Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum
elektrostatischen Pulverbeschichten von Werkstücken mit
unterschiedlichen Pulvern mittels einer Sprühvorrichtung mit
mindestens einer Sprühpistole gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche
1 und 5.
Bei einem bekannten Verfahren dieser Art werden die Werkstücke
an mehreren, nacheinander angeordneten Sprühpistolen langsam
kontinuierlich vorbeibewegt. Die Sprühpistolen sind an
Hubgeräten montiert, so daß sie vertikal bezüglich der
vorbeibewegten Werkstücke auf- und abbewegbar sind. Versprühtes
Überschußpulver wird zurückgewonnen und entweder mit
Frischpulver vermischt oder separat wieder versprüht. Zumindest
die zuerst von den Werkstücken erreichte Sprühpistole
wird ganz oder teilweise mit dem rückgeführten Pulver gespeist,
während die zuletzt von den Werkstücken erreichte
Sprühpistole ausschließlich mit Frischpulver versorgt wird. So
wird das Werkstück mit einer Grundierschicht aus ganz oder
teilweise rückgeführtem Pulver versehen, die mindere Qualität
als die zuletzt aufgebrachte Deckschicht aus dem Frischpulver
hat (DE 40 13 063 C1).
Ein Pulverwechsel ist aber nicht nur zum Einsatz von Pulver
unterschiedlicher Qualität erforderlich sondern auch zu einem
Farbwechsel in Pulverbeschichtungsanlagen.
Ein Farbwechsel bedingt derzeit entweder eine sorgfältige
Reinigung des gesamten Zuleitungssystems für die Pulverversorgung
oder einen Austausch des alten Schlauchsatzes gegen
einen neuen Schlauchsatz an sämtlichen Pistolen, um Pulververmischungen
bzw. Farbverschleppungen zu vermeiden. Ein
manueller Schlauchtausch führt im Vergleich zu einer herkömmlichen
Reinigung zu einer deutlichen Verringerung der
Stillstandszeit beim Farbwechsel, beansprucht jedoch immer
noch erheblichen Aufwand an Gerät, Zeit und Arbeitseinsatz.
Es sind auch Verfahren bekannt geworden, bei denen im Falle
eines Pulverwechsels ein Reinigungsschritt durch Spülen mit
einem Reinigungsmittel, wie Druckluft, eingeschaltet wird (DE
29 30 121 A1; US 37 82 632 A). Dies erfordert zusätzlichen
Zeitaufwand und verkompliziert die dafür erforderlichen
Einrichtungen. Diese sind so konzipiert, daß sich bei einem
Pulverwechsel die Lage der Abführeinheit und damit der
Sprühpistole zwangsläufig gegenüber derjenigen der Zuführeinheit
verändert, was die Steuerung der Relativbewegung
zwischen Sprühpistole und Werkstück erschwert.
Mit der Erfindung sollen eine Einrichtung und ein Verfahren
zum elektrostatischen Pulverbeschichten von Werkstücken mit
unterschiedlichen Pulvern angegeben werden, sei es zur Beschichtung
eines Werkstückes mit mehreren Pulverschichten
unterschiedlicher Qualität, z.B. einer Grundierschicht und
darüber einer oder mehreren Deckschichten übereinander, oder
sei es zur Beschichtung der Werkstücke mit unterschiedlichen
Pulverqualitäten an unterschiedlichen Stellen oder mit unterschiedlichen
Farben, wobei der Zeitraum zum Umschalten von
einem Pulver auf ein anderes Pulver verkürzt werden soll.
Diese Aufgabe ist durch eine Einrichtung nach Anspruch 1 und
ein Verfahren nach Anspruch 5 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Bei der Einrichtung und dem Verfahren nach der Erfindung ist
es möglich, die Pulverversorgung der Sprühpistole von einem
Pulver auf ein anderes Pulver in einem Zeitraum von Sekunden
oder Sekundenbruchteilen umzuschalten, wobei auf eine Reinigung
während des Pulverwechsels, das heißt bei unterbrochener
Pulverzufuhr, ganz verzichtet ist. Dies kürzt eine unvermeidliche
Betriebsunterbrechung beim Pulverwechsel deutlich
ab. Dadurch wird es möglich, anstatt mit mehreren
Sprühpistolen mit nur einer Sprühpistole in kürzester Zeit
unterschiedliche Pulver auf ein an der Sprühpistole kontinuierlich
vorbeibewegtes Werkstück aufzubringen, wobei die
Pistole an einem aus der Naßlackiertechnik bekannten Knickarmroboter
montierbar ist, der ein zielgenaues Positionieren
der Sprühpistole längs einer vorprogrammierten Bahn bezüglich
des Werkstückes ermöglicht. Ein solches zielgenaues
Positionieren der Sprühpistole führt dazu, daß nahezu das
gesamte versprühte Pulver auf die Werkstückoberfläche gelangt,
so daß beispielsweise beim nacheinander Versprühen von Pulver
unterschiedlicher Farbe eine Entsorgung des wenigen vorbeigesprühten
Pulvers in Kauf genommen werden und folglich ohne
Pulverrückführung gearbeitet werden kann.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten
näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt eine perspektivische Schemadarstellung einer
Pulverspeisevorrichtung zur Pulverversorgung einer
Sprühpistole gemäß der Erfindung, wobei zur Vereinfachung
ein Antrieb für ein bewegtes Bauteil dieser
Vorrichtung nicht dargestellt ist;
- Fig. 2
- zeigt in einer perspektivischen Darstellung ähnlich
Fig. 1 eine durch einen Antrieb ergänzte Vorrichtung
gemäß Fig. 1; und
- Fig. 3
- zeigt eine Draufsicht auf eine Karosserie-Förderlinie
mit daran paarweise angeordneter Pulversprüheinrichtungen
gemäß der Erfindung.
Die in den Figuren gezeigte Baueinheit einer Pulverspeisevorrichtung
1 einer nicht gezeigten Sprühpistole weist eine
Zuführeinheit 2 mit im Kreis verteilt angeordneten Schlauchanschlüssen
3, 4, 5, 6, die mit Durchgangsbohrungen 3', 4',
5', 6' in der Zuführeinheit kommunizieren, und eine Abführeinheit
8 mit einem Pulverausgang 9 auf, der einen
Schlauchanschluß 10 trägt, welcher mit einer Bohrung 10' im
Pulverausgang 9 der Abführeinheit 8 kommuniziert. Die Bohrung
10' kommuniziert ihrerseits mit vier Schrägbohrungen
3'', 4'', 5'' und 6'', die auf der der Zuführeinheit zugekehrten,
ebenen Fläche 11 in gleicher Konfiguration wie die
Durchgangsbohrungen 3' bis 6' zu diesen fluchtend münden.
Zwischen Zuführeinheit 2 und Abführeinheit 8 ist eine Kanalplatte
12 angeordnet, welche eine einzige Durchgangsbohrung
30 aufweist. Diese Durchgangsbohrung 30 ist auf dem gleichen
Kreis angeordnet wie die Bohrungen 3' bis 6' und die Schrägbohrungen
3'' bis 6''. Die Kanalplatte ist um ihre Mittelachse
drehbar, welche mit der Mittelachse des Kreises zusammenfällt,
auf dem die Durchlaßbohrungen 3' bis 6' und die
Schrägbohrungen 3'' bis 6'' liegen, so daß durch Verdrehen der
Kanalplatte in Stellungen, in welcher die Durchgangsbohrung
30 der Kanalplatte 12 mit paarweise einander zugeordneten
Bohrungen 3' und 3'', 4' und 4'', 5' und 5'' oder 6' und 6''
fluchten, wahlweise der Schlauchanschluß 10 der Abführeinheit
8 mit einem der Schlauchanschlüsse 3 bis 6 der Zuführeinheit
2 verbindbar ist.
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 ergänzt durch einen
Antrieb mit einem Antriebsmotor 20, welcher ein Abtriebsritzel
21 antreibt. Die Kanalplatte 12 ist auf ihrem äußeren
Umfang mit gleicher Verzahnung wie das Abtriebsritzel 21
versehen. Über einen Zahnriemen 22 ist das Abtriebsmoment
des Motors 20 auf die Kanalplatte 12 übertragbar. Die Drehwege
des Motors 20 und damit der der Kanalplatte 12 sind
mittels einer nicht gezeigten Steuereinrichtung exakt so
bemessbar, daß die Kanalplatte jeweils vorbestimmte Drehwege
zurücklegt, die zum genauen Ausrichten der Bohrung 30 auf
die jeweils gewählte Bohrung 3', 4', 5' oder 6' erforderlich
sind.
Durch entsprechende Auslegung der Betriebsdrehzahl des Motors
20 und der Untersetzung mittels des Zahnriemenantriebs
21, 22 lassen sich Umschaltzeiten in der Größenordnung einer
Sekunde und weniger erzielen.
Die Kanalplatte 12 muß zwischen den gegenüberstehenden
Flächen 11, 13 der Abführeinheit 8 und der Zuführeinheit 2
insbesondere um die Bohrung 30 herum beidseitig abdichten.
Dies ist mit gängiger Dichtungstechnik ohne weiteres beherrschbar,
die nicht Gegenstand der Erfindung ist und deshalb
hier nicht näher beschrieben ist.
Es versteht sich, daß die Antriebsleistung des Motors 20
auch auf andere Weise auf die Kanalplatte 12 übertragen werden
kann, z.B. mittels eines Zahngetriebes. Es muß lediglich
sichergestellt sein, daß der Antrieb die Kanalplatte 12 um
einen exakt bemessenen Weg zum in Fluchtung bringen der jeweils
gewählten Bohrungen der Zuführeinheit 2 und der Abführeinheit
8 mit der Bohrung 30 verstellt.
Es liegt ferner auf der Hand, daß die Erfindung auch schon
bei nur zwei Schlauchanschlüssen das Umschalten zwischen
zwei verschiedenen Pulvern ermöglicht, so daß eine Anzahl
von zwei bis beliebig vielen Schlauchanschlüssen der Zuführeinheit
2 und eine entsprechende Anzahl von Schrägbohrungen
in der Abführeinheit 8 vorgesehen sein können.
Über die verschiedenen Schlauchanschlüsse der Zuführeinheit
können Pulver unterschiedlicher Qualität, z.B. zurückgeführtes
Pulver und Frischpulver in verschiedenen Mischungsstufen
mit zurückgeführtem Pulver oder aber auch verschieden gefärbte
Pulver der oder den Sprühpistolen zugeführt werden,
wobei die Umschaltung durch Knopfdruck ausgelöst und innerhalb
einer Sekunde erledigt werden kann.
Selbstverständlich können Sprühpistolen gängiger Bauart mit
luftunterstütztem oder luftlosem Versprühen von Pulver bei
der Erfindung eingesetzt werden. Soweit ein Pulver-Luftgemisch
versprüht werden soll, ist in der vorstehenden Beschreibung
"Pulver" als "Pulver-Luftgemisch" zu lesen.
Die Fig. 3 zeigt eine Förderlinie einer Kraftfahrzeugkarosserie
50 in Draufsicht. Eine Kraftfahrzeugkarosserie 50 ist
auf einer in Richtung des Pfeiles 51 kontinuierlich und
langsam in der Förderlinie beweglichen Plattform 52 aufgesetzt.
Beidseitig der Plattform sind je ein Knickarmroboter 53 angeordnet,
welche aus der Naßlackiertechnik bekannt sind. Die
ortsfest bei 54 verankerten Knickarmroboter 53 haben einen
Arbeitsarm 55, an dessen freiem Ende bei 56 eine Pulverspeisevorrichtung
angeordnet ist. Diese Pulverspeisevorrichtung
56 entspricht grundsätzlich der in den Fig. 1 und 2
gezeigten Pulverspeisevorrichtung 1, versorgt hier jedoch
zwei in Zwillingsanordnung parallel zueinander angeordnete
Sprühpistolen 57, 58 mit unterschiedlichen Pulvern je nach
Schaltstellung der Pulverspeisevorrichtung.
Mittels der Knickarmroboter lassen sich die Zwillingsanordnungen
der Sprühpistolen 57, 58 auf vorprogrammierten Bahnen
zielgenau an die Fahrzeugkarosserie 50 so nah heranführen,
daß gewünschte Stellen mit dem jeweils passenden Pulver beschichtet
werden, z. B. die nicht von außen sichtbaren Flächen
der Fahrzeugkarosserie mit rückgeführtem Grundierpulver
und Sichtflächen der Karosserie nach schnellem Umschalten
der Sprühpistolen 7, 8 mit Frischpulver.
Außerdem können ohne aufwendige Reinigungsmaßnahmen oder
Schlauchwechsel unterschiedliche Farben durch einfaches Umschalten
der Pulverspeisevorrichtungen über die Sprühpistolen
57, 58 versprüht werden. In diesem Fall wird auf
eine Pulverrückführung ganz verzichtet, um Farbvermischung
zu vermeiden. Dies führt zu einer sehr geringen zu entsorgenden
Pulvermenge, weil aufgrund des zielgenauen Heranführens
der Sprühpistolen 57, 58 an die angefahrenen, zu besprühenden
Stellen der Karosserie 50 nahezu sämtliches versprühtes
Pulver auf die Karosserie gelangt.
Die in der vorstehenden Beschreibung, der Zeichnung und den
Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl
einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen
von Bedeutung sein.