EP1346775A1 - Zerstäuber für eine Beschichtungsanlage - Google Patents

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EP1346775A1
EP1346775A1 EP03005817A EP03005817A EP1346775A1 EP 1346775 A1 EP1346775 A1 EP 1346775A1 EP 03005817 A EP03005817 A EP 03005817A EP 03005817 A EP03005817 A EP 03005817A EP 1346775 A1 EP1346775 A1 EP 1346775A1
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EP
European Patent Office
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atomizer
color
valve
metering valve
atomizer according
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Stefano Giuliano
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Duerr Systems AG
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Duerr Systems AG
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    • B05B5/025—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns
    • B05B5/04—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces

Definitions

  • the invention relates to an atomizer according to the preamble of claim 1.
  • it is a rotary atomizer or air atomizers as used for the series coating of Workpieces such as vehicle bodies with frequent changing colors are generally known and common.
  • Dosing pumps and piston metering devices are constructive complex, wear-prone and maintenance-intensive components and have the disadvantage of high loss of color and detergent, poor flushability, long color change times and high Pressure losses with every color change.
  • Atomizers When installed in one Atomizers also undesirably increase its weight and / or size, which is particularly important for robot applications for reasons of dynamics or accessibility narrower Workpiece areas can be disadvantageous.
  • piston metering devices With piston metering devices is also not a continuous funding possible, instead they require complex filling systems.
  • the invention has for its object to provide an atomizer, on the one hand a very precise dosing of the coating material and on the other hand when changing materials, e.g. e.g. minimal loss of color material when changing colors, Detergent and time allowed.
  • the invention avoids their Disadvantages including the relatively high loss of color change and time delays.
  • the disadvantages of the known pumpless control systems not only in terms of material and time lost due to the dead spaces of the previously common color pressure regulators, but also with regard to the less precise dosage and undesirable long response times can be avoided.
  • the invention is not only advantageous when changing colors, but e.g. even when changing materials in a system alternately connected to the atomizer supply lines (A / B system). If a color changing device is provided, is between this and the atomizer or its Spray head a flow measuring device.
  • the dosing accuracy is already significantly improved that long control "soft" hoses between the actuator and the atomizer are eliminated.
  • this can usually be particularly useful in the atomizer existing main needle valve can be used only with a suitable one to control the outflow rate Drive must be provided.
  • a magnetic-inductive one proves to be a flow measuring device Measuring cell as particularly cheap, both in terms of problem-free optimization of the control loop used as well as in terms of constructive combination with the main needle valve of the atomizer.
  • the color changing device should also be wholly or at least partially installed in the atomizer, whereby you the flow measuring device mentioned is connected downstream.
  • Color changers suitable for this are known per se and are customary. The arrangement of the entire application technology including the color changer in the atomizer does not diminish only the loss of color changes, but also simplifies removal possible malfunctions, since only the respective atomizer be replaced, but not because of the production plant Work in the spray booth must be interrupted.
  • a particularly important advantage of the invention in practice are the extremely low loss of color change of the entire system.
  • the color losses are so small that under certain circumstances the usual color return from the atomizer in the paint supply system and remove the remaining small color residues similar to "short rinse" through the one forming the outlet opening of the spray head Paint nozzle can be replaced.
  • the invention enables furthermore advantageously a defined "pressing" of the color to the paint tube or the nozzle of the atomizer without the pressure losses of the previously common systems in which the paint from the ring lines via slowly switching, the pressing process interrupting function valves are pressed.
  • the actuator is appropriately selected, e.g. with a Proportional magnet, can also very short switching times of the atomizer can be reached, so that the on the workpiece optimize the relevant switch-on and switch-off times and the have dependent overspray losses reduced.
  • the invention is suitable for atomizers as such Type that is also suitable for the changing systems known per se (e.g. DE 101 15 470), i.e. manually or automatically removed from your coating machine and counter another atomizer or against a measuring or other tools can be replaced.
  • Rotary atomizer bell 1 is as usual mounted on the hollow shaft 3 driven by an air turbine 2, in which the color tube 4 with the needle 5 of the main needle valve 6 of the atomizer is arranged, which is known per se Way to open and close the opening into the paint nozzle 8 Color channel 7 is provided.
  • the main needle valve 6 is used here but not only for opening and closing the color channel 7, but according to the invention as an actuator for setting the color flow rate in a closed dosing control loop.
  • the winding current is from the (not shown) electronic Controller of the dosing control loop generates the actual value the color flow rate with one from the program control of the Coating system compares predetermined setpoint and at Deviation changes the current accordingly.
  • the actual value is from a flow measuring device located in the atomizer 14 measured.
  • Flow measuring device 14 shown schematically preferably a known as a MID system and commercially available (e.g. from from the company Endress + Hauser) available magnetic-inductive Flow measuring system, in which the conductive material through a Magnetic field flows and in this moving "conductor" according Faraday's law of induction on flow velocity or taking into account the cable cross-section voltage proportional to the flow volume is induced, the electronic measuring electrodes and a measuring amplifier Controller can be transmitted.
  • the material line of the MID measuring device 14 becomes an example through the color channel 15 of the main needle valve containing the needle 5 6 formed by the generating the magnetic field Electromagnet arrangement of the measuring device 14 extends.
  • the MID measuring device 14 has both constructive advantages Properties also favorable for the dosing control loop, for example regarding extremely short reaction times in particular in connection with a proportional solenoid valve.
  • the MID measuring equipment is also suitable for other conductive coating materials such as fillers, powder slurry, etc.
  • Fig. 1 it is assumed that for the electrostatic coating required charging of the sprayed coating material by external charging with electrodes that are on the outside of the atomizer housing 17 are arranged, in which the components described here. Suitable as a result the MID measuring cell also with regard to explosion protection requirements.
  • the atomizer should preferably also contain a color changer in the example shown schematically by an arrangement of six (in practice much more) within the atomizer housing 17 in the Color channel 15 of the main needle valve 6 opening color valves 18 is indicated.
  • the needle 5 extends Main needle valve 6 completely by its all colors common Color channel and through the flow measuring device 14 and by the color changer formed by the color valves 18.
  • the needle 5 extends Main needle valve 6 completely by its all colors common Color channel and through the flow measuring device 14 and by the color changer formed by the color valves 18.
  • the atomizer is with its flange 19 on a robot or another coating machine mounted, with a Appropriate rotary feedthrough harmful torsional stress of the lines and hoses leading into the atomizer can be avoided, in particular by those in DE 101 54 544 described central rotating union construction, at the part of the atomizer to which the line and Hose assembly is attached relative to the atomizer load-bearing end member of the machine is rotatably mounted.
  • the rotary atomizer shown in Fig. 2 differentiates differs from that of FIG. 1 only in that as a drive for the main needle valve 6 e.g. centrally in the flange 19 instead of the proportional magnetic drive 19 is a pneumatic drive 29 is arranged. It essentially consists of one on the Secured shaft end 5 'of the main needle transversely to its axis Diaphragm 21 against the force of a spring 22 with compressed air or another gas to open the Main needle valve 6 is applied, the pneumatic Pressure from the electronic regulator to adjust the opening width of the main needle valve and thus the outflow rate controlled becomes.
  • FIG. 3 is a further embodiment of the invention an air atomizer shown, the main needle valve 36 one at the shaft end of the main needle 35 within the atomizer e.g. on the flange 32 arranged pneumatic drive 39, the structure and mode of operation of the drive 29 in Fig. 2 can correspond.
  • the color valves 38 of the color changing device and the flow measuring device 34 can 2 and Fig. 1 correspond.
  • the spray head of the air atomizer shown in Fig. 3 has however, the well-known and common construction with a surrounding the paint nozzle 37 at the outlet of the main needle valve 36 Air cap 31 for the spray paint used Compressed air and a fastening nut 33.
  • 3 has the main needle valve 46 but a pneumatic drive 49 with one the needle shaft 5 'attached piston 41, which acts against the force a spring 42 with controlled to regulate the outflow rate Pressure is applied (as in itself also in the already mentioned DE 101 42 355 is explained).
  • the exemplary embodiment according to FIG. 4 shows that the Components of the atomizer described here are not necessarily in a housing body such as the cylindrical outer housing 17 must be located in Fig. 1, but also in one other part of the Atomizer can be accommodated.
  • an attachment 43 with which the atomizer on his Coating machine is assembled, both the paint valves 48 of the color changing device as well as the flow measuring device Contain 44, which per se the exemplary embodiments already described can correspond. Because of the changed The design opens here, however, away from the main needle valve 46 through the color change and flow measuring devices running color channel 45 transversely into the needle bore 47 of the Main needle valve.

Abstract

Das Hauptnadelventil (6) eines Rotations- oder Luftzerstäubers für die Serienbeschichtung von Werkstücken dient als Stellglied für die Ausflussrate des Beschichtungsmaterials in einem geschlossenen Regelkreis für die Ausflussrate des Beschichtungsmaterials. Der Zerstäuber enthält ferner den elektrischen oder pneumatischen Antrieb (9) dieses Dosierventils, eine zugehörige Durchflussmesseinrichtung (14) sowie einen Farbwechsler (18). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Zerstäuber gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insbesondere handelt es sich um Rotationszerstäuber oder Luftzerstäuber, wie sie zur Serienbeschichtung von Werkstücken wie beispielsweise Fahrzeugkarossen mit häufig wechselnden Farben an sich allgemein bekannt und üblich sind.
In den derzeit üblichen Beschichtungsanlagen sind die an Robotern oder sonstigen programmgesteuert bewegbaren Maschinen ggf. wechselbar montierten Zerstäuber mit den erforderlichen Farbwechsel- und Dosiersystemen der Anlage durch externe Schlauchleitungen verbunden. Zur Farbdosierung werden volumetrisch arbeitende Zahnraddosierpumpen oder Kolbendosiereinrichtungen (Dosierzylinder) verwendet, die in neueren Systemen gemolchten Farbleitungen vor- oder nachgeschaltet sind (DE 100 33 987, DE 101 57 966, DE 101 57 938 usw.). Stattdessen ist auch die Dosierung mit Farbmengenregelkreisen bekannt, die im Wesentlichen aus einem elektronischen Universalregler als Regelorgan, einem als Stellglied dienenden Farbdruckregler und einer Durchflussmesseinrichtung zur Istwert-Erfassung bestehen und dem als Absperrorgan dienenden Hauptnadelventil der üblichen Zerstäuber vorgeschaltet sind (Dürr/Behr Technisches Handbuch 02/1994 "Farbmengenregelung"; DE 101 42 355).
Es ist auch schon bekannt, beispielsweise als Zahnradpumpe ausgebildete Dosierpumpen oder Kolbendosiereinrichtungen in den Zerstäuber einzubauen (DE 101 15 463; EP 0 693 319).
Dosierpumpen und Kolbendosiereinrichtungen sind konstruktiv aufwendige, verschleißanfällige und wartungsaufwendige Bauteile und haben vor allem den Nachteil hoher Farb- und Spülmittelverluste, schlechter Spülbarkeit, langer Farbwechselzeiten und hoher Andrückverluste bei jedem Farbwechsel. Beim Einbau in einen Zerstäuber erhöhen sie ferner in unerwünschter Weise dessen Gewicht und/oder Größe, was insbesondere bei der Roboterapplikation aus Gründen der Dynamik bzw. der Zugänglichkeit enger Werkstückbereiche nachteilig sein kann. Mit Kolbendosiereinrichtungen ist darüber hinaus keine kontinuierliche Förderung möglich, stattdessen erfordern sie aufwendige Befüllsysteme.
Diese Nachteile können zum Teil durch Einsatz der bekannten Farbmengenregelung vermieden werden, die aber bisher eine wesentlich geringere Dosiergenauigkeit hat als die direkt das jeweils gewünschte Volumen fördernden Pumpen- oder Kolbendosierer. Da der Zerstäuber mit dem Stellglied des Regelkreises bisher über einen externen Farbschlauch verbunden war, ergibt sich beispielsweise für die Roboterapplikation das Problem untragbar langer Ansprechzeiten, das allenfalls durch besondere regelungstechnische Maßnahmen behoben werden kann (DE 101 48 097). Außerdem wird bei den bisher üblichen Regelkreisen die Farbmenge mit Druckstellgliedern eingestellt, die von Membranen begrenzte große Toträume enthalten, entsprechend hohe Farb- und Spülmittelverluste verursachen und die in der schon erwähnten DE 101 42 355 beschriebenen weiteren Nachteile haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zerstäuber anzugeben, der einerseits eine sehr genaue Dosierung des Beschichtungsmaterials und andererseits bei einem Materialwechsel, also z.B. beim Farbwechsel minimale Verluste an Farbmaterial, Spülmittel und Zeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Da aufgrund der Anordnung eines Dosierventils im Zerstäuber die bisher für eine genaue Dosierung erforderlichen Dosierpumpen, Kolbendosierer oder sonstige ähnlich volumetrisch arbeitende Bauteile entbehrlich sind, vermeidet die Erfindung deren Nachteile einschließlich der relativ hohen Farbwechselverluste und Zeitverzögerungen. Zugleich können durch die Erfindung aber auch die Nachteile der bekannten pumpenlos arbeitenden Regelsysteme nicht nur hinsichtlich der Material- und Zeitverluste aufgrund der Toträume der bisher üblichen Farbdruckregler, sondern auch hinsichtlich der weniger genauen Dosierung und unerwünscht langer Ansprechzeiten vermieden werden.
Die Erfindung ist nicht nur bei einem Farbwechsel vorteilhaft, sondern z.B. auch bei einem Materialwechsel in einem System mit abwechselnd mit dem Zerstäuber verbundenen Versorgungsleitungen (A/B-System). Wenn eine Farbwechseleinrichtung vorgesehen ist, befindet sich zwischen dieser und dem Zerstäuber bzw. dessen Sprühkopf eine Durchflussmesseinrichtung.
Die Dosiergenauigkeit wird schon dadurch in wesentlichem Maße verbessert, dass lange regeltechnisch "weiche" Schläuche zwischen dem Stellglied und dem Zerstäuber entfallen. Vorzugsweise enthält der Zerstäuber neben dem als Stellglied dienenden Dosierventil aber auch eine Durchflussmesseinrichtung, die mit dem Stellglied in einen geschlossenen Regelkreis für die Ausflussrate geschaltet wird. Durch die Anordnung der Durchflussmesseinrichtung unmittelbar bei dem Stellglied im Zerstäuber wird die Regel- und damit Dosiergenauigkeit weiter erhöht.
Als Stellglied kann besonders zweckmäßig das im Zerstäuber üblicherweise vorhandene Hauptnadelventil verwendet werden, das lediglich mit einem zur Steuerung der Ausflussrate geeigneten Antrieb versehen werden muss.
Als Durchflussmesseinrichtung erweist sich eine magnetisch-induktive Messzelle als besonders günstig, und zwar sowohl hinsichtlich problemloser Optimierung des verwendeten Regelkreises als auch hinsichtlich konstruktiver Kombination mit dem Hauptnadelventil des Zerstäubers.
Vorzugsweise soll auch die Farbwechseleinrichtung ganz oder wenigstens zum Teil in den Zerstäuber eingebaut werden, wobei ihr die erwähnte Durchflussmesseinrichtung nachgeschaltet wird. Hierfür geeignete Farbwechsler sind an sich bekannt und üblich. Die Anordnung vorzugsweise der gesamten Applikationstechnik einschließlich des Farbwechslers im Zerstäuber vermindert nicht nur die Farbwechselverluste, sondern vereinfacht auch das Beseitigen eventueller Störungen, da nur der jeweilige Zerstäuber ausgewechselt werden, nicht aber der Produktionsbetrieb wegen Arbeiten in der Sprühkabine unterbrochen werden muss.
Ein in der Praxis besonders wichtiger Vorteil der Erfindung sind die extrem geringen Farbwechselverluste des gesamten Systems. Die Farbverluste sind so gering, dass sich unter Umständen die bisher übliche Farbrückführung aus dem Zerstäuber zurück in das Farbversorgungssystem erübrigen und durch Entfernen der verbliebenen geringen Farbreste ähnlich wie beim "Kurzspülen" durch die die Austrittsöffnung des Sprühkopfes bildende Farbdüse ersetzt werden kann.
Außer geringen Farbwechselverlusten, sehr günstiger Spülanordnung und extrem kurzen Farbwechselzeiten ermöglicht die Erfindung ferner vorteilhaft ein definiertes "Andrücken" der Farbe bis in das Farbrohr bzw. die Düse des Zerstäubers ohne die Andrückverluste der bisher üblichen Systeme, bei denen der Lack aus den Ringleitungen über langsam schaltende, den Andrückvorgang jeweils unterbrechende Funktionsventile angedrückt wird.
Da aufgrund der Erfindung der gesamte mechanische Teil des Dosiersystems als kompakte und miniaturisierte Einheit mit wenigen Bauteilen zusammen mit den sonstigen für die Applikation benötigten Elementen in einem entsprechend kleinen und leichten Zerstäuber untergebracht werden kann, werden dementsprechend die Belastung der Beschichtungsmaschine verringert und deren Bewegungsmöglichkeiten verbessert.
Auf die bisher erforderlichen Funktionsventile beispielsweise in besonderen Spülblöcken kann verzichtet werden. Auch das bei den bekannten Durchflussregelsystemen zur Luftregelung eingesetzte Proportionalventil wird nicht mehr benötigt.
Bei zweckmäßig gewähltem Antrieb des Stellgliedes, z.B. mit einem Proportionalmagnet, können ferner sehr kurze Schaltzeiten des Zerstäubers erreicht werden, so dass sich die auf das Werkstück bezogenen Ein- und Ausschaltzeitpunkte optimieren und die davon abhängigen Oversprayverluste reduzieren lassen.
Die Erfindung eignet sich für Zerstäuber an sich beliebigen Typs, die problemlos auch für die an sich bekannten Wechselsysteme (z.B. DE 101 15 470) ausgebildet sein, also manuell oder automatisch von ihrer Beschichtungsmaschine abgenommen und gegen einen anderen Zerstäuber oder auch gegen ein Mess- oder sonstiges Werkzeug ausgewechselt werden können.
An den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1
einen Rotationszerstäuber des für die elektrostatische Beschichtung üblichen Typs mit einem Proportionalmagneten als Antrieb für das Hauptnadelventil;
Fig. 2
einen dem Zerstäuber nach Fig. 1 ähnlichen Rotationszerstäuber mit pneumatisch angetriebenem Hauptnadelventil;
Fig. 3
einen Luftzerstäuber mit pneumatisch angetriebenem Hauptnadelventil; und
Fig. 4
eine andere Ausführungsform eines Luftzerstäubers.
Die den Sprühkopf des in Fig. 1 dargestellten elektrostatischen Rotationszerstäubers bildende Zerstäuberglocke 1 ist wie üblich an der von einer Luftturbine 2 angetriebenen Hohlwelle 3 montiert, in der das Farbrohr 4 mit der Nadel 5 des Hauptnadelventils 6 des Zerstäubers angeordnet ist, das in an sich bekannter Weise zum Öffnen und Schließen des in die Farbdüse 8 mündenden Farbkanals 7 vorgesehen ist.
Im Gegensatz zu den bekannten Zerstäubern des betrachteten Typs (vgl. z.B. DE 93 31 294 U1) dient das Hauptnadelventil 6 hier aber nicht nur zum Öffnen und Schließen des Farbkanals 7, sondern erfindungsgemäß als Stellglied zum Einstellen der Farbausflussrate in einem geschlossenen Dosierregelkreis. Zu diesem Zweck ist der mit dem hinteren Schaftende 5' der Hauptnadel 5 verbundene Antrieb 9 des Hauptnadelventils 6 darstellungsgemäß als Proportionalmagnetantrieb ausgebildet. In der an sich schon in der DE 101 42 355 vorgeschlagenen Weise wirkt die Wicklung 10 des mit dem Nadelschaft gekoppelten Proportionalmagneten auf den Anker 11 der Nadel 5 gegen die Kraft einer die Nadel in die eine Endstellung, hier die Ventilschließstellung drückenden Feder 12, wobei das Hauptnadelventil 6 in Abhängigkeit von dem durch die Wicklung 10 fließenden elektrischen Strom mehr oder weniger weit geöffnet wird.
Der Wicklungsstrom wird von dem (nicht dargestellten) elektronischen Regler des Dosierregelkreises erzeugt, der den Istwert der Farbausflussrate mit einem von der Programmsteuerung der Beschichtungsanlage vorgegebenen Sollwert vergleicht und bei Abweichung den Strom entsprechend ändert. Der Istwert wird von einer in dem Zerstäuber befindlichen Durchflussmesseinrichtung 14 gemessen.
Wenn elektrisch leitendes Beschichtungsmaterial wie z.B. Wasserlack versprüht werden soll, handelt es sich bei der nur schematisch dargestellten Durchflussmesseinrchtung 14 vorzugsweise um ein als MID-System bekanntes und im Handel (z.B. von der Firma Endress + Hauser) erhältliches magnetisch-induktives Durchflussmesssystem, bei dem das leitende Material durch ein Magnetfeld fließt und in diesem sich bewegenden "Leiter" gemäß dem Faradayschen Induktionsgesetz eine zur Durchflussgeschwindigkeit bzw. unter Berücksichtigung des Leitungsquerschnitts zum Durchflussvolumen proportionale Spannung induziert wird, die über Messelektroden und einen Messverstärker dem elektronischen Regler übermittelt werden kann. Bei dem dargestellten Beispiel wird die Materialleitung der MID-Messeinrichtung 14 durch den die Nadel 5 enthaltenden Farbkanal 15 des Hauptnadelventils 6 gebildet, der sich durch die das Magnetfeld erzeugende Elektromagnetanordnung der Messeinrichtung 14 erstreckt.
Die MID-Messeinrichtung 14 hat sowohl konstruktive Vorteile als auch für den Dosierregelkreis günstige Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich äußerst kurzer Reaktionszeiten insbesondere in Verbindung mit einem Proportionalmagnetventil. Die MID-Messeinrichtung eignet sich auch für sonstige leitende Beschichtungsmaterialien wie Füller, Pulverslurry usw. In Fig. 1 sei angenommen, dass die für die elektrostatische Beschichtung erforderliche Aufladung des abgesprühten Beschichtungsmaterials durch Außenaufladung mit Elektroden erfolgt, die auf der Außenseite des Zerstäubergehäuses 17 angeordnet sind, in dem sich die hier beschriebenen Bauteile befinden. Infolgedessen eignet sich die MID-Messzelle auch im Hinblick auf Explosionsschutzanforderungen.
In anderen Fällen, insbesondere bei Direktaufladung des Beschichtungsmaterials durch die mit dem Hauptnadelventil auf Hochspannung liegende Zerstäuberglocke und/oder bei weniger gut leitendem Beschichtungsmaterial, können sonstige an sich bekannte Durchflussmesseinrichtungen verwendet werden wie z.B. eine Zahnradmesszelle oder ein Coriolis-Massendurchflusssensor.
Wie schon erwähnt wurde, soll der Zerstäuber vorzugsweise auch einen Farbwechsler enthalten, der bei dem dargestellten Beispiel schematisch durch eine Anordnung von sechs (in der Praxis wesentlich mehr) innerhalb des Zerstäubergehäuses 17 in den Farbkanal 15 des Hauptnadelventils 6 mündende Farbventile 18 angedeutet ist.
Statt eines in den Zerstäuber eingebauten Farbwechslers für alle wählbaren Farben ist es auch möglich, nur für relativ häufig benötigte Farben eigene Farbsteuerventile in den Zerstäuber einzubauen und seltener benötigte Farben über einen externen Farbwechsler zuzuführen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zwei abwechselnd im A/B-Betrieb vorzugsweise in Kombination mit der Molchtechnik arbeitende Farbsteuerventile zumindest für seltener benötigte Farben vorzusehen.
Bei dem Beispiel gemäß Fig. 1 erstreckt sich die Nadel 5 des Hauptnadelventils 6 vollständig durch dessen allen Farben gemeinsamen Farbkanal und durch die Durchflussmesseinrichtung 14 sowie durch den durch die Farbventile 18 gebildeten Farbwechsler. Im Rahmen der Erfindung besteht aber auch die Möglichkeit, ein oder mehr als Stellglied für die Farbausflussrate des Beschichtungsmaterials dienende Dosierventile innerhalb des Zerstäubers dem Hauptnadelventil oder sonstigen zum Öffnen und Schließen des Austrittskanals vorgesehenen Ventil vorzuschalten.
Der Zerstäuber wird mit seinem Flansch 19 an einem Roboter oder einer sonstigen Beschichtungsmaschine montiert, wobei durch eine zweckmäßige Drehdurchführung schädliche Torsionsbeanspruchungen der in den Zerstäuber führenden Leitungen und Schläuche vermieden werden können, insbesondere durch die in der DE 101 54 544 beschriebene zentrale Drehdurchführungskonstruktion, bei der der Teil des Zerstäubers, an dem die Leitungs- und Schlauchanordnung befestigt ist, relativ zu dem den Zerstäuber tragenden Endglied der Maschine drehbar gelagert ist.
Der in Fig. 2 dargestellte Rotationszerstäuber unterscheidet sich von demjenigen nach Fig. 1 nur dadurch, dass als Antrieb für das Hauptnadelventil 6 z.B. zentral in dem Flansch 19 statt des Proportionalmagnetantriebs 19 ein pneumatischer Antrieb 29 angeordnet ist. Er besteht im wesentlichen aus einer an dem Schaftende 5' der Hauptnadel quer zu deren Achse befestigten Membran 21, die gegen die Kraft einer Feder 22 mit Druckluft oder einem anderen Gas zur mehr oder weniger weiten Öffnung des Hauptnadelventils 6 beaufschlagt wird, wobei der pneumatische Druck von dem elektronischen Regler zur Einstellung der Öffnungsweite des Hauptnadelventils und somit der Ausflussrate gesteuert wird.
In Fig. 3 ist als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Luftzerstäuber dargestellt, dessen Hauptnadelventil 36 einen an dem Schaftende der Hauptnadel 35 innerhalb des Zerstäubers z.B. auf dessen Flansch 32 angeordneten pneumatischen Antrieb 39 hat, dessen Aufbau und Wirkungsweise dem Antrieb 29 in Fig. 2 entsprechen kann. Auch die Farbventile 38 der Farbwechseleinrichtung und die Durchflussmesseinrichtung 34 können Fig. 2 und Fig. 1 entsprechen.
Der Sprühkopf des in Fig. 3 dargestellten Luftzerstäubers hat jedoch die allgemein bekannte und übliche Konstruktion mit einer die Farbdüse 37 am Ausgang des Hauptnadelventils 36 umgebenden Luftkappe 31 für die zur Lackzerstäubung verwendete Druckluft und einer Befestigungsmutter 33.
In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform eines Luftzerstäubers dargestellt, dessen Sprühkopf mit dem Hauptnadelventil 46 der Ausführungsform nach Fig. 3 entsprechen kann und nicht näher beschrieben werden muss. Abweichend von Fig. 3 hat das Hauptnadelventil 46 aber einen pneumatischen Antrieb 49 mit einem an dem Nadelschaft 5' befestigten Kolben 41, der gegen die Kraft einer Feder 42 mit zur Regelung der Ausflussrate gesteuertem Druck beaufschlagt wird (wie an sich auch in der schon erwähnten DE 101 42 355 erläutert ist).
Abweichend von den dargestellten Ausführungsbeispielen kann das Hauptnadelventil oder sonstige Stellglied des Zerstäubers auch auf andere Weise angetrieben werden, beispielsweise hydraulisch oder von einem Elektromotor.
Im Übrigen zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4, dass die hier beschriebenen Bestandteile des Zerstäubers sich nicht unbedingt in einem Gehäusekörper wie z.B. dem zylindrischen Außengehäuse 17 in Fig. 1 befinden müssen, sondern auch in einem sonstigen fest mit der Sprühkopfhalterung verbundenen Teil des Zerstäubers untergebracht sein können. Beispielsweise kann darstellungsgemäß ein Anbauteil 43, mit dem der Zerstäuber an seiner Beschichtungsmaschine montiert wird, sowohl die Farbventile 48 der Farbwechseleinrichtung als auch die Durchflussmesseinrichtung 44 enthalten, die an sich den schon beschriebenen Ausführungsbeispielen entsprechen können. Aufgrund der veränderten Bauform mündet hier aber ein von dem Hauptnadelventil 46 entfernt durch die Farbwechsel- und Durchflussmesseinrichtungen verlaufender Farbkanal 45 quer in die Nadelbohrung 47 des Hauptnadelventils.
Zu weiteren Abwandlungsmöglichkeiten ist insbesondere die Kombination mit der an sich bekannten Molchtechnik zu erwähnen einschließlich der in der DE 101 57 938 beschriebenen, auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbaren Möglichkeit, zur weiteren Reduzierung von Farbverlusten bei einem Farbwechsel zurückbleibenden Farblack mit einem Molch von der Farbdüse des Zerstäubers aus durch das Farbrohr oder einen sonstigen Farbeingangskanal hindurch in das Farbversorgungssystem zurückzudrücken.

Claims (10)

  1. Zerstäuber für eine Beschichtungsanlage zur Serienbeschichtung von Werkstücken mit Beschichtungsmaterial insbesondere wechselnder Farbe
    mit einem Sprühkopf (1, 31) zum Versprühen des Beschichtungsmaterials, aus dem das Beschichtungsmaterial austritt,
    und mit einem Ventil zum Öffnen und Schließen des Austrittskanals (7, 37) des Sprühkopfes,
    wobei die Ausflussrate des versprühten Beschichtungsmaterials einstellbar und steuerbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuber ein als Stellglied für die Ausflussrate des Beschichtungsmaterials angeordnetes Dosierventil (6, 36, 46) enthält, dessen Antrieb (9, 29, 39, 49) zur Einstellung der Ausflussrate steuerbar ist.
  2. Zerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierventil (6, 36, 46) als Nadelventil ausgebildet ist.
  3. Zerstäuber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierventil (6, 36, 46) durch das den Austrittskanal (7, 37) des Sprühkopfes (1, 31) öffnende und schließende Ventil des Zerstäubers gebildet ist.
  4. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Durchflussmesseinrichtung (14, 34, 44) enthält, und dass der steuerbare Antrieb (9, 29, 39, 49) des Dosierventils (6, 36, 46) und die Durchflussmesseinrichtung an eine Regeleinrichtung zum Regeln der Ausflussrate im geschlossenen Regelkreis angeschlossen oder anschließbar sind.
  5. Zerstäuber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Farbwechseleinrichtung (18, 38, 48) in den Zerstäuber eingebaut und ihr Farbausgang an den Farbeingang des Dosierventils (6, 36, 46) angeschlossen ist.
  6. Zerstäuber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierventil (6) einen zur Einstellung der Ausflussrate steuerbaren elektromagnetischen Antrieb (9) hat.
  7. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierventil (6, 36, 46) von einer pneumatisch gegen die Kraft einer Feder (22, 42) beaufschlagten Kolben- oder Membrankonstruktion (29, 39, 49) angetrieben wird.
  8. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dosierventil von einem elektrischen Motor angetrieben wird.
  9. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussmesseinrichtung (14, 34, 44) durch eine magnetisch-induktive Messzelle gebildet ist.
  10. Zerstäuber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zu der Austrittsöffnung des Sprühkopfes (1, 31) führende Farbkanal (15), in dem die Nadel (5, 35) eines die Austrittsöffnung öffnenden und schließenden Nadelventils (6, 36, 46) angeordnet ist, durch eine Durchflussmesseinrichtung (14, 34, 44) erstreckt.
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