EP1314483B1 - Verfahren und Versorgungssystem zur dosierten Materialversorgung einer Beschichtungsvorrichtung - Google Patents

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EP1314483B1
EP1314483B1 EP02025206A EP02025206A EP1314483B1 EP 1314483 B1 EP1314483 B1 EP 1314483B1 EP 02025206 A EP02025206 A EP 02025206A EP 02025206 A EP02025206 A EP 02025206A EP 1314483 B1 EP1314483 B1 EP 1314483B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coating
line
paint
pig
station
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02025206A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1314483A2 (de
EP1314483A3 (de
Inventor
Rainer Melcher
Stefano Giuliano
Hans-J. Dr. Nolte
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.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Publication of EP1314483A2 publication Critical patent/EP1314483A2/de
Publication of EP1314483A3 publication Critical patent/EP1314483A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1314483B1 publication Critical patent/EP1314483B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • 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
    • B05B12/1481—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 comprising pigs, i.e. movable elements sealingly received in supply pipes, for separating different fluids, e.g. liquid coating materials from solvent or air
    • 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method and a supply system for the metered material supply of a coating device for the automatically controlled serial coating of workpieces according to the preamble of the independent claims using two color containers each connected to a supply line, which alternately supply the coating device.
  • the coating device can be supplied from one ink container, while the other container is filled, whereby short color change times can be realized.
  • it is the electrostatic serial coating of workpieces such as vehicle bodies with electrically conductive coating material often changing color.
  • a newer, known from DE 19937426 A / B system of the type considered operates in principle similar to that according to EP 0292778, but here are the leading from the color changer to the two color containers lines cleaned using pigs, the first of a the pigging station associated with the color changer are conveyed to a pigging station assigned to the container and from there subsequently by compressed gas back into the pigging station at the color changer.
  • the filling of the container takes place mainly by the color print at the exit of the color changer, bypassing the pigs, which are in this case in rest position in the respective pig station and press only when cleaning the line therein remaining paint residues in the container.
  • the A / B system is switched over and the painting process is started by opening a valve in the pipe leading from the tank to the atomiser.
  • the ink containers are cylinders with a displaceable against the force of a compression spring piston and are emptied after filling a desired amount of ink, which is reported by a level sensor, by the compression spring pushing back the piston.
  • DE 10033987 proposes a supply system for an electrostatic coating system which also uses A / B technology for the separation of potential piggable ink supply lines, in which the quantity of ink required between each pair of pigs, enclosed by an insulating sliding fluid, is conveyed to the atomizer.
  • the metering of the paint flow on the atomizer is effected by a metering pump, which is arranged in a return line for the sliding fluid and thus does not flow through the paint, but only by the sliding fluid.
  • the problem here may be the risk of mixing the paint to be conveyed by the pigs with the pushing medium.
  • the invention has for its object to provide a method and a supply system of the type considered, the exact and even during the coating with high precision and with short response times to the Dosier horrsignale changeable dosage and on the other hand small time, color and detergent losses in a color change without having to remove the containers from their supply lines after filling.
  • the invention combines the possibility of highest dosing precision and short color change times due to the two operated in A / B-technology dosing with the advantages of pigging technology, especially in terms of effort and time in the cleaning of the supply lines as well as the required in electrostatic coating systems for conductive material such as water vapor potential separation.
  • the dosing system shown in Fig. 1 is used to supply an electrostatic sprayer 1 serving as a coating material paint of frequently changing color, which is supplied from two color changers 2A and 2B via connected at their outputs connecting paths 3A and 3B under pressure.
  • the connecting paths 3A, 3B respectively contain flow measuring cells 4A and 4B and each lead to a first pig station 6A or 6B, from which a respective molten insulating supply line 7A or 7B extends to a second pig station 8A or 8B.
  • the color changers can be assembled together with the respective first pig station 6A or 6B to form a structural unit.
  • a container input path 9A or 9B Connected to the second pig station 8A or 8B via a container input path 9A or 9B is the paint space 12A or 12B of a displaceable piston 11A or 11B of a paint container 10A or 10B designed as a piston metering cylinder.
  • the output paths 13A and 13B of the two paint containers 10A and 10B are connected.
  • These output paths are combined in a change-over valve arrangement 16, which in turn is connected to the atomizer 1 via a spray line 17 common to the two metering circuits (A / B).
  • a spindle drive indicated at 14A or 14B is provided with a motor (not shown in FIG. 1).
  • the dosing system shown including the paint container 10A, 10B and its spindle drive 14A, 14B and preferably also the Umschaltventilan Aunt 16 fixedly mounted in a nebulizer 1 moving machine, for example in the or the arms of a painting robot.
  • the spindle drive 14A, 14B is expediently located in a grounded area and can be coupled with an insulating shaft by the paint container 10A, 10B set to high voltage during operation by the atomizer 1. Also, the color changer 2A, 2B are grounded.
  • the paint container 10B is to be filled with paint having the next desired hue, while the nebulizer 1 is supplied with paint from the previously filled paint container 10A.
  • the further ink supply is blocked and the paint column located in the line is pushed by the pig MB behind it through the line and through the second pig station 8B into the color space 12B of the container 10B whose piston 11B is displaced in the filling direction.
  • the connection between the output path 13 B of the paint container 10 B and the atomizer 17 is hereby blocked by the Umschaltventilan Aunt 16.
  • the filling process is completed when the pushing pig reaches its final position in the second pig station 8B.
  • the insulating pushing medium driving the sliding pig for example compressed air, is guided into the pig station 6B by a separate line 19B (corresponding to 19A in the other metering circuit).
  • the level of the ink containers can be monitored by the "full" and "empty" sensors indicated on the container 10A.
  • the potential separation can be done with two pigs according to the manner described in DE 10131562.
  • the atomizer 1 ', the color changers 2'A, 2'B, the communication paths 3'A, 3'B, the pig stations 6'A, 6'B, 8'A and 8'B correspond to the supply lines 7'A, 7'B, the paths 9'A, 9'B, 13'A and 13'B, the metering paint containers 10'A, 10'B driven by controlled motors M1, M2, respectively, and the switching valve assembly 16 '
  • the line 27 leading from the reversing valve arrangement 16 'to the atomizer 1' and common to the two metering circuits (A / B) is designed as an insulating piggable tube.
  • a pig (not shown) can be moved back and forth between a pig source station 28 located at or in the changeover valve arrangement 16 'and a pig destination station 29 located close to the atomizer 1'.
  • the pig target station 29 may also be located in the atomizer 1 ', in particular directly at the paint nozzle, when the color channel connected to the line 27 is painted in the paint tube of the atomizer, as described in more detail in the patent application DE 101 57 938.
  • the paintblack flows, for example, from the paint container 10'A in the quantity metered by the engine M1 through the line 27 to the atomizer 1 ', past the inactive position in FIG Molchzielstation 29 located pig.
  • This newt can z. B. be conveyed by flowing into the line 27 color paint (or previously by a separate shift medium) in his destination.
  • the color compound is blocked by the target station 29 to the atomizer 1 'and the color remaining in the line 27 color material in a known reflow technique of the pig in a return line 30 is pushed back, the two between the paint container 10'A or 10'B and the common line 27 connected valves 26A and 26B of the assembly 16 'are closed.
  • the valves 26A and 26B can be connected according to the illustration further return lines.
  • a rinsing agent from a rinsing cycle C could be conducted into the pig destination station 29 as a pushing medium for the pig.
  • a separate pig pushing medium can be passed through a valve assembly 32 via a further line 33 leading into the atomizer 1 'via the atomizer into the pig destination station 29.
  • the arrangement 32 may contain further valves for pulse air (PL) and diluent (V) and a return valve (RF).
  • PL pulse air
  • V diluent
  • RF return valve
  • the pig target station 29 contains no valves, which may be advantageous for reasons of space and possibly also weight.
  • the purge C works with potential separation and can, for. B. another dosing cylinder 42, which is supplied to the rinsing liquid via another gemold line 43 with two pig stations 44 and 45 and taken over the in the pig station 29 and / or to the atomizer 1 'leading line 46.
  • the gemolchten lines 7'A, 7'B and 27 can in each case by arranged at the respective pig station pig initiators such.
  • the initiator 49A at the pig station 6'A and the initiator 49C at the pig source station 28 are monitored.
  • the parts of the system shown in Fig. 2 can be installed, for example, in an articulated robot on the two arms and wrists distributed.
  • the two arms are separated from each other and the front arm from the wrist.
  • the atomizer 1 ' can be automatically released from the wrist, such as when changing against another atomizer or against a measuring or other tool.
  • the two paint containers 10'A and 10'B with their associated pig stations 8'A and 8'B, the changeover valve assembly 16 'and its downstream pig pig station 28 and the pig station 44 of the scavenging circuit are located in the front robot arm, the Color changer 2'A and 2'B and their associated pig stations 6'A and 6'B, the drive motors M1 and M2 of the paint container and the pig station 45 of the rinsing circuit behind the front arm and the pig station 29 in the wrist.

Landscapes

  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Versorgungssystem zur dosierten Materialversorgung einer Beschichtungsvorrichtung für die automatisch gesteuerte Serienbeschichtung von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche unter Verwendung von zwei jeweils an eine Versorgungsleitung angeschlossenen Farbbehältern, die einander abwechselnd die Beschichtungsvorrichtung versorgen. Mit einem derartigen System, dessen Arbeitsweise üblicherweise als A/B-Technik bezeichnet wird, kann die Beschichtungsvorrichtung jeweils aus dem einen Farbbehälter versorgt werden, während der jeweils andere Behälter gefüllt wird, wodurch kurze Farbwechselzeiten realisierbar sind. Insbesondere handelt es sich um die elektrostatische Serienbeschichtung von Werkstücken wie beispielsweise Fahrzeugkarossen mit elektrisch leitfähigem Beschichtungsmaterial häufig wechselnder Farbe.
  • Bei einem aus der EP 0292778 bekannten A/B-System dieser Gattung sind zwei als Farbvorratsbehälter dienende Dosierzylinder mit von einem Spindelantrieb verschiebbaren Kolben parallel zu einander über isolierende Leitungen zwischen einen geerdeten Farbwechsler und den auf Hochspannung liegenden Zerstäuber geschaltet. Im Betrieb werden die beiden Leitungen jedes Behälters einander abwechselnd gefüllt und entleert, wodurch der Farbwechsler und der Zerstäuber ständig voneinander isoliert gehalten werden. Zum Entleeren werden die betreffenden Leitungen gespült und trockengeblasen. Zur Entnahme des dem Zerstäuber zuzuführenden Farbmaterials aus den Behältern werden diese mit Druckluft beaufschlagt, die durch die Kolbenstange in den Behälter geleitet wird, während mit dem verschiebbaren Kolben das Volumen des Behälters vor Beginn des Beschichtungsbetriebes für die jeweils für ein Werkstück benötigte Farbmenge eingestellt wird. Abgesehen von der Beschränkung der Dosiermöglichkeiten auf die Voreinstellung eines gewünschten Volumens hat dieses bekannte System vor allem den Nachteil erheblicher Farb- und Spülmittelverluste beim Entleeren der Leitungen.
  • Ein neueres, aus der DE 19937426 bekanntes A/B-System der betrachteten Gattung arbeitet im Prinzip ähnlich wie das nach der EP 0292778, doch werden hier die von dem Farbwechsler zu den beiden Farbbehältern führenden Leitungen unter Verwendung von Molchen gereinigt, die zunächst aus einer dem Farbwechsler zugeordneten Molchstation zu einer dem Behälter zugeordneten Molchstation und von dort anschließend durch Druckgas zurück in die Molchstation am Farbwechsler befördert werden. Das Befüllen der Behälter erfolgt in der Hauptsache durch den Farbdruck am Ausgang des Farbwechslers unter Umgehung der Molche, die sich hierbei in Ruheposition in der jeweiligen Molchstation befinden und lediglich beim Reinigen der Leitung darin noch befindliche Farbreste in den Behälter drücken. Nach Abschluss der Reinigung der Leitung wird das A/B-System umgeschaltet und durch Öffnen eines Ventils in der vom Behälter zum Zerstäuber führenden Leitung der Lackiervorgang begonnen. Die Farbbehälter sind Zylinder mit einem gegen die Kraft einer Druckfeder verschiebbaren Kolben und werden nach Einfüllen einer gewünschten Farbmenge, die von einem Füllstandsensor gemeldet wird, durch die den Kolben zurückschiebende Druckfeder entleert.
  • Auch bei diesem bekannten A/B-System ist also die Dosierung auf das Einfüllen einer vorbestimmten Farbmenge in die Behälter beschränkt. In der Regel ist es aber erforderlich, während der Beschichtung die dem Zerstäuber zuzuführende Farbmenge z. B. in Abhängigkeit von Werkstückbereichen, Größe und Form der zu beschichtenden Flächen, Spritzstrahlform usw. zu ändern. Erheblich unterschiedliche Lackausflussraten am Zerstäuber sind beispielsweise bei der Innen- bzw. Außenlackierung von Fahrzeugkarossen mit Lackierrobotern erforderlich. Eine Änderung des der Ausflussrate entsprechenden Volumenstroms am Ausgang der Farbbehälter wäre bei den oben besprochenen bekannten Systemen nur durch Zusatzmaßnahmen möglich, etwa mit einer den Behältern nachgeschalteten Dosierpumpe.
  • In der DE 10033987 wurde ein ebenfalls mit A/B-Technik arbeitendes Versorgungssystem für eine elektrostatische Beschichtungsanlage mit zur Potentialtrennung dienenden molchbaren Farbzuführleitungen vorgeschlagen, in denen die jeweils für einen Beschichtungsvorgang benötigte Farbmenge zwischen zwei Molchen eingeschlossen von einer isolierenden Schiebeflüssigkeit zu dem Zerstäuber gefördert wird. Die Dosierung des Lackflusses am Zerstäuber erfolgt durch eine Dosierpumpe, die in einer Rückführleitung für die Schiebeflüssigkeit angeordnet ist und somit nicht von dem Farblack, sondern nur von der Schiebeflüssigkeit durchflossen wird. Problematisch kann hier das Risiko einer Vermischung des durch die Molche zu fördernden Farblacks mit dem Schiebemedium sein. Nach einem in der DE 10131562 vorgeschlagenen ähnlichen Verfahren wird zur Potentialtrennung der geerdeten Farbversorgungseinrichtung von dem unter Hochspannung stehenden Zerstäuber das für einen Beschichtungsvorgang jeweils benötigte Farbmaterial zwischen zwei Molchen von einer ersten Molchstation zu einer zweiten Molchstation durch eine isolierende Leitung gefördert, in der zwischen den Molchstationen und den Molchen isolierende Luftstrecken gebildet werden. Als Molchschiebemedium dient hier also Druckluft, so dass die erwähnte Kontaminationsgefahr entfällt. Bei den beiden vorgeschlagenen Verfahren ist aber u. a. wegen der Nachgiebigkeit der gemolchten Farbschläuche eine genaue Dosierung mit kurzen Dosieransprechzeiten schwierig und nur mit beträchtlichem Aufwand erzielbar. Da die gemolchten Schläuche bis in die Nähe des Zerstäubers führen, müssen sie ferner im Fall von Lackierrobotern durch die Innendurchführungen der Handachse verlegt werden, wo sich Probleme hinsichtlich Verdrehung und Verformung der Schläuche sowie Abdichtungs- und Platzprobleme ergeben können.
  • Aus der EP 0796664 ist es bekannt, als auswechselbare "Kartuschen" dienende Dosierzylinder herausnehmbar im Arm eines Lackierroboters anzuordnen und durch einen mit dem Zylinderkolben kuppelbaren Spindelantrieb in Richtung zum Zerstäuber zu entleeren. Nachteilig kann hier nicht nur der Handlingaufwand beim Kartuschenwechsel sein, sondern auch eine Beeinträchtigung der Dosiergenauigkeit durch das Spiel der (nicht fest verschraubten) Einbettung der Kartuschen im Roboterarm.
  • Es ist ferner bekannt, Farbbehälter fest in den Zerstäuber eines Lackierroboters einzubauen, durch Andocken an eine externe Befüllstelle zu füllen und durch einen Spindelantrieb mit einem elektrischen Motor zu entleeren (EP 0693319). Zur Reinigung und Neubefüllung des Farbbehälters kann auch der gesamte Zerstäuber an einer Wechselstation abgelegt und dort später vom Roboter wieder abgeholt werden. Der Einbau eines Behälters und ggf. eines zugehörigen Spindelantriebs in den Zerstäuber selbst erhöhen aber dessen Größe und Gewicht, was vor allem bei Lackierrobotern in Hinblick auf Bewegungsdynamik und Zugänglichkeit schwieriger Werkstückbereiche unerwünscht ist, und auch der für eine Zerstäuberwechselstation mit Farbversorgung erforderliche zusätzliche Platzbedarf in der Sprühkabine kann nachteilig sein.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Versorgungssystem der betrachteten Gattung anzugeben, die eine genaue und auch während der Beschichtung mit hoher Präzision und mit kurzen Ansprechzeiten auf die Dosiersteuersignale änderbare Dosierung und andererseits geringe Zeit-, Farb- und Reinigungsmittelverluste bei einem Farbwechsel ermöglichen, ohne dass dazu die Behälter nach der Befüllung von ihren Versorgungsleitungen entfernt werden müssen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
  • Die Erfindung kombiniert die Möglichkeit höchster Dosierpräzision und kurzer Farbwechselzeiten aufgrund der beiden in A/B-Technik betriebenen Dosierbehälter mit den Vorteilen der Molchtechnik insbesondere hinsichtlich Aufwand und Zeit bei der Reinigung der Versorgungsleitungen sowie hinsichtlich der in elektrostatischen Beschichtungsanlagen für leitfähiges Material wie Wasserlack erforderlichen Potentialtrennung.
  • Hohe Dosiergenauigkeit und kurze Dosieransprechzeiten werden durch die Möglichkeit erreicht, im Gegensatz zu den bekannten Molchsystemen "starre" Dosiersysteme, insbesondere präzise Kolbendosiersysteme beispielsweise mit einem Spindelantrieb zu verwenden.
  • Durch das Befördern der in die Versorgungsleitung eingefüllten Farbmenge zu dem angeschlossenen Farbbehälter durch einen Molch lässt sich andererseits der Reinigungsaufwand herabsetzen, und da keine Farbreste in den Behälter gedrückt werden müssen, geht keine dafür erforderliche Zeit für den Beschichtungsprozess verloren. Wenn beim Einfüllen des Beschichtungsmaterials in die Versorgungsleitung ein zur elektrischen Isolierung zwischen der Hochspannung der Beschichtungsvorrichtung und Erdpotential ausreichende Leitungsstrecke leer bleibt, lässt sich bei dieser Methode zugleich auf besonders zweckmäßige Weise die in elektrostatischen Beschichtungsanlagen für Wasserlack od. dgl. erforderliche Potentialtrennung erreichen, wie an sich in den erwähnten DE 10033987 und 10131562 erläutert ist.
  • Wenn die beiden Farbbehälter sich in einem die Beschichtungsvorrichtung bewegenden Arm einer Beschichtungsmaschine befinden, also z. B. in einem Roboterarm, ergibt sich gegenüber Zerstäubern mit eingebauten Farbbehältern der wichtige Vorteil, dass die entsprechend kleineren und leichteren Zerstäuber besser bewegbar sind und auch beengte Werkstückbereiche besser erreichen als bisher. Ferner entfällt in manchen Fällen die Notwendigkeit einer Zerstäuberwechselstation, während in anderen Fällen eine ggf. vorhandene Wechselstation einfacher und weniger platzaufwendig sein kann als bisher.
  • Gegenüber der bekannten Molchtechnik kann sich bei Anbringung des Zerstäubers am Handgelenk eines Roboters od. dgl. ferner der Vorteil ergeben, dass keine molchbaren Schläuche durch das Handgelenk verlegt werden müssen. Wenn aber u. a. zur weiteren Verringerung der Farbverluste ein molchbarer Schlauch bis zum Zerstäuber führen soll, genügt hierfür ein einziger, dem eigentlichen A/B-System nachgeschalteter Schlauch.
  • An dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1.
    eine schematische Darstellung eines gemolchten Dosiersystems gemäß der Erfindung; und
    Fig. 2
    ein Dosiersystem gemäß einer Weiterbildung der Erfindung.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Dosiersystem dient zur Versorgung eines elektrostatischen Zerstäubers 1 mit als Beschichtungsmaterial dienendem Farblack häufig wechselnder Farbe, der von zwei Farbwechslern 2A bzw. 2B über an deren Ausgänge angeschlossene Verbindungswege 3A bzw. 3B unter Druck zugeführt wird. Die Verbindungswege 3A, 3B enthalten jeweils Durchflussmesszellen 4A bzw. 4B und führen in je eine erste Molchstation 6A bzw. 6B, von der je eine gemolchte isolierende Versorgungsleitung 7A bzw. 7B zu einer zweiten Molchstation 8A bzw. 8B verläuft. U.a. zur Verkürzung der Verbindungswege 3A und 3B können die Farbwechsler mit der jeweiligen ersten Molchstation 6A bzw. 6B zu einer Baueinheit zusammengebaut sein. An die zweite Molchstation 8A bzw. 8B ist über einen Behältereingangsweg 9A bzw. 9B der von einem verschiebbaren Kolben 11A bzw. 11B begrenzte Farbraum 12A bzw. 12B eines als Kolbendosierzylinder ausgebildeten Farbbehälters 10A bzw. 10B angeschlossen. An dieselben Farbräume, also auf derselben Behälterseite wie die Eingangswege sind die Ausgangswege 13A bzw. 13B der beiden Farbbehälter 10A und 10B angeschlossen. Diese Ausgangswege sind in einer Umschaltventilanordnung 16 zusammengeführt, die ihrerseits über eine den beiden Dosierkreisen (A/B) gemeinsame Zerstäuberleitung 17 mit dem Zerstäuber 1 verbunden ist. Zum gesteuerten Verschieben der Kolben 11A bzw. 11B der beiden Dosierzylinder ist je ein bei 14A bzw. 14B angedeuteter Spindelantrieb mit einem (in Fig. 1 nicht dargestellten) Motor vorgesehen.
  • Das dargestellte Dosiersystem kann einschließlich der Farbbehälter 10A, 10B und ihres Spindelantriebs 14A, 14B und vorzugsweise auch der Umschaltventilanordnung 16 fest in eine den Zerstäuber 1 bewegende Maschine eingebaut sein, beispielsweise in den oder die Arme eines Lackierroboters. Der Spindelantrieb 14A, 14B befindet sich zweckmäßig in einem geerdeten Bereich und kann von dem im Betrieb vom Zerstäuber 1 auf Hochspannung gelegten Farbbehälter 10A, 10B mit einer Isolierwelle gekuppelt sein. Auch die Farbwechsler 2A, 2B sind geerdet.
  • Im Betrieb sei angenommen, dass der Farbbehälter 10B mit Lack mit dem nächsten gewünschten Farbton befüllt werden soll, während der Zerstäuber 1 beim Lackieren aus dem zuvor gefüllten Farbbehälter 10A versorgt wird.
  • Zur genau dosierten Befüllung des Farbbehälters 10B wird zunächst die gewünschte, mit der Durchflussmesszelle 4B zugemessene Farbmenge aus dem Farbwechsler 2B durch die Molchstation 6B in die Versorgungsleitung 7B eingespeist. Wenn nur ein Molch in der Molchstation vorgesehen ist, fließt das Farbmaterial an ihm vorbei in die Leitung 7B. Wenn zwei Molche vorhanden sind, kann das Farbmaterial zwischen ihnen eingeleitet werden und dabei den vorderen Molch (nicht dargestellt) in die Leitung in Richtung zu der zweiten Molchstation 8B schieben. Sobald sich eine bestimmte Farbmenge in der Leitung 7B befindet, wird die weitere Farbzufuhr gesperrt und die in der Leitung befindliche Farbsäule von dem hinter ihr befindlichen Molch MB durch die Leitung und durch die zweite Molchstation 8B hindurch in den Farbraum 12B des Behälters 10B geschoben, wobei dessen Kolben 11B in Füllrichtung verschoben wird. Die Verbindung zwischen dem Ausgangsweg 13B des Farbbehälters 10B und der Zerstäuberleitung 17 ist hierbei durch die Umschaltventilanordnung 16 gesperrt. Der Einfüllvorgang ist beendet, wenn der schiebende Molch seine Endposition in der zweiten Molchstation 8B erreicht. Das den schiebenden Molch antreibende isolierende Schiebemedium, beispielsweise Druckluft, wird durch eine gesonderte Leitung 19B (entsprechend 19A in dem anderen Dosierkreis) in die Molchstation 6B geleitet. Der Füllstand der Farbbehälter kann durch die am Behälter 10A angedeuteten Sensoren "Voll" und "Leer" überwacht werden.
  • Während der Befüllung des Behälters 8B bleibt stets eine zur elektrischen Isolierung zwischen der Hochspannung des Zerstäubers und Erdpotential ausreichende Strecke der Versorgungsleitung 7B leer. Zu Beginn ist dies die vor der Farbsäule befindliche Strecke, während nach dem Einfüllen der vorbestimmten Farbmenge in die Leitung 7B die zunehmend größer werdende leere Strecke LS hinter dem schiebenden Molch MB für die nötige Potentialtrennung sorgt. Zweckmäßig kann die Potentialtrennung mit zwei Molchen entsprechend der in der DE 10131562 beschriebenen Weise erfolgen.
  • Zum genau dosierten Lackieren unter Verwendung des Farblacks aus dem Farbbehälter 10A wird der Farblack über die zur Zerstäuberleitung 17 geöffnete Umschaltventilanordnung 17 bei gesperrtem Eingangsweg 9A und leerer Versorgungsleitung 7A durch den von seinem bedarfsabhängig gesteuerten Spindelantrieb 14A bewegten Kolben 11A in die Zerstäuberleitung 17 gedrückt. Die Isolierstrecke LS' der leeren Versorgungsleitung 7A sorgt für Potentialtrennung zwischen dem über die Zerstäuberleitung 17 auf Hochspannung gelegten Behälter 10A und der ersten Molchstation 6A.
  • In Fig. 2 entsprechen der Zerstäuber 1', die Farbwechsler 2'A, 2'B, die Verbindungswege 3'A, 3'B, die Molchstationen 6'A, 6'B, 8'A und 8'B, die Versorgungsleitungen 7'A, 7'B, die Wege 9'A, 9'B, 13'A und 13'B, die von gesteuerten Motoren M1 bzw. M2 angetriebenen dosierenden Farbbehälter 10'A, 10'B und die Umschaltventilanordnung 16' den mit denselben Ziffern versehenen Elementen des oben beschriebenen Systems in Fig. 1. In Weiterbildung ist hier aber auch die von der Umschaltventilanordnung 16' zu dem Zerstäuber 1' führende, den beiden Dosierkreisen (A/B) gemeinsame Leitung 27 als isolierender molchbarer Schlauch ausgebildet, in dem ein (nicht dargestellter) Molch zwischen einer an oder in der Umschaltventilanordnung 16' befindlichen Molchquellstation 28 und einer nahe beim Zerstäuber 1' befindlichen Molchzielstation 29 hin und her bewegbar ist. Die Molchzielstation 29 kann sich auch in dem Zerstäuber 1' befinden, insbesondere unmittelbar an der Farbdüse, wenn der an die Leitung 27 angeschlossene Farbkanal im Farbrohr des Zerstäubers gemolcht wird, wie es genauer in der Patentanmeldung DE 101 57 938 beschrieben ist.
  • Während des Lackierens fließt der Farblack wie bei dem System nach Fig. 1 beispielsweise aus dem Farbbehälter 10'A in der vom Motor M1 bedarfsabhängig dosierten Menge durch die Leitung 27 zu dem Zerstäuber 1', vorbei an dem in Ruheposition in der Molchzielstation 29 befindlichen Molch. Dieser Molch kann z. B. durch den in die Leitung 27 fließenden Farblack (oder zuvor durch ein gesondertes Schiebemedium) in seine Zielstation befördert werden. Nach Beendigung des Lackiervorgangs wird die Farbverbindung von der Zielstation 29 zu dem Zerstäuber 1' gesperrt und das in der Leitung 27 verbliebene Farbmaterial in an sich bekannter Reflow-Technik von dem Molch in eine Rückführleitung 30 zurückgedrückt, wobei die beiden zwischen die Farbbehälter 10'A bzw. 10'B und die gemeinsame Leitung 27 geschalteten Ventile 26A und 26B der Anordnung 16' geschlossen sind. An die Ventile 26A und 26B können darstellungsgemäß weitere Rückführleitungen angeschlossen sein. Als Schiebemedium für den Molch könnte beispielsweise ein Spülmittel aus einem Spülkreis C in die Molchzielstation 29 geleitet werden. Statt dessen kann auch ein gesondertes Molchschiebemedium durch eine Ventilanordnung 32 über eine in den Zerstäuber 1' führende weitere Leitung 33 über den Zerstäuber in die Molchzielstation 29 geleitet werden. Neben dem Ventil für das Schiebemedium (MSM) kann die Anordnung 32 weitere Ventile für Pulsluft (PL) und Verdünner (V) sowie ein Rückführventil (RF) enthalten. In diesem Fall enthält die Molchzielstation 29 keine Ventile, was aus Platzgründen und eventuell auch Gewichtsgründen vorteilhaft sein kann.
  • Der Spülkreis C arbeitet mit Potentialtrennung und kann z. B. einen weiteren Dosierzylinder 42 enthalten, dem die Spülflüssigkeit über eine weitere gemolchte Leitung 43 mit zwei Molchstationen 44 und 45 zugeführt und über die in die Molchstation 29 und/oder zu dem Zerstäuber 1' führende Leitung 46 entnommen wird.
  • Die gemolchten Leitungen 7'A, 7'B und 27 können jeweils durch an der jeweiligen Molchstation angeordnete Molchinitiatoren wie z. B. den Initiator 49A an der Molchstation 6'A und den Initiator 49C an der Molchquellstation 28 überwacht werden.
  • Die Teile des in Fig. 2 dargestellten Systems können beispielsweise in einen Knickarmroboter auf dessen beide Arme und Handgelenke verteilt eingebaut werden. An den Schnittstellen 50 und 51 sind die beiden Arme voneinander bzw. der vordere Arm von dem Handgelenk getrennt. An einer weiteren Schnittstelle 52 kann der Zerstäuber 1' von dem Handgelenk automatisch gelöst werden, etwa beim Wechsel gegen einen anderen Zerstäuber oder gegen ein Mess- oder sonstiges Werkzeug.
  • Darstellungsgemäß können sich beispielsweise die beiden Farbbehälter 10'A und 10'B mit den ihnen zugeordneten Molchstationen 8'A und 8'B, die Umschaltventilanordnung 16' und die ihr nachgeschaltete Molchquellstation 28 sowie die Molchstation 44 des Spülkreises in dem vorderen Roboterarm befinden, die Farbwechsler 2'A und 2'B und die ihnen zugeordneten Molchstationen 6'A und 6'B, die Antriebsmotoren M1 und M2 der Farbbehälter sowie die Molchstation 45 des Spülkreises hinter dem vorderen Arm und die Molchstation 29 im Handgelenk.

Claims (17)

  1. Verfahren zur dosierten Materialversorgung einer Beschichtungsvorrichtung (1) für die automatisch gesteuerte, insbesondere elektrostatische Serienbeschichtung von Werkstücken mit Beschichtungsmaterial wechselnder Farbe unter Verwendung von zwei jeweils an eine Versorgungsleitung (7A, 7B) angeschlossenen Farbbehältern (10A, 10B), die einander abwechselnd die Beschichtungsvorrichtung (1) versorgen,
    wobei jeweils der eine Farbbehälter (10B) über seine Versorgungsleitung (7B) mit einem vorbestimmten Farbvolumen gefüllt wird, während das Beschichtungsmaterial aus dem jeweils anderen Farbbehälter (7A) der Beschichtungsvorrichtung (1) zugeführt wird,
    wobei zum Befüllen der Farbbehälter (10A, 10B) das Beschichtungsmaterial zunächst mit dem vorbestimmten Volumen in die jeweilige Versorgungsleitung (7A, 7B) geleitet wird
    und dann das in der Versorgungsleitung befindliche Beschichtungsmaterial von einem Molch durch die Leitung (7A, 7B) in Richtung zu dem Farbbehälter (10A, 10B) gedrückt wird,
    wobei der Molch von einem auf seiner dem Beschichtungsmaterial abgewandten Seite in die Versorgungsleitung geleiteten Schiebemedium angetrieben wird,
    und wobei die Behälter (10A, 10B) mit automatisch änderbarer Ausflussrate entleert werden,
    wobei zum dosierenden Entleeren der Farbbehälter (10A, 10B) das darin befindliche Beschichtungsmaterial jeweils durch Verschieben eines von einem Motor angetriebenen Kolbens (11A, 11B) aus dem Behälter herausgedrückt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11A, 11B) von einem Spindelantrieb (14A, 14B) angetrieben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Molch zum Fördern des Beschichtungsmaterials in den Behälter (10A, 10B) durch als Schiebemedium dienende Luft angetrieben wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Molch von einem Schiebemedium aus einer auf der Behälterseite der Versorgungsleitung (7A, 7B) befindlichen Molchstation (8A, 8B) zu der auf der entgegengesetzten Seite der Versorgungsleitung befindlichen Molchstation (6A, 6B) zurückbefördert wird, während der ihm zugeordnete Behälter (10A, 10B) zur Versorgung der Beschichtungsvorrichtung (1) entleert wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einfüllen des Beschichtungsmaterials in die Versorgungsleitung (7B) ein zur elektrischen Isolierung zwischen der Hochspannung der Beschichtungsvorrichtung (1) und Erdpotential ausreichende Leitungsstrecke (LS) 'leer bleibt.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial, das nach Beendigung eines Beschichtungsvorgangs in der die beiden Behälter (10'A, 10'B) mit der Beschichtungsvorrichtung (1') verbinenden gemeinsamen Leitung (27) verbleibt, von einem Molch in eine Rückführleitung (30) zurückgedrückt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungsvorrichtung (1') nach einem Beschichtungsvorgang automatisch von der ihr das Beschichtungsmaterial zuführenden Leitung (27) getrennt und gegen eine andere Beschichtungsvorrichtung oder gegen ein Mess- oder sonstiges Werkzeug ausgewechselt wird.
  8. Versorgungssystem zur dosierten Materialversorgung einer Beschichtungsvorrichtung (1) für die automatisch gesteuerte, insbesondere elektrostatische Serienbeschichtung von Werkstücken mit Beschichtungsmaterial wechselnder Farbe
    mit zwei jeweils an eine Versorgungsleitung (7A, 7B) angeschlossenen, mit einer Dosiereinrichtung (14A, 14B) verbundenen Farbbehältern (10A, 10B),
    mit je einer in oder an die Versorgungsleitung (7A, 7B) jedes Farbbehälters geschalteten Einfüllstation (6A, 6B) zum Einleiten des Beschichtungsmaterials in die Versorgungsleitung,
    und mit einer zwischen die Farbbehälter (10A, 10B) und die Beschichtungsvorrichtung geschalteten gesteuerten Umschalteinrichtung (16) zur wahlweisen Versorgung der Beschichtungsvorrichtung (1) aus dem einen oder anderen Farbbehälter (10A, 10B),
    wobei für jede der beiden Versorgungsleitungen (7A, 7B) ein Molch vorgesehen ist, der zwischen der Einfüllstation (6A, 6B) und einer am behälterseitigen Ende in oder an die Leitung geschalteten Molchstation (8A, 8B) durch die Leitung (7A, 7B) hindurchschiebbar ist,
    wobei an die Einfüllstation eine Leitung (19A, 19B) angeschlossen ist, durch die ein Molchschiebemedium in die Versorgungsleitung (7A, 7B) einführbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Farbbehälter (10A, 10B) als Dosierzylinder ausgebildet sind, dessen Kolben (11A, 11B) von einer einen Motor enthaltenden Einrichtung (14A, 14B) angetrieben ist.
  9. System nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Spindelantrieb (14A, 14B) des Kolbens (11A, 11B).
  10. System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfüllstation (6A, 6B) jeder Versorgungsleitung (7A, 7B) an je einen Farbwechsler (14A, 14B) angeschlossen ist.
  11. System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfüllstation eine Messzelle (4A, 4B) zum Messen der Menge des in die Einfüllstation (6A, 6B) fließenden Beschichtungsmaterials vorgeschaltet ist.
  12. System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass an die Einfüllstation (6A, 6B) eine Druckluftleitung (19A 19B) angeschlossen ist, die als Molchschiebemedium dienende Luft in die Versorgungsleitung (7A, 7B) leitet.
  13. System nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die als Einfüllstation dienende Molchstation mit dem zugehörigen Farbwechsler zu einer Baueinheit in einem gemeinsamen Gehäuseblock vereinigt ist.
  14. System nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Behälter (10'A, 10'B) mit der Beschichtungsvorrichtung (1') über eine einer Umschaltventilanordnung (16') nachgeschaltete gemeinsame Leitung (27) verbunden sind, in der zwischen einer in oder in der Nähe der Umschaltventilanordnung (16')befindlichen Molchstation (28) und einer in oder in der Nähe der Beschichtungsvorrichtung (1') befindlichen Molchstation ein Molch (29) hin und her bewegbar angeordnet ist.
  15. System nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Farbbehälter (10'A, 10'B) sich in einem die Beschichtungsvorrichtung (1') bewegenden Arm einer Beschichtungsmaschine befinden.
  16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die die beiden Farbbehälter (10'A, 10'B) mit der Beschichtungsvorrichtung (1') verbindende Leitung (27) durch eine Handachse der Beschichtungsmaschine verläuft, während die ihr vorgeschaltete Umschaltventilanordnung (16') sich in dem die Handachse tragenden Arm der Maschine befindet.
  17. System nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich in einem Roboter oder sonstigen Bewegungsautomaten befindet, an dem die Beschichtungsvorrichtung (1') automatisch wechselbar und von der die beiden Farbbehälter (10'A 10'B) über eine Umschaltventilanordnung (16') mit der Beschichtungsvorrichtung (1') verbindenden Leitung (27)lösbar montiert wird.
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