EP3017873A1 - Beschichtungssystem zum beschichten von gegenständen - Google Patents

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EP3017873A1
EP3017873A1 EP15003164.9A EP15003164A EP3017873A1 EP 3017873 A1 EP3017873 A1 EP 3017873A1 EP 15003164 A EP15003164 A EP 15003164A EP 3017873 A1 EP3017873 A1 EP 3017873A1
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EP
European Patent Office
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isolation
drive
coating system
channel
coating
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EP15003164.9A
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English (en)
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EP3017873B1 (de
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Ralph Meier
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Eisenmann SE
Original Assignee
Eisenmann SE
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Publication date
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Publication of EP3017873A1 publication Critical patent/EP3017873A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • 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
    • B05B5/1675—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive the supply means comprising a piston, e.g. a piston pump
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B05B5/1633—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B05B5/025—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
    • B05B5/0403—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member
    • B05B5/0407—Discharge apparatus, e.g. electrostatic spray guns characterised by having rotary outlet or deflecting elements, i.e. spraying being also effected by centrifugal forces characterised by the rotating member with a spraying edge, e.g. like a cup or a bell

Definitions

  • Such coating systems for example, in the automotive industry, articles such as vehicle bodies or body parts are coated with the aid of the electrostatically operating application device.
  • the coating material e.g. a paint
  • the coating material is thereby discharged from the dispenser and exposed to an electric field in which the dispensed coating material is ionized and transported due to electrostatic forces to the object, which, for this purpose, e.g. is at ground potential.
  • Such an application device may be, for example, a high-rotation atomizer, in which the delivery device comprises a rotating bell cup, from which smallest droplets of paint are thrown off, so that a paint mist is formed.
  • An input valve device is in practice a so-called color changer, which is fed in a conventional manner from ring lines with different media. If an object with a different color is to be painted than the previously coated object, a must Color changes are performed.
  • a coating system of the type initially mentioned often comprises two supply lines, so that alternating operation can take place. In practice, this means that the application device is fed from one supply line with a first coating material, while the other supply line is prepared using another coating material, so that a color change can be carried out in a short time.
  • the lines in the direction of the application device away during the coating process build an insulation distance and this be clean and dry at least over a sufficiently long section.
  • the lines are made accordingly from an electrically insulating material.
  • the insulation section is thus constructed at least mechanically supported. It has been recognized that this is more effective and faster compared to cleaning and drying a fluid only line.
  • the clearing body is not driven by a fluid medium in its isolation movement, but moved mechanically. This guarantees a clearly defined position of the clearing body.
  • the isolation duct comprises a parking space for the reaming body, wherein, viewed in the direction of the storage container, a line section of the inlet duct radially faces the parking space and separates the isolation duct from the isolation duct.
  • a line section which may still be filled with conductive material even with built-insulation distance, without affecting the reliability negatively.
  • Drive element of the drive device is a thrust element which is connected to a thrust shaft or a push rod.
  • a push shaft can be flexed flexibly in contrast to a push rod.
  • the pusher increases in particular the contact surface of the reaming body when it is pushed.
  • the drive element of the drive device may be a push shaft or a push rod, which is immovably connected to the broaching body.
  • the thrust shaft or the push rod is guided through a passage opening in an end wall of the parking space into a drive space which is arranged next to the parking space where the thrust shaft or the push rod is coupled to a drive unit.
  • the drive unit is a winding device, by means of which the thrust shaft from the drive space in the insulation channel can be unwound and wound out of the insulation channel into the drive space.
  • the drive unit is a cylinder device in which the drive space forms a cylinder space and through which the push rod is movable into or out of the isolation channel.
  • the push rod can also be moved via an electrically acting linear unit.
  • the isolation channel, the drive space and the drive unit are accommodated in an insulation housing. This allows the components optionally as Assembly are inserted into a line, in which case the necessary connection options are available.
  • this comprises a pig pipe which extends between a starting pig station and a destination pig station.
  • the inlet duct defines a connection portion connecting the target pig station and the receiver tank, the isolation duct being a portion of the connection portion.
  • the input valve device is preferably a color changer.
  • 10 denotes a total of a coating system for coating objects, such as vehicle bodies or their attachments, which are not specifically shown.
  • the coating system 10 comprises an electrostatically operating application device 12 shown only schematically, which in the present exemplary embodiment is a high-rotation atomizer 14 with a rotating bell cup 16.
  • the application device 12 comprises a dispensing line 18, via which coating material can be dispensed onto an article.
  • the discharge line 18 leads to the bell cup 16 of the high-rotation atomizer 14.
  • the bell cup 16 and the discharge line 18 thus form a delivery device.
  • the application device 12 can optionally be supplied with material from two supply lines 20, the first supply line being denoted by 20.1 and the second supply line by 20.2 in the figures.
  • the second supply line 20.2 is only indicated and not shown in detail.
  • the first and the second supply line 20.1 and 20.2 are identical in the present embodiment.
  • the two supply lines 20 each extend between an input valve device 22 and an output valve device 24.
  • the input valve device 22 is in the present embodiment as per se known color changer 26 formed, which can be fed from ring lines 28 with different media.
  • the input valve device 22 is connected to a working line 30.
  • a working fluid such as compressed air or a detergent can be supplied.
  • the working line 30 can serve as a so-called dump to lead material out of the system.
  • the working line 30 is in turn connected in a manner known per se with a valve device not shown separately, which can connect the working line 30 with a compressed air source, a detergent source and an outlet. If subsequently other lines are referred to as working lines, they fulfill the same purpose and are connected to a corresponding valve device and material sources and an outlet.
  • each of the supply strands 20 may be connected to a separate input valve device 26.
  • Each supply line 20 comprises a storage container 32 in the form of a piston meter 34, from which the application device 12 can be fed via a supply line 36.
  • the piston dispenser 34 illustrates only one example of a reservoir 32 for coating material.
  • the discharge line 18 is connected to the output valve device 24, in which the respective supply line 36 of each supply line 20 opens.
  • the Output valve means 24 is also connected to a working line 38 for compressed air / detergent / dump.
  • the piston dispenser 34 includes a cylinder 40 in which a piston 42 can be moved by means of a piston drive not specifically shown.
  • the piston 42 defines with the cylinder 40 a working space 44, which is connected to the supply line 36 via a metering valve unit 46.
  • the working space 44 is connected to an inlet line 48 via the metering valve unit 46.
  • a working line 50 for compressed air / detergent / dump opens into the metering valve unit 46th
  • the inlet line 48 extends between the color changer 26 and the piston dispenser 34 and comprises as a piggable line section a pig pipe 52 which extends between a first pig station 54 and a second pig station 56.
  • the first pig station 54 will be referred to below as the start pig station and the second pig station 56 as the target pig station.
  • the start pig station 54 and the destination pig station 56 are connected in a manner known per se to a respective working line 54a or 56a for compressed air / rinsing agent / dump.
  • the inlet conduit 48 defines a connecting portion 58 which interconnects the target pig station 56 and the reservoir 32, in the present embodiment, its metering valve unit 4.
  • a mechanical isolation device 60 is provided, which in the present embodiment in the connecting portion 58 is integrated.
  • the isolation device 60 defines a portion of the inlet conduit 48, in the present embodiment, a portion of the connection portion 58, as an isolation channel 62 with an inner circumferential surface 62 a.
  • the isolation device 60 comprises a broaching body 64 which can be moved in the isolation channel 62 and is complementary to the internal cross section of the isolation channel 62.
  • the isolation channel 62 is connected via a first end region 66a to a line section 58a of the connection section 58, which leads to the destination pig station 56.
  • a parking space 68 for the Räum Eigen 64 which ends in an end wall 70.
  • a short line section 58b of the connecting portion 58 is radially from the isolation channel 62, which leads to the metering valve unit 46.
  • the conduit section 58 is a conduit section of the inlet conduit 48 which connects the isolation conduit 62 to the receiver vessel 32.
  • the broaching body 64 can be displaced in the isolation channel 62 between a parking position and an isolation position.
  • parking position to be detected is the clearing body 64 in the parking space 68, so that material can flow freely through from the connecting portion 58 therethrough.
  • the broaching body 64 is in the first end portion 66a and the isolation device 60 is in an isolation configuration.
  • the isolation device comprises 60 has a mechanical drive device 72.
  • This has as a drive element on a thrust element 74, which is arranged in the isolation channel 62 between the end wall 70 and the reaming body 64.
  • the thrust element 74 is connected on its side remote from the reaming body 64 with a thrust shaft 76, which is guided through a complementary passage opening 78 in the end wall 70 into a drive space 80 which is disposed adjacent to the parking space 68.
  • the thrust shaft 76 is coupled to a drive unit 82, which may be, for example, an electric motor or a pneumatic or hydraulic drive.
  • the drive unit 82 forms a winding device 84, by means of which the thrust shaft 76 can be unwound out of the drive space 80 into the isolation channel 62 and wound out of the isolation channel 62 into the drive space 80, for which purpose the thrust shaft 76 is suitably flexible.
  • the thrust shaft 76 in the axial direction, is so rigid that it can generate the required pressure on the broaching body 64.
  • the isolation channel 62 and the drive space 80 with the drive unit 82 are accommodated in an insulation housing 86.
  • the paint From the color changer 26, the paint first passes into the starting pig station 54, where a pig, not specifically shown, is introduced into the pig line 52 in front of the paint volume, which is then pushed by the paint to the destination pig station 56. The paint then flows through the connecting portion 58 and the metering valve unit 46 into the piston dispenser 34. In this case, the reaming body 64 of the isolation device 60 is in its parking position in the parking space 68. If the reaming body 64 is initially outside the parking space 68 in the isolation channel 62, it is pushed by the paint in its parking position.
  • the paint delivery from the color changer 26 is terminated.
  • the target pig station 56 and the metering valve unit 46 are switched to a configuration in which the working lines 50 and 56a are connected to the connecting portion 58, respectively.
  • the connecting portion 58 is purged by flushing detergent through the working line 50 of the metering valve unit 46 to the target pig station 56 and out of its working line 56a.
  • the broaching 64 is pushed from its parking position to its isolation position by the thrust shaft 76 is wound into the isolation channel 62 into it.
  • this isolation movement of the broaching body 64 frees the inner circumferential surface 62 a of the insulation channel 62 of still adhering material.
  • FIG. 2 shows the situation when the reamer 64 has reached its isolation position.
  • the thus de-materialized portion of the isolation channel 62 then forms an electrical isolation route 88 between the piston dispenser 34 and the target pig station 56.
  • the isolation route 88 is then formed between the receiver tank 32 and the input valve device 22.
  • a sufficient isolation distance usually has a minimum length of about 300 mm. It goes without saying that all the components involved must be made of electrically insulating material, for which in particular plastics come into question.
  • the broaching body 64 can be moved exactly and by a defined distance independently of the material in the isolation channel 62. Position sensors for the clearing body 64 may be present for monitoring the distance covered. In principle, however, its isolation movement can be tracked via the drive unit 82, since the movement path of the thrust shaft 76 can be monitored simply and in a manner known per se.
  • the actual distance traveled by the pig may deviate from the required path for the construction of the insulation section, since this is influenced by different viscosities with different materials in the pipeline and by dimensional tolerances.
  • Paint can now be pressed out of the piston dispenser 34 via the supply line 36 to the outlet valve device 24 and into the dispensing line 18, so that paint can be applied by the application device 12 to a non-specifically shown object. In the case of Hochrotationszerstäubers this is at high voltage potential. An electrical flashover to the electrically conductive materials in the first supply strand 20.1 is prevented by the insulation gap 88.
  • a color change is prepared in a manner known per se.
  • the existing in the second supply line piston feeder is filled and constructed a corresponding isolation distance in a corresponding manner.
  • FIGS. 3 and 4 show a coating system 10 with an isolation device 60, which has a modified drive unit 82.
  • a winding device 84 there is a cylinder device 90 is provided, in which the thrust element 74 is connected to a push rod 92 which carries a piston 94 at the other end, as it is known per se.
  • the piston 94 runs in the drive space 80, which forms the cylinder space here.
  • the thrust element 74 may also be defined only by the respective free end of the thrust shaft 76 or the push rod 92.
  • variations of the Räumköper 64 may also be immovably coupled to the thrust shaft 76 or the push rod 92 so that the reamer 64 follows the movements of the thrust shaft 76 or the push rod 92 in both directions.
  • the thrust shaft 76 or the push rod 92 forms the drive element.

Landscapes

  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)

Abstract

Bei einem Beschichtungssystem zum Beschichten von Gegenständen kann Beschichtungsmaterial mittels einer elektrostatisch arbeitenden Applikationsvorrichtung (12) mit einer Abgabeeinrichtung (16, 18) abgegeben werden. Es gibt wenigstens einen Vorlagebehälter (30) für Beschichtungsmaterial, der über eine Einlassleitung (48) mit einer Eingangs-Ventileinrichtung (22) und über eine Versorgungsleitung (36) mit der Abgabeeinrichtung (16, 18) verbunden ist. Es ist außerdem eine Isolationseinrichtung (60) vorhanden, welche einen Abschnitt der Einlassleitung (48) als Isolationskanal (62) definiert, einen Räumkörper (64) und eine mechanische Antriebseinrichtung (72) mit einem Antriebselement umfasst, mittels welchem der Räumkörper (64) in dem Isolationskanal (62) zumindest von einer Parkposition in eine Isolationsposition bewegbar ist, wobei der Räumköper (64) bei dieser Isolationsbewegung die Innenmantelfläche (62a) des Isolationskanals (62) von Material befreit, wodurch zwischen dem Vorlagebehälter (32) und der Eingangs-Ventileinrichtung (22) eine elektrische Isolationsstrecke (88) ausbildbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Beschichtungssystem zum Beschichten von Gegenständen, umfassend
    1. a) eine elektrostatisch arbeitende Applikationsvorrichtung mit einer Abgabeeinrichtung, mittels welcher ein Beschichtungsmaterial abgebbar ist;
    2. b) wenigstens einen Vorlagebehälter für Beschichtungsmaterial, der über eine Einlassleitung mit einer Eingangs-Ventileinrichtung und über eine Versorgungsleitung mit der Abgabeeinrichtung verbunden ist.
  • Mit derartigen Beschichtungssystemen werden zum Beispiel in der Automobilindustrie Gegenstände wie Fahrzeugkarosserien oder Karosserieteile mit Hilfe der elektrostatisch arbeitenden Applikationseinrichtung beschichtet. Das Beschichtungsmaterial, z.B. ein Lack, wird dabei von der Abgabeeinrichtung abgegeben und einem elektrischen Feld ausgesetzt, in welchem das abgegebene Beschichtungsmaterial ionisiert und auf Grund elektrostatischer Kräfte zu dem Gegenstand transportiert wird, welcher hierzu z.B. auf Massepotential liegt. Eine solche Applikationseinrichtung kann beispielsweise ein Hochrotationszerstäuber sein, bei dem die Abgabeeinrichtung einen rotierenden Glockenteller umfasst, von dem kleinste Lacktröpfchen abgeschleudert werden, so dass sich ein Lacknebel ausbildet.
  • Eine Eingangs-Ventileinrichtung ist in der Praxis ein so genannter Farbwechsler, der in an und für sich bekannter Weise aus Ringleitungen mit unterschiedlichen Medien gespeist wird. Wenn ein Gegenstand mit einer anderen Farbe lackiert werden soll als der zuvor beschichtete Gegenstand, muss ein Farbwechsel durchgeführt werden. Damit ein Farbwechsel möglichst rasch und ohne Zeitverlust erfolgen kann, umfasst ein Beschichtungssystem der eingangs genannten Art häufig zwei Versorgungsstränge, so dass ein Wechselbetrieb erfolgen kann. In der Praxis bedeutet dies, dass die Applikationseinrichtung aus dem einen Versorgungsstrang mit einem ersten Beschichtungsmaterial gespeist wird, während der andere Versorgungsstrang unter Verwendung eines anderen Beschichtungsmaterials vorbereitet wird, so dass ein Farbwechsel in kurzer Zeit durchgeführt werden kann.
  • Bei elektrostatisch arbeitenden Systemen müssen die Leitungen in Richtung von der Applikationseinrichtung weg beim Beschichtungsvorgang eine Isolationsstrecke aufbauen und hierzu zumindest über einen ausreichend langen Abschnitt sauber und trocken sein. Die Leitungen sind entsprechend aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt.
  • Hierzu wird bei vom Markt her bekannten Systemen ein Leitungsabschnitt mit Spülmittel gereinigt und hiernach mit Druckluft trocken geblasen, wodurch eine elektrische Isolationsstrecke etabliert wird.
  • Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Beschichtungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die Herstellung einer solchen Isolationsstrecke effektiv unterstützt ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Beschichtungssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass
    • c) eine mechanische Isolationseinrichtung vorhanden ist, welche
      • ca) einen Abschnitt der Einlassleitung als Isolationskanal definiert;
      • cb) einen Räumkörper umfasst;
      • cc) eine mechanische Antriebseinrichtung mit einem Antriebselement umfasst, mittels welchem der Räumkörper in dem Isolationskanal zumindest von einer Parkposition in eine Isolationsposition bewegbar ist, wobei der Räumkörper bei dieser Isolationsbewegung die Innenmantelfläche des Isolationskanals von Material befreit, wodurch zwischen dem Vorlagebehälter und der Eingangs-Ventileinrichtung eine elektrische Isolationsstrecke ausbildbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird die Isolationsstrecke folglich zumindest mechanisch unterstützt aufgebaut. Es wurde erkannt, dass dies effektiver und schneller ist im Vergleich zur Reinigung und Trocknung einer Leitung nur mit fluiden Medien. Insbesondere wird der Räumkörper bei seiner Isolationsbewegung nicht durch ein fluides Medium angetrieben, sondern mechanisch bewegt. Dies garantiert eine eindeutig definierte Position des Räumkörpers.
  • Es ist günstig, wenn der Isolationskanal einen Parkraum für den Räumkörper umfasst, wobei in Richtung auf den Vorlagebehälter zu betrachtet vor dem Parkraum radial ein Leitungs-Teilstück der Einlassleitung von dem Isolationskanal abgeht, welches den Isolationskanal mit dem Vorlagebehälter verbindet. Somit verbleibt zwischen dem Isolationskanal und dem Vorlagebehälter ein Leitungs-Teilstück, welches auch bei aufgebauter Isolationsstrecke gegebenenfalls noch mit leitendem Material gefüllt sein kann, ohne dass dies die Betriebssicherheit negativ beeinflusst.
  • Ein vorteilhaftes Antriebskonzept ist umgesetzt, wenn das Antriebselement der Antriebseinrichtung ein Schubelement ist, welches mit einer Schubwelle oder einer Schubstange verbunden ist. Eine Schubwelle kann im Gegensatz zu einer Schubstange flexibel gebogen werden. Das Schubelement vergrößert insbesondere die Anlagefläche an den Räumkörper, wenn dieser angeschoben wird.
  • Alternativ kann das Antriebselement der Antriebseinrichtung eine Schubwelle oder einer Schubstange sein, welche bewegungsfest mit dem Räumkörper verbunden ist.
  • Es ist bautechnisch günstig, wenn die Schubwelle oder die Schubstange durch eine Durchgangsöffnung in einer Stirnwand des Parkraums hindurch in einen Antriebsraum geführt ist, der neben dem Parkraum angeordnet ist, wo die Schubwelle oder die Schubstange mit einer Antriebseinheit gekoppelt ist.
  • Wenn die Schubwelle vorgesehen ist, ist es von Vorteil, wenn die Antriebseinheit eine Wickeleinrichtung ist, durch welche die Schubwelle aus dem Antriebsraum in den Isolationskanal hinein abwickelbar und aus dem Isolationskanal heraus in den Antriebsraum aufwickelbar ist.
  • Wenn die Schubstange vorgesehen ist, ist es vorteilhaft, wenn die Antriebseinheit eine Zylindereinrichtung ist, bei welcher der Antriebsraum einen Zylinderraum bildet und durch welche die Schubstange in den Isolationskanal hinein oder aus dem Isolationskanal heraus bewegbar ist. Alternativ kann die Schubstange auch über eine elektrisch wirkende Lineareinheit bewegt werden.
  • Vorzugsweise sind der Isolationskanal, der Antriebsraum und die Antriebseinheit in einem Isolationsgehäuse untergebracht. Hierdurch können die Komponenten gegebenenfalls als Baueinheit in eine Leitung eingefügt werden, wobei dann die erforderlichen Anschlussmöglichkeiten vorhanden sind.
  • Im Hinblick auf die Reinigung der Einlassleitung ist es günstig, wenn diese eine Molchleitung umfasst, welche sich zwischen einer Start-Molchstation und einer Ziel-Molchstation erstreckt.
  • Es ist günstig, wenn die Isolationsstrecke so nah wie möglich am Vorlagebehälter etabliert wird. Daher ist es von Vorteil, wenn die Einlassleitung einen Verbindungsabschnitt definiert, welcher die Zielmolchstation und den Vorlagebehälter verbindet, wobei der Isolationskanal ein Abschnitt des Verbindungsabschnitts ist.
  • Im Hinblick auf die Versorgung des Systems mit Farbe und/oder anderen Medien ist die Eingangs-Ventileinrichtung bevorzugt ein Farbwechsler.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen zeigen
    • Figur 1
    schematisch ein Beschichtungssystem mit einer Isolationseinrichtung;
    Figur 2
    das Beschichtungssystem nach Figur 1, wobei die Isolationseinrichtung in einer Isolationskonfiguration gezeigt ist;
    Figur 3
    schematisch das Beschichtungssystem mit einer Isolationseinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
    Figur 4
    das Beschichtungssystem nach Figur 3, wobei die Isolationseinrichtung in einer Isolationskonfiguration gezeigt ist.
  • Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen. Dort bezeichnet 10 insgesamt ein Beschichtungssystem zum Beschichten von Gegenständen, beispielsweise von Fahrzeugkarosserien oder von deren Anbauteilen, welche nicht eigens gezeigt sind.
  • Das Beschichtungssystem 10 umfasst eine nur schematisch gezeigte elektrostatisch arbeitende Applikationsvorrichtung 12, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Hochrotationszerstäuber 14 mit einem rotierenden Glockenteller 16 ist.
  • Die Applikationsvorrichtung 12 umfasst eine Abgabeleitung 18, über welche Beschichtungsmaterial auf einen Gegenstand abgegeben werden kann. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel führt die Abgabeleitung 18 zu dem Glockenteller 16 des Hochrotationszerstäubers 14. Der Glockenteller 16 und die Abgabeleitung 18 bilden somit eine Abgabeeinrichtung.
  • Die Applikationsvorrichtung 12 kann wahlweise aus zwei Versorgungssträngen 20 mit Material versorgt werden, wobei in den Figuren der erste Versorgungsstrang mit 20.1 und der zweite Versorgungsstrang mit 20.2 bezeichnet ist. Der zweite Versorgungsstrang 20.2 ist nur angedeutet und nicht im Detail gezeigt. Der erste und der zweite Versorgungsstrang 20.1 und 20.2 sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel baugleich.
  • Die beiden Versorgungsstränge 20 erstrecken sich jeweils zwischen einer Eingangs-Ventileinrichtung 22 und einer Ausgangs-Ventileinrichtung 24.
  • Die Eingangs-Ventileinrichtung 22 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel als an und für sich bekannter Farbwechsler 26 ausgebildet, welcher aus Ringleitungen 28 mit unterschiedlichen Medien gespeist werden kann. Außerdem ist die Eingangs-Ventileinrichtung 22 mit einer Arbeitsleitung 30 verbunden. Einerseits kann der Eingangs-Ventileinrichtung 22 über die Arbeitsleitung 30 ein Arbeitsfluid wie Druckluft oder ein Spülmittel zugeführt werden. Andererseits kann die Arbeitsleitung 30 als so genannter Dump dienen, um Material aus dem System herauszuführen.
  • Hierfür ist die Arbeitsleitung 30 ihrerseits in an und für sich bekannter Weise mit einer nicht eigens gezeigten Ventileinrichtung verbunden, welche die Arbeitsleitung 30 mit einer Druckluftquelle, einer Spülmittelquelle und einem Auslass verbinden kann. Wenn nachfolgend weitere Leitungen als Arbeitsleitungen bezeichnet werden, erfüllen diese sinngemäß denselben Zweck und sind mit einer entsprechenden Ventileinrichtung und Materialquellen sowie einem Auslass verbunden.
  • Bei einer nicht eigens gezeigten Abwandlung kann jeder der Versorgungsstränge 20 mit einer gesonderten Eingangs-Ventileinrichtung 26 verbunden sein.
  • Jeder Versorgungsstrang 20 umfasst einen Vorlagebehälter 32 in Form eines Kolbendosierers 34, aus dem die Applikationsvorrichtung 12 über eine Versorgungsleitung 36 gespeist werden kann. Der Kolbendosierer 34 veranschaulicht nur ein Beispiel für einen Vorlagebehälter 32 für Beschichtungsmaterial.
  • Um nun die Abgabeeinrichtung 16, 18 der Applikationsvorrichtung 12 mit den Versorgungssträngen 20 und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel konkret mit deren Kolbendosierern 34 zu verbinden, ist die Abgabeleitung 18 mit der Ausgangs-Ventileinrichtung 24 verbunden, in welche auch die jeweilige Versorgungsleitung 36 jedes Versorgungsstranges 20 mündet. Die Ausgangs-Ventileinrichtung 24 ist außerdem mit einer Arbeitsleitung 38 für Druckluft/Spülmittel/Dump verbunden.
  • Der Kolbendosierer 34 umfasst einen Zylinder 40, in dem ein Kolben 42 mit Hilfe eines nicht eigens gezeigten Kolbenantriebs bewegt werden kann. Der Kolben 42 begrenzt mit dem Zylinder 40 einen Arbeitsraum 44, welcher mit der Versorgungsleitung 36 über eine Dosierer-Ventileinheit 46 verbunden ist. Außerdem ist der Arbeitsraum 44 über die Dosierer-Ventileinheit 46 mit einer Einlassleitung 48 verbunden. Ferner mündet eine Arbeitsleitung 50 für Druckluft/Spülmittel/Dump in die Dosierer-Ventileinheit 46.
  • Die Einlassleitung 48 erstreckt sich zwischen dem Farbwechsler 26 und dem Kolbendosierer 34 und umfasst als molchbaren Leitungsabschnitt eine Molchleitung 52, die sich zwischen einer ersten Molchstation 54 und einer zweiten Molchstation 56 erstreckt. Der Einfachheit halber werden nachfolgend die erste Molchstation 54 als Startmolchstation und die zweite Molchstation 56 als Zielmolchstation bezeichnet.
  • Die Startmolchstation 54 und die Zielmolchstation 56 sind in an und für sich bekannter Art und Weise mit jeweils einer Arbeitsleitung 54a bzw. 56a für Druckluft/Spülmittel/Dump verbunden.
  • Die Einlassleitung 48 definiert einen Verbindungsabschnitt 58, welcher die Zielmolchstation 56 und den Vorlagebehälter 32, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel dessen Dosierer-Ventileinheit 4, miteinander verbindet.
  • Um zwischen dem Farbwechsler 26 und der Applikationsvorrichtung 12 die eingangs erläuterte Isolationsstrecke aufzubauen, ist eine mechanische Isolationseinrichtung 60 vorgesehen, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in dem Verbindungsabschnitt 58 integriert ist. Die Isolationseinrichtung 60 definiert einen Abschnitt der Einlassleitung 48, beim vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Abschnitt des Verbindungsabschnitts 58, als Isolationskanal 62 mit einer Innenmantelfläche 62a. Die Isolationseinrichtung 60 umfasst einen Räumkörper 64, der in dem Isolationskanal 62 bewegt werden kann und komplementär zum Innenquerschnitt des Isolationskanals 62 ist.
  • Der Isolationskanal 62 ist über einen ersten Endbereich 66a mit einem Leitungs-Teilstück 58a des Verbindungsabschnitts 58 verbunden, das zur Zielmolchstation 56 führt. Am seinem gegenüberliegenden zweiten Endbereich 66b ist der Isolationskanal 62 als Parkraum 68 für den Räumkörper 64 ausgebildet, der in einer Stirnwand 70 endet. Am offenen Ende des Parkraumes 68, d.h. in Richtung auf den Vorlagebehälter 32 zu betrachtet vor dem Parkraum 68, geht radial ein kurzes Leitungs-Teilstück 58b des Verbindungsabschnittes 58 von dem Isolationskanal 62 ab, welches zur Dosierer-Ventileinheit 46 führt. Allgemein ausgedrückt ist das Leitungs-Teilstück 58 ein Leitungs-Teilstück der Einlassleitung 48, welches den Isolationskanal 62 mit dem Vorlagebehälter 32 verbindet.
  • Der Räumkörper 64 kann in dem Isolationskanal 62 zwischen einer Parkposition und einer Isolationsposition verschoben werden. In der in Figur 1 zu erkennenden Parkposition befindet sich der Räumkörper 64 in dem Parkraum 68, so dass Material ungehindert von durch den Verbindungsabschnitt 58 hindurch strömen kann. In der in Figur 2 zu erkennenden Isolationsposition befindet sich der Räumkörper 64 im ersten Endbereich 66a und die Isolationseinrichtung 60 befindet sich in einer Isolationskonfiguration.
  • Damit der Räumkörper 64 von der Parkposition in die Isolationsposition bewegt werden kann, umfasst die Isolationseinrichtung 60 eine mechanische Antriebseinrichtung 72. Diese weist als Antriebselement ein Schubelement 74 auf, welches im Isolationskanal 62 zwischen der Stirnwand 70 und dem Räumkörper 64 angeordnet ist. Das Schubelement 74 ist auf seiner vom Räumkörper 64 abliegenden Seite mit einer Schubwelle 76 verbunden, die durch eine dazu komplementäre Durchgangsöffnung 78 in der Stirnwand 70 hindurch in einen Antriebsraum 80 geführt ist, der neben dem Parkraum 68 angeordnet ist. Dort ist die Schubwelle 76 mit einer Antriebseinheit 82 gekoppelt, bei der es sich beispielsweise um einen Elektromotor oder einen pneumatischen oder hydraulischen Antrieb handeln kann.
  • Beim in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die Antriebseinheit 82 eine Wickeleinrichtung 84, durch welche die Schubwelle 76 aus dem Antriebsraum 80 in den Isolationskanal 62 hinein abgewickelt und aus dem Isolationskanal 62 heraus in den Antriebsraum 80 aufgewickelt werden kann, wozu die Schubwelle 76 in geeigneter Weise flexibel ausgebildet ist. In axialer Richtung ist die Schubwelle 76 jedenfalls so starr, dass sie den benötigten Druck auf den Räumkörper 64 erzeugen kann.
  • Der Isolationskanal 62 und der Antriebsraum 80 mit der Antriebseinheit 82 sind in einem Isolationsgehäuse 86 untergebracht.
  • Das Beschichtungssystem 10 mit der Isolationseinrichtung 60 funktioniert nun wie folgt, wobei der Betrieb nur am Beispiel des ersten Versorgungsstranges 20.1 erläutert wird:
    • Ausgehend von einer Ausgangskonfiguration, in der alle Leitungen und Kanäle materialfrei und gesäubert sind, wird zunächst der Kolbendosierer 34 mit einem ausgewählten Lack aus einer bestimmten Ringleitung 28 gefüllt. Die Schubwelle 76 ist derart im Antriebsraum 80 aufgewickelt, dass sich das Schubelement 74 neben der Stirnwand 70 des Parkraumes 68 befindet.
  • Aus dem Farbwechsler 26 gelangt der Lack zunächst in die Startmolchstation 54, wo ein nicht eigens gezeigter Molch in die Molchleitung 52 vor das Lackvolumen eingebracht wird, der dann von dem Lack zur Zielmolchstation 56 geschoben wird. Der Lack strömt dann durch den Verbindungsabschnitt 58 und die Dosierer-Ventileinheit 46 in den Kolbendosierer 34 ein. Dabei befindet sich der Räumkörper 64 der Isolationseinrichtung 60 in seiner Parkposition im Parkraum 68. Falls der Räumkörper 64 sich zunächst außerhalb des Parkraumes 68 im Isolationskanal 62 befindet, wird er von dem Lack in seine Parkposition geschoben.
  • Wenn der Kolbendosierer 34 das gewünschte zu applizierende Lackvolumen aufgenommen hat, wird die Lackförderung aus dem Farbwechsler 26 beendet. Die Zielmolchstation 56 und die Dosierer-Ventileinheit 46 werden in eine Konfiguration geschaltet, in welcher die Arbeitsleitungen 50 bzw. 56a mit dem Verbindungsabschnitt 58 verbunden sind.
  • Nun wird der Verbindungsabschnitt 58 gespült, indem Spülmittel durch die Arbeitsleitung 50 der Dosierer-Ventileinheit 46 zur Zielmolchstation 56 und aus deren Arbeitsleitung 56a herausgedrückt wird.
  • Dann wird der Räumkörper 64 aus seiner Parkposition in seine Isolationsposition geschoben, indem die Schubwelle 76 in den Isolationskanal 62 hinein abgewickelt wird. Bei dieser Isolationsbewegung befreit der Räumkörper 64 die Innenmantelfläche 62a des Isolationskanals 62 von noch daran haftendem Material.
  • Figur 2 zeigt die Situation, wenn der Räumkörper 64 seine Isolationsposition erreicht hat. Der so von Material befreite Abschnitt des Isolationskanals 62 bildet dann eine elektrische Isolationsstrecke 88 zwischen dem Kolbendosierer 34 und der Zielmolchstation 56. Allgemein ausgedrückt ist die Isolationsstrecke 88 dann zwischen dem Vorlagebehälter 32 und der Eingangs-Ventileinrichtung 22 ausgebildet.
  • Gegebenenfalls kann auch auf einen vorherigen Spülvorgang verzichtet und der Räumkörper 64 seine Isolationsbewegung gegen den im Isolationskanal 62 befindlichen Lack durchführen.
  • Eine ausreichende Isolationsstrecke hat in der Regel eine Mindestlänge von etwa 300 mm. Es ist selbstverständlich, dass alle beteiligten Komponenten aus elektrisch isolierendem Material gefertigt sein müssen, wozu insbesondere Kunststoffe in Frage kommen.
  • Durch den mechanischen Antrieb kann der Räumkörper 64 unabhängig vom Material im Isolationskanal 62 exakt und um eine definierte Strecke bewegt werden. Für die Überwachung der zurückgelegten Wegstrecke können Positionssensoren für den Räumkörper 64 vorhanden sein. Grundsätzlich ist dessen Isolationsbewegung aber über die Antriebseinheit 82 nachverfolgbar, da der Bewegungsweg der Schubwelle 76 einfach und in an und für sich bekannter Weise überwacht werden kann.
  • Bei einem rein fluidischen Vortrieb, wie es bei der Molchtechnik der Fall ist, kann der tatsächlich zurückgelegte Weg des Molches von dem erforderlichen Weg zum Aufbau der Isolationsstrecke abweichen, da dieser durch verschiedene Viskositäten bei unterschiedlichen Materialien in der Leitung und durch Maßtoleranzen beeinflusst wird.
  • Lack kann nun aus dem Kolbendosierer 34 über die Versorgungsleitung 36 zur Ausgangs-Ventileinrichtung 24 und in die Abgabeleitung 18 gedrückt werden, so dass Lack von der Applikationsvorrichtung 12 auf einen nicht eigens gezeigten Gegenstand appliziert werden kann. Im Falle des Hochrotationszerstäubers liegt dieser auf Hochspannungspotential. Ein elektrischer Überschlag zu den elektrisch leitfähigen Materialien im ersten Versorgungsstrang 20.1 ist durch die Isolationsstrecke 88 verhindert.
  • Während des Applikationsvorganges über den ersten Versorgungsstrang 20.1 wird in an und für sich bekannter Weise ein Farbwechsel vorbereitet. Hierzu wird in entsprechender Weise der im zweiten Versorgungsstrang vorhandene Kolbendosierer befüllt und eine entsprechende Isolationsstrecke aufgebaut.
  • Die Figuren 3 und 4 zeigen ein Beschichtungssystem 10 mit einer Isolationseinrichtung 60, die eine abgewandelte Antriebseinheit 82 aufweist. Statt einer Wickeleinrichtung 84 ist dort eine Zylindereinrichtung 90 vorgesehen, bei der das Schubelement 74 mit einer Schubstange 92 verbunden ist, die am anderen Ende einen Kolben 94 trägt, wie es an und für sich bekannt ist. Der Kolben 94 läuft in dem Antriebsraum 80, der hier den Zylinderraum bildet. Durch die Zylindereineinrichtung 90 kann die Schubstange 92 in den Isolationskanal 62 hinein oder aus dem Isolationskanal 62 heraus bewegt werden.
  • Ansonsten gilt das oben zum Beschichtungssystem 10 nach den Figuren 1 und 2 Gesagte sinngemäß entsprechend.
  • Das Schubelement 74 kann auch lediglich durch das jeweils freie Ende der Schubwelle 76 oder der Schubstange 92 definiert sein.
  • Bei nicht eigens gezeigten Abwandlungen kann der Räumköper 64 auch bewegungsfest mit der Schubwelle 76 oder der Schubstange 92 gekoppelt sein, so dass der Räumkörper 64 den Bewegungen der Schubwelle 76 oder der Schubstange 92 in beide Richtungen folgt. In diesem Fall bildet die Schubwelle 76 oder die Schubstange 92 das Antriebselement.

Claims (11)

  1. Beschichtungssystem zum Beschichten von Gegenständen, umfassend
    a) eine elektrostatisch arbeitende Applikationsvorrichtung (12) mit einer Abgabeeinrichtung (16, 18), mittels welcher ein Beschichtungsmaterial abgebbar ist;
    b) wenigstens einen Vorlagebehälter (30) für Beschichtungsmaterial, der über eine Einlassleitung (48) mit einer Eingangs-Ventileinrichtung (22) und über eine Versorgungsleitung (36) mit der Abgabeeinrichtung (16, 18) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    c) eine Isolationseinrichtung (60) vorhanden ist, welche
    ca) einen Abschnitt der Einlassleitung (48) als Isolationskanal (62) definiert;
    cb) einen Räumkörper (64) umfasst;
    cc) eine mechanische Antriebseinrichtung (72) mit einem Antriebselement umfasst, mittels welchem der Räumkörper (64) in dem Isolationskanal (62) zumindest von einer Parkposition in eine Isolationsposition bewegbar ist, wobei der Räumkörper (64) bei dieser Isolationsbewegung die Innenmantelfläche (62a) des Isolationskanals (62) von Material befreit, wodurch zwischen dem Vorlagebehälter (32) und der Eingangs-Ventileinrichtung (22) eine elektrische Isolationsstrecke (88) ausbildbar ist.
  2. Beschichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskanal (62) einen Parkraum (68) für den Räumkörper (64) umfasst, wobei in Richtung auf den Vorlagebehälter (32) zu betrachtet vor dem Parkraum (68) radial ein Leitungs-Teilstück (58b) der Einlassleitung (48) von dem Isolationskanal (62) abgeht, welches den Isolationskanal (62) mit dem Vorlagebehälter (32) verbindet.
  3. Beschichtungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement der Antriebseinrichtung (72) ein Schubelement (74) ist, welches mit einer Schubwelle (76) oder einer Schubstange (92) verbunden ist.
  4. Beschichtungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das das Antriebselement der Antriebseinrichtung (72) eine Schubwelle (76) oder einer Schubstange (92) ist, welche bewegungsfest mit dem Räumkörper (64) verbunden ist.
  5. Beschichtungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubwelle (76) oder die Schubstange (92) durch eine Durchgangsöffnung (78) in einer Stirnwand (70) des Parkraums (68) hindurch in einen Antriebsraum (80) geführt ist, der neben dem Parkraum (68) angeordnet ist, wo die Schubwelle (76) oder die Schubstange (92) mit einer Antriebseinheit (82) gekoppelt ist.
  6. Beschichtungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubwelle (76) vorgesehen ist und die Antriebseinheit (82) eine Wickeleinrichtung (84) ist, durch welche die Schubwelle (76) aus dem Antriebsraum (80) in den Isolationskanal (62) hinein abwickelbar und aus dem Isolationskanal (62) heraus in den Antriebsraum (80) aufwickelbar ist.
  7. Beschichtungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (92) vorgesehen ist und die Antriebseinheit (82) eine Zylindereinrichtung (90) ist, bei welcher der Antriebsraum (80) einen Zylinderraum bildet und durch welche die Schubstange (92) in den Isolationskanal (62) hinein oder aus dem Isolationskanal (62) heraus bewegbar ist, oder die Antriebseinheit (82) eine elektrisch wirkende Lineareinheit ist.
  8. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolationskanal (62), der Antriebsraum (80) und die Antriebseinheit (82) in einem Isolationsgehäuse (86) untergebracht sind.
  9. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassleitung (48) eine Molchleitung (52) umfasst, welche sich zwischen einer Start-Molchstation (54) und einer Ziel-Molchstation (56) erstreckt.
  10. Beschichtungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassleitung (48) einen Verbindungsabschnitt (58) definiert, welcher die Zielmolchstation (56) und den Vorlagebehälter (32) verbindet, wobei der Isolationskanal (62) ein Abschnitt des Verbindungsabschnitts (58) ist.
  11. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangs-Ventileinrichtung (22) ein Farbwechsler (26) ist.
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