EP3017873B1 - Beschichtungssystem zum beschichten von gegenständen - Google Patents

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EP3017873B1
EP3017873B1 EP15003164.9A EP15003164A EP3017873B1 EP 3017873 B1 EP3017873 B1 EP 3017873B1 EP 15003164 A EP15003164 A EP 15003164A EP 3017873 B1 EP3017873 B1 EP 3017873B1
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EP
European Patent Office
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insulation
drive
line
coating system
space
Prior art date
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EP15003164.9A
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English (en)
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EP3017873A1 (de
Inventor
Ralph Meier
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Eisenmann SE
Original Assignee
Eisenmann SE
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Publication date
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Publication of EP3017873B1 publication Critical patent/EP3017873B1/de
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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
    • 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
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B5/1608—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive
    • B05B5/1616—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive and the arrangement comprising means for insulating a grounded material source from high voltage applied to the material
    • B05B5/1625—Arrangements for supplying liquids or other fluent material the liquid or other fluent material being electrically conductive and the arrangement comprising means for insulating a grounded material source from high voltage applied to the material the insulating means comprising an intermediate container alternately connected to the grounded material source for filling, and then disconnected and electrically insulated therefrom
    • B05B5/1633—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

  • an application device can, for example, be a high-speed rotary atomizer, in which the dispensing device comprises a rotating bell plate from which the smallest paint droplets are thrown off, so that a paint mist is formed.
  • an input valve device is a so-called color changer, which is fed in a manner known per se from ring lines with different media. If an object is to be painted with a different color than the previously coated object, a Color change can be carried out. So that a color change can take place as quickly as possible and without loss of time, a coating system of the type mentioned at the outset often comprises two supply lines so that alternating operation can take place. In practice, this means that the application device is fed with a first coating material from one supply line, while the other supply line is prepared using a different coating material, so that a color change can be carried out in a short time.
  • the lines in the direction away from the application device must build up an insulation path during the coating process and, for this purpose, must be clean and dry at least over a sufficiently long section.
  • the lines are accordingly made of an electrically insulating material.
  • the isolation path is consequently constructed with at least mechanical support. It was recognized that this is more effective and faster compared to cleaning and drying a pipe with only fluid media. During its isolation movement, the clearing body is not driven by a fluid medium, but moved mechanically. This guarantees a clearly defined position of the clearing body.
  • the insulation channel comprises a parking space for the clearing body, a line section of the inlet line extending radially from the insulation channel, which connects the insulation channel to the reservoir, in front of the parking space when viewed in the direction of the storage container.
  • a line section thus remains between the insulation channel and the storage container, which section can also be filled with conductive material even when the insulation path is built up, without this having a negative impact on operational safety.
  • the drive element of the drive device is a push element which is connected to a push shaft or a push rod.
  • a push shaft can be bent flexibly.
  • the thrust element increases in particular the contact surface on the clearing body when it is pushed.
  • the drive element of the drive device can be a push shaft or a push rod which is connected to the clearing body in a fixed manner.
  • the push shaft or the push rod is guided through a through opening in an end wall of the parking space into a drive space which is arranged next to the parking space, where the push 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 can be unwound from the drive space into the isolation channel and wound out of the isolation 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 can be moved into or out of the isolation channel.
  • the push rod can also be moved via an electrically operated linear unit.
  • the insulation duct, the drive space and the drive unit are preferably accommodated in an insulation housing.
  • the components can optionally be used as Assembly can be inserted into a line, in which case the necessary connection options are available.
  • To clean the inlet line it comprises a pig line which extends between a starting pig station and a target pig station.
  • the isolation section is established as close as possible to the storage tank. It is therefore advantageous if the inlet line defines a connecting section which connects the target pig station and the storage container, the isolation channel being a section of the connecting section.
  • the inlet valve device is preferably a color changer.
  • FIG. 10 denotes overall a coating system for coating objects, for example vehicle bodies or their add-on parts, 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-speed rotary atomizer 14 with a rotating bell cup 16.
  • the application device 12 comprises a delivery line 18, via which coating material can be delivered onto an object.
  • the delivery line 18 leads to the bell plate 16 of the high-speed rotary atomizer 14.
  • the bell plate 16 and the delivery 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 second supply lines 20.1 and 20.2 are structurally identical in the present exemplary embodiment.
  • the two supply lines 20 each extend between an inlet valve device 22 and an outlet valve device 24.
  • the inlet valve device 22 is a color changer known per se 26 formed, which can be fed from ring lines 28 with different media.
  • the inlet valve device 22 is connected to a working line 30.
  • a working fluid such as compressed air or a flushing agent can be fed to the inlet valve device 22 via the working line 30.
  • the working line 30 can serve as a so-called dump in order to lead material out of the system.
  • the working line 30 is in turn connected in a manner known per se to a valve device, not specifically shown, which can connect the working line 30 to a compressed air source, a flushing agent source and an outlet. If further lines are referred to below as working lines, these fulfill the same purpose and are connected to a corresponding valve device and material sources as well as an outlet.
  • each of the supply lines 20 can be connected to a separate inlet valve device 22.
  • Each supply line 20 comprises a storage container 32 in the form of a piston dispenser 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 storage container 32 for coating material.
  • the delivery line 18 is connected to the output valve device 24, into which the respective supply line 36 of each supply line 20 also opens.
  • the Output valve device 24 is also connected to a working line 38 for compressed air / flushing agent / dump.
  • the piston dispenser 34 comprises a cylinder 40 in which a piston 42 can be moved with the aid of a piston drive, not specifically shown.
  • the piston 42 delimits 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 / flushing agent / dump opens into the metering valve unit 46.
  • the inlet line 48 extends between the color changer 26 and the piston metering device 34 and comprises, as a piggable line section, a pig line 52 which extends between a first pig station 54 and a second pig station 56.
  • the first pig station 54 will hereinafter be referred to as the starting pig station and the second pig station 56 as the target pig station.
  • the starting pig station 54 and the target pig station 56 are connected in a manner known per se, each with a working line 54a and 56a for compressed air / flushing agent / dump.
  • the inlet line 48 defines a connecting section 58 which connects the target pig station 56 and the storage container 32, in the present exemplary embodiment its metering valve unit 4, to one another.
  • a mechanical insulation device 60 is provided, which in the present exemplary embodiment is in the connecting section 58 is integrated.
  • the insulation device 60 defines a section of the inlet line 48, in the present exemplary embodiment a section of the connecting section 58, as an insulation channel 62 with an inner jacket surface 62a.
  • the isolation device 60 comprises a clearing body 64 which can be moved in the isolation channel 62 and is complementary to the inner 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 connecting section 58, which leads to the pig station 56.
  • the insulation channel 62 is designed as a parking space 68 for the clearing body 64, which ends in an end wall 70.
  • a short line section 58b of the connecting section 58 extends radially from the isolation channel 62, which leads to the metering valve unit 46.
  • the line section 58 is a line section of the inlet line 48, which connects the insulation channel 62 to the storage container 32.
  • the clearing body 64 can be moved in the isolation channel 62 between a parking position and an isolation position.
  • the parking position to be recognized the clearing body 64 is located in the parking space 68, so that material can flow unhindered through the connecting section 58.
  • the clearing body 64 In the in Figure 2 In the isolation position to be recognized, the clearing body 64 is located in the first end region 66a and the isolation device 60 is located in an isolation configuration.
  • the isolation device comprises 60, a mechanical drive device 72.
  • This has a push element 74 as a drive element, which is arranged in the insulation channel 62 between the end wall 70 and the clearing body 64.
  • the thrust element 74 is connected to a thrust shaft 76, which is guided through a complementary through opening 78 in the end wall 70 into a drive space 80 which is arranged next to the parking space 68.
  • the thrust shaft 76 is coupled to a drive unit 82, which can be, for example, an electric motor or a pneumatic or hydraulic drive.
  • the drive unit 82 forms a winding device 84, through which the thrust shaft 76 can be unwound from 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 designed to be flexible in a suitable manner.
  • the thrust shaft 76 is so rigid in the axial direction that it can generate the required pressure on the clearing body 64.
  • the insulation channel 62 and the drive space 80 with the drive unit 82 are accommodated in an insulation housing 86.
  • the coating system 10 with the insulation device 60 now functions as follows, the operation being explained only using the example of the first supply line 20.1: Starting from an initial configuration in which all lines and channels are free of material and cleaned, the piston dispenser 34 is first filled with a selected paint from a specific ring line 28. The thrust shaft 76 is wound up in the drive space 80 in such a way that the thrust element 74 is located next to the end wall 70 of the parking space 68.
  • the paint From the color changer 26, the paint first reaches 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 target pig station 56. The paint then flows through the connecting section 58 and the metering valve unit 46 into the piston metering unit 34.
  • the clearing body 64 of the isolation device 60 is in its parking position in the parking space 68. If the clearing body 64 is initially outside the parking space 68 in the isolation channel 62, it is pushed into its parking position by the paint.
  • the paint feed from the color changer 26 is ended.
  • the target pig station 56 and the metering valve unit 46 are switched to a configuration in which the working lines 50 and 56a, respectively, are connected to the connecting section 58.
  • the connecting section 58 is now rinsed in that rinsing agent is pressed through the working line 50 of the metering valve unit 46 to the pig station 56 and out of its working line 56a.
  • the clearing body 64 is pushed out of its parked position into its isolation position, in that the thrust shaft 76 is unwound into the isolation channel 62. During this isolation movement, the clearing body 64 frees the inner jacket surface 62a of the isolation channel 62 from any material still adhering to it.
  • Figure 2 shows the situation when the clearing body 64 has reached its isolation position.
  • the section of the isolation channel 62 freed from material then forms an electrical isolation path 88 between the piston dispenser 34 and the target pig station 56.
  • the isolation path 88 is then formed between the storage container 32 and the inlet valve device 22.
  • a previous flushing process can also be dispensed with and the clearing body 64 can perform its insulating movement against the paint located in the insulating channel 62.
  • a sufficient isolation distance usually has a minimum length of about 300 mm. It goes without saying that all components involved must be made of electrically insulating material, for which plastics in particular come into question.
  • the clearing body 64 can be moved precisely and by a defined distance regardless of the material in the insulation channel 62.
  • Position sensors for the clearing body 64 can be provided 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 path actually covered by the pig can deviate from the path required to build up the isolation path, as this is influenced by different viscosities for different materials in the line and by dimensional tolerances.
  • Paint can now be pressed from the piston dispenser 34 via the supply line 36 to the output valve device 24 and into the delivery line 18, so that the paint can be applied by the application device 12 to an object not specifically shown. In the case of the high-speed rotary atomizer, this is at high voltage potential. An electrical flashover to the electrically conductive materials in the first supply line 20.1 is prevented by the insulation path 88.
  • a color change is prepared in a manner known per se.
  • the piston dispenser present in the second supply line is filled in a corresponding manner and a corresponding insulation path is built up.
  • FIGS. 3 and 4th show a coating system 10 with an insulation device 60 which has a modified drive unit 82.
  • a cylinder device 90 is provided in which the push element 74 is connected to a push rod 92 which carries a piston 94 at the other end, as is known per se.
  • the piston 94 runs in the drive space 80, which here forms the cylinder space.
  • the push element 74 can also only be defined by the free end of the push shaft 76 or the push rod 92.
  • the clearing body 64 can also be coupled in a fixed manner to the push shaft 76 or the push rod 92 so that the clearing body 64 follows the movements of the push shaft 76 or the push rod 92 in both directions.
  • the push shaft 76 or the push rod 92 forms the drive element.

Landscapes

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

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.
  • Das Dokument WO 2008/141742 A2 offenbart ein elektrostatisch arbeitendes Beschichtungssystem mit Isolationsstrecke nach dem Stand der Technik. 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 , dass
    • d) die Einlassleitung eine Molchleitung umfasst, welche sich zwischen einer Start-Molchstation und einer Ziel-Molchstation erstreckt; und
    • e) die Molchleitung stromauf der Isolationseinrichtung angeordnet 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. Dabei 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. Zur Reinigung der Einlassleitung umfasst diese eine Molchleitung, 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 Iso-lationseinrichtung;
    Figur 2
    das Beschichtungssystem nach Figur 1, wobei die Isolationseinrichtung in einer Isolationskonfigu-ration gezeigt ist;
    Figur 3
    schematisch das Beschichtungssystem mit einer Iso-lationseinrichtung gemäß einem zweiten Ausfüh-rungsbeispiel;
    Figur 4
    das Beschichtungssystem nach Figur 3, wobei die Isolationseinrichtung in einer Isolationskonfigu-ration 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 22 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 (10)

  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 (32) für Beschichtungsmaterial, der über eine Einlassleitung (48) mit einer Eingangs-Ventileinrichtung (22) und über eine Versorgungsleitung (36) mit der Abgabeeinrichtung (16, 18) verbunden ist; wobei
    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, dadurch gekennzeichnet, dass
    d) die Einlassleitung (48) eine Molchleitung (52) umfasst, welche sich zwischen einer Start-Molchstation (54) und einer Ziel-Molchstation (56) erstreckt;
    e) die Molchleitung (52) stromauf der Isolationseinrichtung (60) angeordnet 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 Antriebselement der Antriebseinrichtung (72) eine Schubwelle (76) oder eine 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) einen Verbindungsabschnitt (58) definiert, welcher die Zielmolchstation (56) und den Vorlagebehälter (32) verbindet, wobei der Isolationskanal (62) ein Abschnitt des Verbindungsabschnitts (58) ist.
  10. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangs-Ventileinrichtung (22) ein Farbwechsler (26) ist.
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