorrichtung 2 führenden Leitung 7. Es kann auch eine Verbindung zwischen den beiden Luftleitungen bestehen. Die verschiebbaren Anschlußteile der Verbindungseinrichtungen 6, 6' könnten fest mit den Leitungsrohren 9,9' verbunden sein, so daß diese vor dem Verdrehen der Zwischenbehälterkammern A,B aus deren Öffnungen 5,5' herausgezogen und anschließend in die Öffnung 5 oder 5' der jeweils anderen Kammer wieder eingefahren werden könnten. Wahrend der Drehbewegung können die Öffnungen 5 und 5' durch zweckmäßige Mittel selbsttätig geschlossen werden. Vorzugsweise werden aber die verschiebbaren Anschlußteile von in der Zwischenbehälterkammer A,B verbleibenden Rohrkonstruktionen 11,11' gelöst und dann wieder mit der jeweils anderen Rohrkonstruktion gekuppelt.
  • Zur Erläuterung der Betriebsweise sei zunächst angenommen, daß die Zwischenbehälterkammern A und B sich in der dargesteltten Position befinden. In dieser Position kann Beschichtungsmaterial aus dem geerdeten Auslaßrohr 1 durch die Ventilanordnung 13 der Verbindungseinrichtung 6 und die Mündung am Ende des Leitungsrohres 9 in die Zwischenbehälterkammer A fließen. Da das Leitungsrohr 9 nahe am Behälterboden immer unter dem Flüssigkeitsspiegel mündet, werden ein Verspritzen und Blasenbildung des Beschichtungsmaterials im Zwischenbehälter weitgehend vermieden. Die durch das Beschichtungsmaterial verdrängte Luft entweicht durch die beim Füllvorgang stets über dem Flüssigkeitsspiegel liegende Öffnung 10 und durch die Ventilanordnung 13 in die Entlüftungsleitung 15. Gleichzeitig kann in der unteren Zwischenbehälterkammer B enthaltenes Beschichtungsmaterial durch die zusätzliche, sich am unteren Ende der Kammer B befindende Öffnung 10' über die Ventilanordnung 13' der unteren Verbindungseinrichtung 6' in die zur Sprühvorrichtung 2 führende Leitung 7 fließen, und zwar durch die Wirkung der Druckluft, die aus der Leitung 16 durch die Ventilanordnung 13' und die hier über dem Flüssigkeitsspiegel liegende Mündung am Ende des Leitungsrohres 9' in den Zwischenbehälter B gelangt.
  • Beispielsweise während der Beschichtungspause, in der in einer Sprühkabine ein Wechsel zwischen einer fertig beschichteten Fahrzeugkarosse und der Beschichtung der nächstfolgenden Karosse erfolgt, kann ohne Zeitprobleme die aus den Zwischenbehälterkammern A und B bestehende Baueinheit um 180° gedreht werden. Vor dem Verdrehen werden die verschiebbaren Anschlußteile der Verbindungseinrichtungen 6 und 6' von den Zwischenbehältern weggefahren, und nach dem Verdrehen wird die Verbindung wieder hergestellt.
  • Nach dem Verdrehen befindet sich der zuvor gefüllte Zwischenbehälter A unten am Anschluß der Sprühvorrichtung, während sich die zuvor entleerte Zwischenbehälterkammer B oben am Anschlußrohr 1 des Versorgungssystems befindet. Somit kann nun die Zwischenbehälterkammer B gefüllt und die Zwischenbehälterkammer A zur Sprühvorrichtung entleert werden, was in der oben beschriebenen Weise geschieht. Durch die nun nach oben weisende Mündung am Ende des Leitungsrohres 9 gelangt also Druckluft in die Zwischenbehälterkammer A, die durch die Öffnung 10 entleert wird, während durch die Mündung am Ende des Leitungsrohres 9' Beschichtungsmaterial in die Zwischenbehälterkammer B fließt, die durch die Öffnung 10' entlüftet wird.
  • Danach werden die Zwischenbehälterkammern A,B erneut um 180° weitergedreht oder zurückgedreht. Diese Vorgänge wiederholen sich zyklisch während des gesamten Beschichtungsbetriebes, ohne daß die Hochspannung der Beschichtungsvorrichtung abgeschaltet werden muß.
  • Der Inhalt der Zwischenbehälterkammern A,B wird während des Füllens geerdet und vor und während der Entleerung auf das Hochspannungspotential der Sprühvorrichtung gelegt. Die nach dem Entleeren im Zwischenbehälter verbleibende elektrische Ladung kann vor dem anschließenden Ankuppeln an das geerdete Versorgungssystem beispielsweise durch Ableitwiderstände entfernt werden.
  • Es ist auch ein ununterbrochener Beschichtungsbetrieb möglich, wenn man an die zur Sprühvorrichtung 2 führende Leitung 7 einen Pufferbehälter 18 anschließt, der von der jeweils unteren Zwischenbehälterkammer B gefüllt wird und während der Entleerungspausen beim Drehen der Zwischenbehälter die Sprühvorrichtung 2 versorgen kann. Der Pufferbehälter 18 kann durch den Zwischenbehälter oder eine eigene Druckluftleitung 19 unter Druck gesetzt und dadurch entleert werden. Da man bei dieser Weiterbildung der Erfindung nicht auf Betriebspausen angewiesen ist, ergibt sich auch die Möglichkeit, eine einzige gemeinsame Zwischenbehälteranordnung (pro Farbe) für alle angeschlossenen Zerstäuber, also z.B. für alle "Ebenen" aus jeweils mehreren Zerstäubern in einer Sprühkabine zu verwenden.
  • Damit ein Absetzen und Antrocknen des Beschichtungsmaterials in den Zwischenbehältern A und B während längerer Betriebspausen vermieden wird, können die Zwischenbehälter in diesen Pausen kontinuierlich und periodisch gedreht oder um ihre Drehachse verschwenkt werden. Ferner besteht in Betriebspausen die Möglichkeit, den Innendruck in den Kammern A, B (Leitung 16) und den Druck des erwähnten Pufferbehälters 18 (Leitung 19) periodisch unterschiedlich so zu steuern, daß die in der Leitung 7 befindliche Flüssigkeit ständig in entgegengesetzten Richtungen beaufschlagt wird. Dadurch wird u.a. eine gleichbleibende Viskosität des Materials erreicht und ein Absetzen vermieden.
  • Die oben beschriebene Anlage läßt sich dahingehend abwandeln, daß die Zwischenbehälteranordnung mit ihren beiden Kammern A, B unbeweglich angeordnet ist und dafür die Anschlüsse des Versorgungssystems und der Beschichtungsvorrichtung, also z.B. die externen Verbindungseinrichtungen 6,6' mit ihren Ventilen 13,13' periodisch um die Zwischenbehälteranordnung A, B herum bewegbar, insbesondere um deren Achse drehbar sind. Das Verfahren wäre dann dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Anschlüsse aus einer ersten Position, in der die eine Zwischenbehälterkammer A vom Versorgungssystem gefüllt wird und ihr Inhalt gegen die Sprühvorrichtung elektrisch isoliert ist, in eine zweite Position gedreht werden, in der der Inhalt dieser Kammer A gegen das Versorgungssystem isoliert und zur Sprühvorrichtung entleert wird. Entsprechendes gilt umgekehrt für die andere Kammer B. Die sonstigen Merkmale der beschriebenen Anlage können hierbei sinngemäß erhalten bleiben.
  • Die Verbindungseinrichtungen 6, 6' enthalten Kupplungen zum selbsttätigen Verbinden der Ein- und Auslaßöffnungen 5 bzw. 5' der Behälterkammern A, B mit dem Auslaßrohr 1 und der Luftleitung 15 bzw. mit den Leitungen 7 und 16. Vorzugsweise sind die Ventilanordnungen 13 bzw. 13', die jeweils zwei Umschaltventile für die oben erläuterten Zwecke enthalten, längs der dargestellten Doppelpfeile gegen die Behälteröffnungen 5 bzw. 5' und von ihnen weg bewegbar. Dies kann zum An- und Abkuppeln zweckmäßig sein, ist darüberhinaus aber auch hinsichtlich der elektrischen Isolation vorteilhaft. Bei unterbrochener Verbindung, also wenn die Verbindungseinrichtung 6, 6' nicht zum Füllen oder Entleeren einer der Kammern A, B benötigt wird, kann die Ventilanordnung 13, 13' so weit von der benachbarten Zwischenbehälterkammer A bzw. B weggeschoben werden, daß ihr Abstand von der Behälteraußenseite größer ist als die elektrische Überschlagweite der angelegten Hochspannung in Luft. Dadurch wird die Gefahr von Kurzschlüssen durch Kondensatniederschlag vermieden, der sich besonders bei unter Druck setzbaren Behältern auf der Behälteraußenseite bilden kann.
  • In Abwandlung dieser besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht auch die umgekehrte Möglichkeit, den die Kammern (A,B) enthaltenden Zwischenbehälter selbst gegen die Verbindungseinrichtungen und von ihnen weg verschiebbar anzuordnen. Bei unterbrochener Verbindung wird dann der Behälter so weit von den Verbindungseinrichtungen weggeschoben, daß der Abstand in der erläuterten Weise größer ist als die elektrische Überschlagweite.

Claims (17)

  1. Verfahren zum serienweisen elektrostatischen Beschichten von Werkstücken mit elektrisch leitfähigem Beschichtungsmaterial,
    bei dem das Beschichtungsmaterial von einem auf niedrigem Potential oder Erdpotential liegenden Versorgungssystem zunächst in einen Zwischenbehälter gelangt und aus diesem einer auf Hochspannungspotential liegenden Sprühvorrichtung zugeführt wird,
    wobei der Zwischenbehälter die Sprühvorrichtung ständig von dem Versorgungssystem isoliert,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Zwischenbehälter (A oder B) aus einer ersten Position, in welcher er vom Versorgungssystem durch eine Öffnung des Behälters gefüllt wird, während sein Inhalt gegen die Sprühvorrichtung elektrisch isoliert ist,
    in eine zweite Position gedreht wird,
    in der sein Inhalt gegen das Versorgungssystem isoliert ist und in eine zur Sprühvorrichtung führende Leitung entleert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kammern (A,B) des Zwischenbehälters einander abwechselnd gefüllt und nach ihrer Verdrehung entleert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (B) von demselben Auslaß des Versorgungssystems gefüllt wird und in dieselbe Leitung zur Beschichtungsvorrichtung entleert wird wie die erste Kammer (A).
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (A,B) durch Druckluft entleert werden.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (A,B) in Betriebspausen ständig oder periodisch gedreht oder geschwenkt werden, so daß ein Absetzen des Beschichtungsmaterials an den Behälterinnenwänden vermieden wird.
  6. Anlage zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche zum serienweisen elektrostatischen Beschichten von Werkstücken mit elektrisch leitfähigem Beschichtungsmaterial, mit
    einem auf niedrigem Potential oder Erdpotential liegenden Versorgungssystem,
    einer an Hochspannung liegenden Sprühvorrichtung,
    zwei das Versorgungssystem ständig von der Sprühvorrichtung isolierenden Zwischenbehälterkammern (A,B)
    und Verbindungseinrichtungen (6,6'), die zum Anschließen der Zwischenbehälterkammern (A,B) an einen Auslaß (1) des Versorgungssystems bzw. an eine zur Sprühvorrichtung führende Leitung (7) und zum Lösen dieser Anschlüsse steuerbar sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zwischenbehälterkammern (A,B)
    bis auf als Einlaß und Auslaß dienende verschließbare Öffnungen (5,5') geschlossen sind,
    aus Isoliermaterial bestehende, die Kammern nach außen und gegeneinander abdichtende Wände (3,3', 4,4') haben und um eine gemeinsame Achse drehbar gelagert sind.
  7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zwischenbehälterkammern (A,B) im Querschnitt bogenförmig und so aneinander befestigt sind, daß ihre geraden Basiswände (4,4') aneinander anliegen, und daß ihre gemeinsame Drehachse in der Mitte zwischen den beiden Basiswänden (4,4') liegt.
  8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich von der Öffnung (5,5') der Zwischenbehälterkammer (A,B) ein in der Nähe der der Öffnung (5,5') gegenüberliegenden Behälterwand (4,4') mündendes Leitungsrohr (9,9') einer in der Behälteröffnung (5,5') sitzenden Rohrkonstruktion (11,11') in den Zwischenbehälter (A,B) erstreckt,
    daß die Rohrkonstruktion (11,11') im Zwischenbehälter (A,B) in der Nähe der Behälteröffnung (5,5') eine zusätzliche Öffnung (10,10') hat,
    und daß die Rohrkonstruktion (11,11') zwei getrennte Anschlüsse hat, von denen der eine mit der Mündung am Ende des Leitungsrohrs (9,9') und der andere mit der zusätzlichen Öffnung (10,10') in Verbindung steht.
  9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Füllen der Zwischenbehälterkammer (A,B) das Beschichtungsmaterial durch die Mündung am Ende des Leitungsrohres (9,9') in die Zwischenbehälterkammer (A,B) gelangt und durch die zusätzliche Öffnung (10,10') der Rohrkonstruktion (11,11') Luft entweicht,
    daß beim Entleeren der Zwischenbehälterkammer (A,B) das Beschichtungsmaterial die Kammer durch die zusätzliche Öffnung (10,10') verläßt,
    und daß die Verbindungseinrichtungen (6,6') am Auslaß (1) des Versorgungssystems und an der zur Sprühvorrichtung führenden Leitung (7) jeweils eine gesteuerte Ventilanordnung (13,13') enthalten, mit dem die Rohrkonstruktion (11,11') in Abhängigkeit von der Drehposition der Zwischenbehälterkammern (A,B) mit dem Versorgungssystem, der zur Sprühvorrichtung führenden Leitung (7) und/oder einer Luftleitung (15,16) verbindbar ist.
  10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ventilanordnungen (13,13') eine Entlüftungsleitung (15) und eine zum Entleeren der Zwischenbehälterkammern (A,B) dienende Druckluftleitung (16) angeschlossen sind.
  11. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (6,6') gegen die Behälteröffnung (5,5') und von ihr weg verschiebbare Anschlußteile enthalten, von denen das eine mit dem Versorgungssystem und das andere mit der zur Sprühvorrichtung führenden Leitung (7) verbunden ist.
  12. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rohrkonstruktion (11,11') zwei Ventile enthält, von denen das eine mit dem Leitungsrohr (9,9') und das andere mit einem kürzeren zweiten Rohr, dessen Mündung die zusätzlichliche Öffnung (10,10') bildet, verbunden ist.
  13. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 12 für eine Vielzahl von auswählbaren Beschichtungsmaterialien unterschiedlicher Farbe, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zwischenbehälterkammer (A,B) aus einem langgestreckten Isolierbehälter mit der Anzahl der Farben entsprechenden, jeweils durch Querwände voneinander getrennten, eine Baueinheit bildenden Einzelkammern besteht, für die entsprechend viele Auslässe (1) des Versorgungssystems und Anschlüsse für die Sprühvorrichtung jeweils in einer zu der Behälterdrehachse parallelen Reihe angeordnet sind.
  14. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß an die zur Sprühvorrichtung führende Leitung ein Pufferbehälter (18) angeschlossen ist, der von dem Zwischenbehälter (A,B) füllbar und mit Druck beaufschlagbar ist.
  15. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (6,6') Kupplungen zum selbsttätigen Verbinden von Ein- und Auslaßöffnungen (5,5') der Behälterkammern (A,B) mit äußeren Leitungen (1,7,15,16) enthalten.
  16. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (6,6') eine gegen die Behälteröffnungen (5,5') und von ihnen weg verschiebbare Anschlußanordnung (13,13') enthalten, die bei unterbrochener Verbindung so weit von der benachbarten Zwischenbehälterkammer (A,B) weggeschoben ist, daß ihr Abstand von der Behälteraußenseite größer ist als die elektrische Überschlagweite der angelegten Hochspannung in Luft.
  17. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenbehälter gegen die Verbindungseinrichtungen (6,6') und von ihnen weg verschiebbar angeordnet ist, wobei der Behälter bei unterbrochener Verbindung so weit von den benachbarten Verbindungseinrichtungen weggeschoben ist, daß der Abstand größer ist als die elektrische Überschlagweite der angelegten Hochspannung in Luft.
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