EP3698880B1 - Druckkopf zur applikation eines beschichtungsmittels - Google Patents

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EP3698880B1
EP3698880B1 EP20170281.8A EP20170281A EP3698880B1 EP 3698880 B1 EP3698880 B1 EP 3698880B1 EP 20170281 A EP20170281 A EP 20170281A EP 3698880 B1 EP3698880 B1 EP 3698880B1
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EP
European Patent Office
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print head
nozzle
seals
valve element
coating agent
Prior art date
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Active
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EP20170281.8A
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English (en)
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Hans-Georg Fritz
Benjamin WÖHR
Marcus Kleiner
Moritz BUBEK
Timo Beyl
Frank Herre
Steffen Sotzny
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Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
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Publication date
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    • B05C5/0275—Coating heads with several outlets, e.g. aligned transversally to the moving direction of a web to be coated flow controlled, e.g. by a valve
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/05—Heads having a valve

Definitions

  • the invention relates to a print head for applying a coating agent to a component, in particular for applying a paint to a motor vehicle body component.
  • Rotary atomizers are usually used as the application device for series painting of motor vehicle body components, but they have the disadvantage of a limited application efficiency, i.e. only part of the applied paint is deposited on the components to be coated, while the rest of the applied paint has to be disposed of as so-called overspray.
  • print heads as application devices, such as those shown in DE 10 2013 002 412 A1 , U.S. 9,108,424 B2 and DE 10 2010 019 612 A1 are known.
  • print heads do not emit a spray mist of the paint to be applied, but rather a spatially limited jet of paint that is almost completely deposited on the component to be painted, so that almost no overspray is produced.
  • a movable valve element is usually a valve needle with an elastomer insert as a seal.
  • the valve needle with the elastomeric insert can be displaced between a closed position and an open position, with the elastomeric insert holding the nozzle in the Seals the closed position of the valve needle, whereas the elastomeric insert is lifted off the nozzle in the open position, thereby releasing the flow of fluid (usually ink according to the prior art) through the nozzle.
  • the first disadvantage of this known type of sealing between the movable valve element (e.g. valve needle) and the nozzle is the complex manufacturing process involved in manufacturing the elastomer insert.
  • valve needle with the elastomer insert can only be miniaturized within certain limits, so that a lower limit cannot be fallen below with regard to the nozzle distances between the adjacent nozzles.
  • the invention is therefore based on the object of creating another solution for sealing the movable valve element with respect to the nozzle.
  • a print head used in the context of the invention is to be understood in general and is only used to differentiate from atomizers (e.g. rotary atomizers, disc atomizers, airless atomizers, airmix atomizers, ultrasonic atomizers) that produce a spray mist of the coating agent to be applied submit.
  • the print head according to the invention emits a spatially narrowly delimited jet of coating medium.
  • Such print heads are known per se from the prior art and, for example, in DE 10 2013 092 412 A1 , U.S. 9,108,424 B2 and DE 10 2010 019 612 A1 described.
  • the print head according to the invention is preferably used for applying a paint (e.g. base paint, clear paint, water-based paint, solvent-based paint).
  • a paint e.g. base paint, clear paint, water-based paint, solvent-based paint
  • the print head according to the invention can also be designed for the application of other coating materials, such as for example for the application of sealant, insulating material, adhesive, primer, etc., to name just a few examples.
  • the print head according to the invention has a nozzle plate which contains a plurality of nozzles for dispensing the coating agent. These nozzles preferably deliver the above-mentioned jet of coating medium onto the component to be coated. In principle, however, there is also the possibility that the nozzles are arranged inside the print head and the coating agent only passes it on to the outer outlet nozzle, which then applies the jet of coating medium to the component.
  • the printhead of the present invention includes a plurality of valve elements to control the dispensing of coating material through the nozzles.
  • These valve elements are movable relative to the nozzle plate, the valve elements closing the respective nozzle in a closed position, whereas the movable valve elements release the respective nozzle in an open position.
  • the movement of the valve elements between the closed position and the open position is preferably a pure linear movement (displacement movement), but within the scope of the invention there is basically also the possibility of other movements of the valve elements between the open position and the closed position.
  • a rotary movement, a pivoting movement or a combined rotary and linear movement of the valve elements should only be mentioned as an example.
  • the print head according to the invention comprises seals for sealing off the individual nozzles from the movable valve elements when the valve elements are in the closed position.
  • this seal is preferably not designed as an elastomer insert on the valve element, since this is associated with the problems described above.
  • the seals are each arranged on the nozzle plate, ie not on the movable valve elements, as is the case with the known elastomeric inserts case is.
  • the seals according to the invention are also attached to the movable valve elements, ie not to the nozzle plate.
  • the two seals then cooperating.
  • the respective seal is preferably flat and, in the closed position, causes a flat physical contact between the movable valve element and the respective seal.
  • flat sealing plates or sealing layers can be applied to the inside of the nozzle plate for this purpose.
  • the shape of the respective movable valve element is adapted to complement the shape of the respective nozzle and protrudes into the respective nozzle in the closed position.
  • the respective nozzle can narrow conically in the direction of flow.
  • the respective movable valve element should then also taper conically towards its free end, preferably with the same cone angle as the nozzle, so that the respective valve element and the respective nozzle then form a corresponding form fit, whereby the sealing effect is improved.
  • the respective nozzle has a hemispherical inner contour, so that the respective movable valve element then preferably also has a hemispherical outer contour.
  • the respective seal is applied to the inner flanks of the respective nozzle.
  • the respective seal then preferably covers the inner flanks of the respective nozzle.
  • the print head preferably has a valve drive for moving the movable valve drive.
  • the valve actuator includes a flexible actuator diaphragm that is mechanically coupled to the moveable valve element and that can be applied with a actuator fluid (e.g., hydraulic fluid, compressed air) to deflect the actuator diaphragm and thereby move the valve element.
  • a actuator fluid e.g., hydraulic fluid, compressed air
  • the drive membrane itself is acted upon by the coating agent.
  • the traction fluid can be part of the paint, such as a binder, solvent, Mesamol TM , or the like. If the membrane ruptures, it would not represent any chemical reactions or incompatibilities.
  • valve drive can be designed as a magnetic actuator with a coil and a movable armature in the coil, the armature being mechanically coupled to the movable valve element and being shifted between the open position and the closed position depending on the energization of the coil.
  • the valve element eg, plunger
  • the nozzle plate is resiliently flexible and can be deflected by the valve drive.
  • the valve drive In the closed position, the valve drive then preferably exerts no force on the nozzle plate so that the nozzle plate is flat and the nozzle rests sealingly on the free end of the movable valve element (e.g. tappet).
  • the valve drive bends the nozzle plate, so that the nozzle is lifted off the free end of the valve element with a specific lift, so that coating agent can emerge from the nozzle.
  • the stroke of the nozzle plate in the area of the nozzle is preferably approximately 30 pm between the closed position and the open position.
  • the seal can be of flat design.
  • the seal can have a layer of sealing material that is vulcanized, vapor-deposited, applied by a layer-forming method, or printed onto the nozzle plate.
  • the seal has a film that can be glued, placed, bonded or laminated onto the nozzle plate, for example.
  • the movable element preferably consists at least partially of metal, plastic or silicon.
  • the movable valve element can be made of metal, for example, and can be combined with a valve tappet made of plastic.
  • the nozzle may be made of silicon or contain a nozzle insert made of silicon, while the moving valve element is made at least in part of steel, rubber or plastic (e.g. PTFE: polytetrafluoroethylene).
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the seal usually also forms a mechanical stop which limits the movement of the valve element to the closed position.
  • the seal has two functions here, namely the actual sealing function on the one hand and the function of a mechanical stop on the other.
  • a separate mechanical stop is provided in order to limit the movement of the valve element into the closed position. This can be advantageous because it means that a defined compression force acts on the seal.
  • the mechanical stop preferably has a material pairing between the side of the valve element and the side of the nozzle, which metal is provided on both sides.
  • the seal on the other hand, is preferably elastic and, in the closed position, experiences a specific material compression that is defined by the mechanical stop.
  • the print head preferably emits a narrowly defined jet of coating medium, in contrast to a spray mist, as is emitted by conventional atomizers (eg rotary atomizers).
  • conventional atomizers eg rotary atomizers
  • the print head can emit a jet of droplets, in contrast to a continuous jet of coating medium in the longitudinal direction of the jet.
  • the print head emits a coherent jet of coating agent in the longitudinal direction of the jet, in contrast to a jet of droplets.
  • a potential separation system may have to be used in the material supply when processing conductive paints.
  • all components of the applicator must also be designed to withstand high voltages.
  • a particular advantage of the print head according to the invention is the fact that it works almost free of overspray, i.e. the print head preferably has an application efficiency of at least 80%, 90%, 95% or 99%, so that essentially the entire coating agent applied is completely on the Component is deposited without overspray.
  • the print head preferably has a large area coating performance so that the Print head is also suitable for surface coating in the series painting of motor vehicle body components.
  • the printhead therefore preferably has an area coverage rate of at least 0.5m 2 /min, 1m 2 /min, 2m 2 /min or even 3m 2 /min.
  • the invention not only claims protection for the print head according to the invention as described above as an individual component. Rather, the invention also claims protection for a complete coating system (e.g. painting system) for painting components (e.g. motor vehicle body parts), with a print head according to the invention being used as the application device.
  • a complete coating system e.g. painting system
  • painting components e.g. motor vehicle body parts
  • the print head according to the invention can be guided by a multi-axis painting robot, which preferably has serial kinematics with at least six movable robot axes.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a control valve in a print head, not according to the invention, for applying paint in a paint shop for painting motor vehicle body components, the print head being moved by a multi-axis painting robot with serial robot kinematics with at least six robot axes, as is known from the prior art Technology is known and therefore does not need to be described in detail.
  • the print head has a nozzle plate 1 with a plurality of nozzles 2, only a single nozzle 2 being shown here for the sake of simplicity.
  • the paint to be painted is supplied from a paint feed 3 in the print head, the paint feed 3 being delimited in the drawing by the nozzle plate 1 at the bottom and by a further plate 4 at the top.
  • the upper plate 4 has, coaxially to the nozzle 2 in the nozzle plate 1, an opening on which a coil tube 5 is placed coaxially, the coil tube 5 being wound with a coil 6.
  • the coil tube 5 there is a coil core 7 which is sealed off from the coil tube 5 by a seal 8 at the upper end of the coil tube 5 .
  • the drawing shows the armature 9 in a lower closed position in order to seal the nozzle 2.
  • the coil 6 is energized in such a way that the armature 9 is pulled upwards in the drawing in order to release the nozzle 2 .
  • control valve has a return spring 10 which presses the armature 9 into the closed position shown in the drawing without energizing the coil 6 .
  • the armature 9 At its free end, the armature 9 carries a seal 11 to seal the nozzle 2 in the closed position.
  • the flat seal 12 on the inside of the nozzle plate can consist, for example, of a layer of sealant that is vulcanized, vapor-deposited, applied by a layer-forming process, or printed onto the inside of the nozzle plate 1 .
  • the seal 12 is a film that is placed, glued or laminated onto the inside of the nozzle plate 1 .
  • seal 11 on the one hand and the seal 12 on the other there are diverse possibilities for the material combinations of the seal 11 on the one hand and the seal 12 on the other.
  • metal on metal, plastic on metal, metal on plastic, plastic on silicon, silicon on silicon or metal on silicon come into consideration as a material pairing.
  • figure 2 shows a modification of the embodiment according to the invention figure 1 , so that, in order to avoid repetition, reference is made to the above description, the same reference numbers being used for corresponding details.
  • a special feature of this exemplary embodiment is that the nozzle 2 tapers conically in the direction of flow in the entry area and has lateral nozzle flanks.
  • the seal 12 is therefore applied to the side edges of the nozzle 2 nozzle.
  • the seal 11 is adapted to this shape of the nozzle and therefore tapers conically towards its free end, so that the seal 11 on the one hand and the nozzle 2 on the other are adapted in shape, which leads to a good sealing effect.
  • figure 3 shows a further modification of the exemplary embodiments described above, which is not according to the invention, so that reference is again made to the above description in order to avoid repetition.
  • a special feature of this embodiment is a flexible sealing membrane 13 instead of the seal 11.
  • the drawing shows the open position in which the armature 9 is raised and the sealing membrane 13 releases the nozzle.
  • the coil 6 is de-energized, so that the armature 9 is pressed downwards by the return spring 10 in the drawing until the sealing membrane 13 rests on the inner orifice of the nozzle 2 in the nozzle plate 1 and thus the nozzle 2 locks.
  • the sealing membrane 13 does not only have the function of releasing or closing the nozzle 2 . Rather, the sealing membrane 13 also creates a seal between the paint feed 3 and the other components of the control valve, such as the armature 9, the coil tube 5 and the coil core 7. This is advantageous because it prevents paint deposits in the control valve and in particular in the coil tube 5 will. This is particularly important when changing colors, because the control valve itself does not have to be flushed because it does not come into contact with the paint at all.
  • figure 4 shows a non-inventive modification of the embodiment according to figure 3 , so that to avoid repetition, reference is made to the above description.
  • valve drive which is not - as in figure 3 - works electromagnetically, but hydraulically.
  • the valve drive has a separate drive membrane 14, which can be pressurized with a hydraulic fluid as drive fluid via a hydraulic connection 15, in order to be able to move the drive membrane 14 and thus also the sealing membrane 13 with the seal 11 attached thereto in the direction of the double arrow.
  • figure 5 shows a non-inventive modification of the embodiment according to figure 1 , so that to avoid repetition, reference is made to the above description.
  • a special feature of this exemplary embodiment is first of all that the return spring 10 has been dispensed with, ie the movement of the armature 9 is controlled both into the closed position and into the open position solely by energizing the coil 6 .
  • a further special feature is that the armature 9 is connected via a tappet 16 to a valve plate 17 which can be displaced in a nozzle channel 18 in the direction of the double arrow.
  • the drawing shows the position of the valve plate 17 in the closed position, in which the valve plate 17 is in contact with the upper side of the nozzle channel 18 and thereby seals the nozzle 2 .
  • the plunger 16 with the valve plate 17 is pressed downwards in the drawing and is then no longer in contact with the upper wall of the nozzle channel 18.
  • the paint can then enter the nozzle channel 18 from the paint supply and flow out through the nozzle 2 .
  • figure 6 shows a non-inventive modification of the embodiment according to figure 5 , so that to avoid repetition, reference is made to the above description.
  • a special feature of this exemplary embodiment is that no nozzle channel 18 is arranged in the nozzle plate 1 . Rather, in the closed position shown in the drawing, the valve plate 17 rests sealingly on the outside of the nozzle plate 1 in a depression.
  • Figures 7A and 7B show another concept for opening or closing the nozzle 2, which is not according to the invention Figure 7A a closed position while Figure 7B shows an open position in which the nozzle 2 is released.
  • the nozzle 2 is either sealed or released by a fixed plunger 19 .
  • the nozzle plate 1 is either not bent ( Figure 7A ) or bent like this ( Figure 7B ) that the nozzle plate 1 in the area of the nozzle 2 from the fixed plunger 19 is lifted. It is sufficient here if the nozzle plate 1 in the area of the nozzle 2 executes a bending-related stroke of, for example, 30 ⁇ m.
  • Figures 8A-8C show various possible contours of the nozzle 2, namely a cylindrical contour ( Figure 8A ), a conical contour ( Figure 8B ) and a contour with an elevation 20 on the exit side of the nozzle 2 ( Figure 8C ).

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Druckkopf zur Applikation eines Beschichtungsmittels auf ein Bauteil, insbesondere zur Applikation eines Lacks auf ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil.
  • Zur Serienlackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden als Applikationsgerät üblicherweise Rotationszerstäuber eingesetzt, die jedoch den Nachteil eines beschränkten Auftragswirkungsgrades haben, d.h. nur ein Teil des applizierten Lacks lagert sich auf den zu beschichtenden Bauteilen ab, während der Rest des applizierten Lacks als sogenannter Overspray entsorgt werden muss.
  • Eine neuere Entwicklungslinie sieht dagegen als Applikationsgerät sogenannte Druckköpfe vor, wie sie beispielsweise aus DE 10 2013 002 412 A1 , US 9,108,424 B2 und DE 10 2010 019 612 A1 bekannt sind. Derartige Druckköpfe geben im Gegensatz zu den bekannten Rotationszerstäubern keinen Sprühnebel des zu applizierenden Lacks ab, sondern einen räumlich eng begrenzten Lackstrahl, der sich nahezu vollständig auf dem zu lackierenden Bauteil niederschlägt, so dass nahezu kein Overspray entsteht.
  • Hierbei sind in einer Düsenplatte des Druckkopfs in der Regel zahlreiche Düsen angeordnet, wobei die einzelnen Düsen jeweils durch ein bewegliches Ventilelement freigegeben bzw. verschlossen werden können. Das bewegliche Ventilelement ist in der Regel eine Ventilnadel mit einem Elastomereinsatz als Dichtung. Die Ventilnadel mit dem Elastomereinsatz ist hierbei zwischen einer Schließstellung und einer Öffnungsstellung verschiebbar, wobei der Elastomereinsatz die Düse in der Schließstellung der Ventilnadel abdichtet, wohingegen der Elastomereinsatz in der Öffnungsstellung von der Düse abgehoben ist und dadurch die Fluidströmung (nach dem Stand der Technik meist Tinte) durch die Düse hindurch freigibt.
  • Nachteilig an dieser bekannten Art der Abdichtung zwischen dem beweglichen Ventilelement (z.B. Ventilnadel) und der Düse ist zunächst der aufwändige Fertigungsprozess bei der Fertigung des Elastomereinsatzes.
  • Ein anderer Nachteil besteht darin, dass sich die Ventilnadel mit dem Elastomereinsatz nur in bestimmten Grenzen miniaturisieren lässt, so dass hinsichtlich der Düsenabstände zwischen den benachbarten Düsen eine Untergrenze nicht unterschritten werden kann.
  • Ferner ist die Fertigungspräzision bei der Herstellung des Elastomereinsatzes beschränkt, so dass hinsichtlich des erforderlichen Ventilhubs große Schwankungen auftreten.
  • Zum technischen Hintergrund der Erfindung ist auch hinzuweisen auf DE 36 34 747 A1 , DE 10 2014 012 705 A1 , DE 41 38 491 A1 , WO 2010/146473 A1 , DE 10 2014 008183 A1 und WO 98/56585 A1 .
  • Ferner ist zum Stand der Technik die nachveröffentlichte ältere Patentanmeldung EP 3 272 669 A1 zu nennen. Diese Patentanmeldung offenbart jedoch keinen Druckkopf mit mehreren Düsen.
  • Schließlich offenbart EP 2 842 753 A1 einen Druckkopf gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Hierbei ist die Dichtung jedoch noch nicht vollständig befriedigend.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine andere Lösung zur Abdichtung des beweglichen Ventilelements gegenüber der Düse zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Druckkopf gemäß dem Hauptanspruch gelöst.
  • Zunächst ist zu bemerken, dass der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Druckkopfs allgemein zu verstehen ist und lediglich zur Abgrenzung von Zerstäubern (z.B. Rotationszerstäuber, Scheibenzerstäuber, Airless-Zerstäuber, Airmix-Zerstäuber, Ultraschallzerstäuber) dient, die einen Sprühnebel der zu applizierenden Beschichtungsmittel abgeben. Im Gegensatz dazu gibt der erfindungsgemäße Druckkopf einen räumlich eng begrenzten Beschichtungsmittelstrahl ab. Derartige Druckköpfe sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in DE 10 2013 092 412 A1 , US 9,108,424 B2 und DE 10 2010 019 612 A1 beschrieben.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass der erfindungsgemäße Drucckopf vorzugsweise zur Applikation eines Lacks (z.B. Basislack, Klarlack, Wasserlack, lösemittelbasierter Lack) dient. Der erfindungsgemäße Druckkopf kann jedoch alternativ auch zur Applikation anderer Beschichtungsmittel ausgelegt sein, wie beispielsweise zur Applikation von Dichtstoff, Dämmstoff, Klebstoff, Primer, etc., um nur einige Beispiele zu nennen.
  • Der erfindungsgemäße Druckkopf weist in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik eine Düsenplatte auf, die mehrere Düsen zur Abgabe des Beschichtungsmittels enthält. Vorzugsweise geben diese Düsen jeweils den vorstehend erwähnten Beschichtungsmittelstrahl auf das zu beschichtende Bauteil ab. Es besteht jedoch grundsätzlich auch die Möglichkeit, dass die Düsen innerhalb des Druckkopfs angeordnet sind und das Beschichtungsmittel lediglich zu der äußeren Austrittsdüse weitergibt, die dann den Beschichtungsmittelstrahl auf das Bauteil appliziert.
  • Darüber hinaus weist der erfindungsgemäße Druckkopf in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik mehrere Ventilelemente auf, um die Beschichtungsmittelabgabe durch die Düsen zu steuern. Diese Ventilelemente sind relativ zu der Düsenplatte beweglich, wobei die Ventilelemente die jeweilige Düse in einer Schließstellung verschließen, wohingegen die beweglichen Ventilelemente die jeweilige Düse in einer Öffnungsstellung freigeben.
  • Vorzugsweise ist die Bewegung der Ventilelemente zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung eine reine Linearbewegung (Verschiebebewegung), jedoch besteht im Rahmen der Erfindung grundsätzlich auch die Möglichkeit anderer Bewegungen der Ventilelemente zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung. Lediglich beispielhaft ist eine Drehbewegung, eine Schwenkbewegung oder eine kombinierte Dreh- und Linearbewegung der Ventilelemente zu nennen.
  • Weiterhin umfasst der erfindungsgemäße Druckkopf Dichtungen zur Abdichtung der einzelnen Düsen gegenüber den beweglichen Ventilelementen in der Schließstellung der Ventilelemente.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Druckkopf ist diese Dichtung jedoch vorzugsweise nicht als Elastomereinsatz an dem Ventilelement ausgebildet, da dies mit den eingangs beschriebenen Problemen verbunden ist.
  • Im Rahmen der Erfindung sind die Dichtungen jeweils an der Düsenplatte angeordnet, d.h. nicht an den beweglichen Ventilelementen, wie es bei den bekannten Elastomereinsätzen der Fall ist. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die erfindungsgemäßen Dichtungen auch an den beweglichen Ventilelementen angebracht sind, d.h. nicht an der Düsenplatte. Es besteht also die Möglichkeit einer Kombination dieser beiden Alternativen, wobei sowohl an dem beweglichen Ventilelement als auch an der Düsenplatte, in diesem Fall an der Düse, eine Dichtung angebracht ist, wobei die beiden Dichtungen dann zusammenwirken.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass die jeweilige Dichtung vorzugsweise flächig ist und in der Schließstellung einen flächigen Berührungskontakt zwischen dem beweglichen Ventilelement und der jeweiligen Dichtung bewirkt. Beispielsweise können hierzu flächige Dichtungsplatten bzw. Dichtungsschichten auf die Innenseite der Düsenplatte aufgebracht sein.
  • Ferner ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das jeweilige bewegliche Ventilelement in seiner Form komplementär an die Form der jeweiligen Düse angepasst ist und in der Schließstellung in die jeweilige Düse hineinragt. Beispielsweise kann sich die jeweilige Düse in Strömungsrichtung konisch verengen. Das jeweilige bewegliche Ventilelement sollte sich dann ebenfalls konisch zu seinem freien Ende hin verjüngen und zwar vorzugsweise mit demselben Konuswinkel wie die Düse, so dass das jeweilige Ventilelement und die jeweilige Düse dann eine entsprechende Formpassung bilden, wodurch die Dichtwirkung verbessert wird. Alternativ besteht beispielsweise auch die Möglichkeit, dass die jeweilige Düse eine halbkugelförmige Innenkontur aufweist, so dass dann vorzugsweise auch das jeweilige bewegliche Ventilelement eine halbkugelförmige Außenkontur aufweist.
  • Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass die jeweilige Dichtung auf die Innenflanken der jeweiligen Düse aufgebracht ist. Bei einer sich konisch verjüngenden Innenkontur der jeweiligen Düse bedeckt die jeweilige Dichtung dann vorzugsweise die Innenflanken der jeweiligen Düse.
  • Zum Bewegen des beweglichen Ventilantriebs weist der Drucckopf vorzugsweise einen Ventilantrieb auf. In einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung umfasst der Ventilantrieb eine flexible Antriebsmembran, die mit dem beweglichen Ventilelement mechanisch gekoppelt ist und mit einem Antriebsfluid (z.B. Hydraulikflüssigkeit, Druckluft) beaufschlagt werden kann, um die Antriebsmembran auszulenken und dadurch das Ventilelement zu bewegen.
  • Hierbei besteht auch die Möglichkeit, dass die Antriebsmembran von dem Beschichtungsmittel selbst beaufschlagt wird. Alternativ kann die Antriebsflüssigkeit aus einem Teil des Lackes bestehen, z.B. Bindemittel, Lösemittel, Mesamol™ oder ähnliches. Wenn es zu einem Bruch der Membrane kommt, dann würde das keine chemischen Reaktionen oder Unverträglichkeiten darstellen.
  • Im Rahmen der Erfindung sind jedoch auch andere Bauweisen des Ventilantriebs möglich. Beispielsweise kann der Ventilantrieb als Magnetaktor ausgebildet sein mit einer Spule und einem verschiebbaren Anker in der Spule, wobei der Anker mechanisch mit dem beweglichen Ventilelement gekoppelt ist und in Abhängigkeit von der Bestromung der Spule zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung verschoben wird.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Ventilelement (z.B. Stößel) in dem Druckkopf ortsfest angeordnet, während die Düsenplatte elastisch biegsam ist und von dem Ventilantrieb verbogen werden kann. In der Schließstellung übt der Ventilantrieb dann vorzugsweise keine Kraft auf die Düsenplatte aus, so dass die Düsenplatte eben ist und mit der Düse auf dem freien Ende des beweglichen Ventilelements (z.B. Stößel) dichtend aufliegt. In der Öffnungsstellung verbiegt der Ventilantrieb dagegen die Düsenplatte, so dass die Düse mit einem bestimmten Hub von dem freien Ende des Ventilelements abgehoben ist, so dass Beschichtungsmittel aus der Düse austreten kann. Der Hub der Düsenplatte im Bereich der Düse beträgt zwischen der Schließstellung und der Öffnungsstellung vorzugsweise ungefähr 30pm.
  • Es wurde bereits eingangs kurz erwähnt, dass die Dichtung flächig ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann die Dichtung eine Dichtstoffschicht aufweisen, die beispielsweise auf die Düsenplatte aufvulkanisiert, aufgedampft, durch ein schichtbildendes Verfahren aufgebracht oder aufgedruckt ist.
  • Alternativ besteht auch die Möglichkeit, dass die Dichtung eine Folie aufweist, die beispielsweise auf die Düsenplatte aufgeklebt, aufgelegt, gebondet oder auflaminiert sein kann.
  • Zu der Materialauswahl im Rahmen der Erfindung ist zu erwähnen, dass das bewegliche Element vorzugsweise mindestens teilweise aus Metall, Kunststoff oder Silizium besteht.
  • Ferner weist der erfindungsgemäße Druckkopf vorzugsweise eine der folgenden Materialpaarungen an der Düse auf zwischen der Seite des Ventilelements und der Seite der Düse:
    • Metall auf Metall,
    • Kunststoff auf Metall,
    • Metall auf Kunststoff,
    • Kunststoff auf Silizium,
    • Silizium auf Silizium, oder
    • Metall auf Silizium.
  • Das bewegliche Ventilelement kann beispielsweise aus Metall bestehen und mit einem Ventilstößel aus Kunststoff kombiniert werden.
  • Darüber hinaus kann die Düse aus Silizium bestehen oder einen Düseneinsatz aus Silizium enthalten, während das bewegliche Ventilelement mindestens teilweise aus Stahl, Gummi oder Kunststoff (z.B. PTFE: Polytetrafluorethylen) besteht.
  • Bei der Bewegung des beweglichen Ventilelements von der Öffnungsstellung in die Schließstellung bildet die Dichtung in der Regel auch einen mechanischen Anschlag, der die Bewegung des Ventilelements in die Schließstellung begrenzt. Die Dichtung hat hierbei also zwei Funktionen, nämlich zum einen die eigentliche Dichtfunktion und zum anderen die Funktion eines mechanischen Anschlags.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dagegen ein separater mechanischer Anschlag vorgesehen, um die Bewegung des Ventilelements in die Schließstellung zu begrenzen. Dies kann vorteilhaft sein, weil dadurch eine definierte Kompressionskraft auf die Dichtung wirkt.
  • Der mechanische Anschlag weist hierbei vorzugsweise eine Materialpaarung zwischen der Seite des Ventilelements und der Seite der Düse auf, die auf beiden Seiten Metall vorsieht. Die Dichtung ist dagegen vorzugsweise elastisch und erfährt in der Schließstellung eine bestimmte Materialkompression, die durch den mechanischen Anschlag definiert wird.
  • Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass der Druckkopf vorzugsweise einen eng begrenzten Beschichtungsmittelstrahl abgibt im Gegensatz zu einem Sprühnebel, wie er von herkömmlichen Zerstäubern (z.B. Rotationszerstäubern) abgegeben wird.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass der Druckkopf einen Tröpfchenstrahl abgeben kann im Gegensatz zu einem in Strahllängsrichtung zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl. Alternativ besteht jedoch im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass der Druckkopf einen in Strahllängsrichtung zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl abgibt im Gegensatz zu einem Tröpfchenstrahl.
  • In einer besonderen Ausbildung kann es vorteilhaft sein, an den gesamten Druckkopf oder an einzelne Bauteile des Drucckopfs (beispielsweise an die Düsenplatte 1) Hochspannung (30-90kV) anzulegen, um die zusätzlichen Vorteile der elektrostatischen Lackierung zu nutzen, wie z.B. höherer Auftragswirkungsgrad und/oder elektrostatischer Umgriff an Kanten (der aufgeladene Lack bewegt sich entlang der elektrischen Feldlinien, wodurch auch vom Applikator abgewandte Flächen in der Nähe von Kanten beschichtet werden).
  • Bei der Verwendung von elektrostatischer Aufladung muss gegebenenfalls bei der Verarbeitung von leitfähigen Lacken ein Potential-Trennsystem in der Materialversorgung eingesetzt werden. Auch müssen in diesem Fall alle Bauteile des Applikators hochspannungsfest ausgeführt werden.
  • Besonders vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Druckkopf ist die Tatsache, dass er nahezu Overspray-frei arbeitet, d.h. der Druckkopf hat vorzugsweise einen Auftragswirkungsgrad von mindestens 80%, 90%, 95% oder 99%, so dass im Wesentlichen das gesamte applizierte Beschichtungsmittel vollständig auf dem Bauteil abgelagert wird, ohne dass Overspray entsteht.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass der Druckkopf vorzugsweise eine große Flächenbeschichtungsleistung aufweist, damit der Druckkopf auch zur Flächenbeschichtung bei der Serienlackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen geeignet ist. Der Druckkopf weist deshalb vorzugsweise eine Flächenbeschichtungsleistung von mindestens 0,5m2/min, 1m2/min, 2m2/min oder sogar 3m2/min auf.
  • Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur Schutz beansprucht für den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Druckkopf als einzelnes Bauteil. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für eine komplette Beschichtungsanlage (z.B. Lackieranlage) zur Lackierung von Bauteilen (z.B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen), wobei als Applikationsgerät ein erfindungsgemäßer Druckkopf eingesetzt wird.
  • Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Druckkopf von einem mehrachsigen Lackierroboter geführt werden, der vorzugsweise eine serielle Kinematik mit mindestens sechs beweglichen Roboterachsen aufweist.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines Ausschnitts aus einem nicht erfindungsgemäßen Druckkopf mit einer flächigen Dichtung,
    Figur 2
    eine Abwandlung von Figur 1 mit einer Formanpassung von Düse und Ventilelement,
    Figur 3
    eine Abwandlung der Figuren 1 und 2 mit einer flexiblen Membran als Dichtung,
    Figur 4
    eine weitere Abwandlung mit einer zusätzlichen Antriebsmembran, die hydraulisch angetrieben wird,
    Figur 5
    eine weitere Abwandlung mit einem Stößel, der verschiebbar ist und eine Ventilplatte in einem Düsenkanal bewegt,
    Figur 6
    eine Abwandlung von Figur 5, wobei die Ventilplatte auf der Außenseite des Druckkopfs dichtend aufliegen kann,
    Figuren 7A und 7B
    eine Abwandlung mit einer biegsamen Düsenplatte, die zum Öffnen bzw. Schließen der Düse gebogen werden kann, sowie
    Figuren 8A-8C
    verschiedene mögliche Konturen der Düse in einem erfindungsgemäßen Druckkopf.
  • Im Folgenden wir zunächst das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 beschrieben. So zeigt diese Zeichnung eine schematische Darstellung eines Steuerventils in einem nicht erfindungsgemäßen Druckkopf zur Lackapplikation in einer Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, wobei der Druckkopf von einem mehrachsigen Lackierroboter mit einer seriellen Roboterkinematik mit mindestens sechs Roboterachsen bewegt wird, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss.
  • Der Druckkopf weist eine Düsenplatte 1 mit mehreren Düsen 2 auf, wobei zur Vereinfachung hier nur eine einzige Düse 2 dargestellt ist.
  • Der zu lackierende Lack wird hierbei von einer Lackzuführung 3 in dem Druckkopf zugeführt, wobei die Lackzuführung 3 in der Zeichnung unten durch die Düsenplatte 1 und oben durch eine weitere Platte 4 begrenzt wird.
  • Die obere Platte 4 weist koaxial zu der Düse 2 in der Düsenplatte 1 eine Öffnung auf, auf die ein Spulenrohr 5 koaxial aufgesetzt ist, wobei das Spulenrohr 5 mit einer Spule 6 bewickelt ist.
  • In dem Spulenrohr 5 befindet sich ein Spulenkern 7, der am oberen Ende des Spulenrohrs 5 durch eine Dichtung 8 gegenüber dem Spulenrohr 5 abgedichtet ist.
  • Darüber hinaus befindet sich in dem Spulenrohr 5 ein Anker 9, der in Richtung des Doppelpfeils verschiebbar ist, wobei die Bewegung des Ankers 9 von der Bestromung der Spule 6 abhängt.
  • Die Zeichnung zeigt den Anker 9 hierbei in einer unteren Schließstellung, um die Düse 2 abzudichten. Für eine Lackapplikation wird die Spule 6 dagegen so bestromt, dass der Anker 9 in der Zeichnung nach oben gezogen wird, um die Düse 2 freizugeben.
  • Darüber hinaus weist das Steuerventil eine Rückstellfeder 10 auf, die den Anker 9 ohne eine Bestromung der Spule 6 in die in der Zeichnung dargestellte Schließstellung drückt.
  • An seinem freien Ende trägt der Anker 9 eine Dichtung 11, um die Düse 2 in der Schließstellung abzudichten.
  • Die Dichtung 11 an dem Anker 9 wirkt in der Schließstellung zusammen mit einer flächigen Dichtung 12 an der Innenseite der Düsenplatte 1 zusammen.
  • In der dargestellten Schließstellung besteht also ein flächiger Berührungskontakt zwischen den beiden Dichtungen 11, 12 an dem Anker 9 einerseits und an der Düsenplatte 1 andererseits.
  • Die flächige Dichtung 12 an der Innenseite der Düsenplatte kann beispielsweise aus einer Dichtstoffschicht bestehen, die innen auf die Düsenplatte 1 aufvulkanisiert, aufgedampft, durch ein schichtbildendes Verfahren aufgebracht oder aufgedruckt ist.
  • Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Dichtung 12 eine Folie ist, die auf die Düsenplatte 1 innen aufgelegt, aufgeklebt oder auflaminiert ist.
  • Weiterhin bestehen hierbei vielfältige Möglichkeiten für die Materialpaarungen der Dichtung 11 einerseits und der Dichtung 12 andererseits. So kommt als Materialpaarung beispielsweise Metall auf Metall, Kunststoff auf Metall, Metall auf Kunststoff, Kunststoff auf Silizium, Silizium auf Silizium oder Metall auf Silizium in Frage.
  • Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
  • Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass sich die Düse 2 im Eintrittsbereich in Strömungsrichtung konisch verjüngt und seitliche Düsenflanken aufweist. Die Dichtung 12 ist deshalb auf die seitlichen Düsenflanken der Düse 2 aufgebracht.
  • Darüber hinaus ist die Dichtung 11 an diese Form der Düse angepasst und verjüngt sich deshalb zu ihrem freien Ende hin konisch, so dass die Dichtung 11 einerseits und die Düse 2 andererseits formangepasst sind, was zu einer guten Dichtungswirkung führt.
  • Figur 3 zeigt eine weitere nicht erfindungsgemäße Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wieder auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.
  • Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht in einer flexiblen Dichtungsmembran 13 anstelle der Dichtung 11. Die Zeichnung zeigt hierbei die Öffnungsstellung, in der der Anker 9 nach oben angehoben ist und die Dichtungsmembran 13 die Düse freigibt. Zum Schließen der Düse 2 wird die Spule 6 dagegen stromlos geschaltet, so dass der Anker 9 von der Rückstellfeder 10 in der Zeichnung nach unten gedrückt wird, bis die Dichtungsmembran 13 auf der innenliegenden Mündungsöffnung der Düse 2 in der Düsenplatte 1 aufliegt und dadurch die Düse 2 verschließt.
  • Die Dichtungsmembran 13 hat hierbei jedoch nicht nur die Funktion, die Düse 2 freizugeben bzw. zu verschließen. Vielmehr bewirkt die Dichtungsmembran 13 auch eine Abdichtung zwischen der Lackzuführung 3 und den sonstigen Bauteilen des Steuerventils, wie beispielsweise dem Anker 9, dem Spulenrohr 5 und dem Spulenkern 7. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch Lackablagerungen in dem Steuerventil und insbesondere in dem Spulenrohr 5 verhindert werden. Dies ist besonders bei einem Farbwechsel wichtig, weil dadurch das Steuerventil selbst nicht gespült werden muss, weil es mit dem Lack überhaupt nicht in Kontakt kommt.
  • Figur 4 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 3, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.
  • Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht in der konstruktiven Gestaltung des Ventilantriebs, der nicht - wie bei Figur 3 - elektromagnetisch arbeitet, sondern hydraulisch. Hierzu weist der Ventilantrieb eine separate Antriebsmembran 14 auf, die über einen Hydraulikanschluss 15 mit einer Hydraulikflüssigkeit als Antriebsfluid beaufschlagt werden kann, um die Antriebsmembran 14 und damit auch die Dichtungsmembran 13 mit der daran angebrachten Dichtung 11 in Richtung des Doppelpfeils verschieben zu können.
  • Hierbei ist zu erwähnen, dass die Antriebsmembran 14 und die Dichtungsmembran 13 eine doppelte Abdichtung zwischen dem Hydraulikanschluss 15 und der Düse 2 bewirken. Dadurch wird mit doppelter Sicherheit verhindert, dass bei einer Störung Hydraulikflüssigkeit durch die Düse 2 austreten kann.
  • Figur 5 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.
  • Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht zunächst darin, dass auf die Rückstellfeder 10 verzichtet wurde, d.h. die Bewegung des Ankers 9 wird sowohl in die Schließstellung als auch in die Öffnungsstellung allein durch die Bestromung der Spule 6 gesteuert.
  • Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass der Anker 9 über einen Stößel 16 mit einer Ventilplatte 17 verbunden ist, die in einem Düsenkanal 18 in Richtung des Doppelpfeils verschiebbar ist. Die Zeichnung zeigt hierbei die Stellung der Ventilplatte 17 in der Schließstellung, in der die Ventilplatte 17 an der Oberseite des Düsenkanals 18 anliegt und dadurch die Düse 2 abdichtet.
  • Zum Öffnen der Düse 2 wird der Stößel 16 mit der Ventilplatte 17 dagegen in der Zeichnung nach unten gedrückt und liegt dann nicht mehr an der Oberwand des Düsenkanals 18 an. Der Lack kann dann aus der Lackzuführung in den Düsenkanal 18 eintreten und durch die Düse 2 ausströmen.
  • Figur 6 zeigt eine nicht erfindungsgemäße Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 5, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.
  • Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass in der Düsenplatte 1 kein Düsenkanal 18 angeordnet ist. Vielmehr liegt die Ventilplatte 17 in der in der Zeichnung dargestellten Schließstellung an der Außenseite der Düsenplatte 1 in einer Vertiefung dichtend an.
  • Die Figuren 7A und 7B zeigen ein anderes nicht erfindungsgemäßes Konzept zum Öffnen bzw. Schließen der Düse 2. Hierbei zeigt Figur 7A eine Schließstellung, während Figur 7B eine Öffnungsstellung zeigt, in der die Düse 2 freigegeben ist.
  • Die Düse 2 wird hierbei von einem feststehenden Stößel 19 entweder abgedichtet oder freigegeben. Hierbei wird die Düsenplatte 1 entweder nicht gebogen (Figur 7A) oder so gebogen (Figur 7B), dass die Düsenplatte 1 im Bereich der Düse 2 von dem feststehenden Stößel 19 abgehoben ist. Hierbei reicht es aus, wenn die Düsenplatte 1 im Bereich der Düse 2 einen biegungsbedingten Hub von beispielsweise 30µm ausführt.
  • Die Figuren 8A-8C zeigen verschiedene mögliche Konturen der Düse 2 und zwar eine zylindrische Kontur (Fig. 8A), eine konische Kontur (Fig. 8B) und eine Kontur mit einer Erhebung 20 auf der Austrittsseite der Düse 2 (Fig. 8C).
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Düsenplatte
    2
    Düse
    3
    Lackzuführung
    4
    Obere Platte
    5
    Spulenrohr
    6
    Spule
    7
    Spulenkern
    8
    Dichtung zwischen Spulenkern und Spulenrohr
    9
    Anker
    10
    Rückstellfeder
    11
    Dichtung an dem Anker zur Abdichtung der Düse
    12
    Dichtung an der Düsenplatte zur Abdichtung der Düse
    13
    Dichtungsmembran
    14
    Antriebsmembran
    15
    Hydraulikanschluss
    16
    Stößel
    17
    Ventilplatte
    18
    Düsenkanal
    19
    Stößel
    20
    Erhebung an der Außenseite der Düse

Claims (9)

  1. Druckkopf zur Applikation eines Beschichtungsmittels auf ein Bauteil, insbesondere zur Applikation eines Lacks auf ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil, mit
    a) einer Düsenplatte (1),
    b) mehreren Düsen (2) in der Düsenplatte (1) zur Abgabe des Beschichtungsmittels, und
    c) mehreren relativ zu der Düsenplatte (1) beweglichen Ventilelementen (9) zur Steuerung der Beschichtungsmittelabgabe durch die Düsen (2), wobei die beweglichen Ventilelemente (9) die jeweiligen Düsen (2) in einer Schließstellung verschließen, wohingegen die beweglichen Ventilelemente (9) die jeweiligen Düse (2) in einer Öffnungsstellung freigeben, und
    d) mehreren Dichtungen (12) zur Abdichtung der jeweiligen Düse (2) gegenüber dem jeweiligen beweglichen Ventilelement (9) in der Schließstellung des jeweiligen Ventilelements (9),
    dadurch gekennzeichnet,
    e) dass die beweglichen Ventilelemente (9) jeweils in ihrer Form komplementär an die Form der jeweiligen Düse (2) angepasst sind und in die jeweilige Düse (2) eindringen, und
    f) dass die Dichtungen (12) jeweils auf den Innenflanken der Düsen (2) angeordnet sind.
  2. Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen (11, 12) nicht als Elastomereinsatz an dem jeweiligen Ventilelement (9, 11) ausgebildet sind.
  3. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass die Dichtungen (12) jeweils an der Düsenplatte (1) angebracht sind, und/oder
    b) dass die Dichtungen (12) flächig sind und in der Schließstellung einen flächigen Berührungskontakt zwischen den beweglichen Ventilelementen (9, 11) und den Dichtungen (12) bewirken, und/oder
    c) dass die Dichtungen (12) keine Relativbewegung relativ zu den Düsen (2) machen, wenn sich die Ventilelemente von der Schließstellung in die Öffnungsstellung bewegen.
  4. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass der Druckkopf Ventilantriebe (14, 15) aufweist zum Bewegen der jeweiligen Ventilelemente (9) zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung, und
    b) dass die Ventilantriebe (14, 15) jeweils eine flexible Antriebsmembran (14) aufweisen, die mit dem jeweiligen Ventilelement (9) gekoppelt ist und mit einem Antriebsfluid, insbesondere mit Hydraulikflüssigkeit oder Druckluft oder dem Beschichtungsmittel, beaufschlagt werden kann, um die Antriebsmembran (14) auszulenken und dadurch das jeweilige Ventilelement zu bewegen.
  5. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass die Dichtungen (12) eine Dichtstoffschicht aufweisen, die vorzugsweise auf die Düsenplatte (1)
    a1) aufvulkanisiert,
    a2) aufgedampft,
    a3) durch ein schichtbildendes Verfahren aufgebracht, oder
    a4) aufgedruckt ist, und/oder
    b) dass die Dichtungen (2) eine Folie aufweisen, die vorzugsweise auf die Düsenplatte (1)
    b1) aufgelegt,
    b2) aufgeklebt,
    b3) aufgebondet oder
    b4) auflaminiert ist, und/oder
    c) dass die beweglichen Ventilelemente (9) mindestens teilweise aus
    c1) Metall,
    c2) Kunststoff oder
    c3) Silizium besteht, und/oder
    d) dass eine der folgenden Materialpaarungen an den Düsen (2) vorgesehen ist zwischen der Seite des jeweiligen Ventilelements (9) und der Seite der jeweiligen Düse (2) :
    d1) Metall auf Metall,
    d2) Kunststoff auf Metall,
    d3) Metall auf Kunststoff,
    d4) Kunststoff auf Silizium,
    d5) Silizium auf Silizium,
    d6) Metall auf Silizium, und/oder
    e) dass die Düsen (2) aus Silizium bestehen oder einen Düseneinsatz aus Silizium enthalten, während das jeweilige bewegliche Ventilelement (9) mindestens teilweise aus Stahl, Gummi oder Kunststoff, insbesondere aus Polytetrafluorethylen, besteht.
  6. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass mechanische Anschläge vorgesehen sind, um die Bewegung des jeweiligen Ventilelements (9) in die Schließstellung zu begrenzen,
    b) dass die mechanischen Anschläge eine Materialpaarung Metall auf der Seite des jeweiligen Ventilelements (9) und Metall auf der Seite der jeweiligen Düse (2) aufweisen, und
    c) dass die Dichtungen (11, 12) elastisch sind und in der Schließstellung eine bestimmte Materialkompression erfahren, die durch den mechanischen Anschlag definiert wird.
  7. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    a) dass der Druckkopf eng begrenzte Beschichtungsmittelstrahlen abgibt im Gegensatz zu einem Sprühnebel, und/oder
    b) dass der Druckkopf Tröpfchenstrahlen abgibt im Gegensatz zu in Strahllängsrichtung zusammen hängenden Beschichtungsmittelstrahlen, oder
    c) dass der Druckkopf in Strahllängsrichtung zusammen hängende Beschichtungsmittelstrahlen abgibt im Gegensatz zu einem Tröpfchenstrahl, und/oder
    d) dass der Druckkopf einen Auftragswirkungsgrad von mindestens 80%, 90%, 95% oder 99% aufweist, so dass im Wesentlichen das gesamte applizierte Beschichtungsmittel vollständig auf dem Bauteil abgelagert wird, ohne dass Overspray entsteht, und/oder
    e) dass der Druckkopf eine Flächenbeschichtungsleistung von mindestens 0,5 m2/min, 1m2/min, 2m2/min oder mindestens 3m2/min aufweist, und/oder
    f) dass der Druckkopf mindestens einen elektrisch ansteuerbaren Aktor aufweist, um Tropfen des Beschichtungsmittels aus dem Druckkopf auszustoßen, insbesondere einen Magnetaktor oder einen Piezoaktor.
  8. Beschichtungsanlage zur Beschichtung von Bauteilen, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzugkarosseriebauteilen, mit einem Applikationsgerät zur Applikation des Beschichtungsmittels, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsgerät ein Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist.
  9. Beschichtungsanlage nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen mehrachsigen Lackierroboter, insbesondere mit einer seriellen Kinematik und mindestens sechs beweglichen Roboterachsen, wobei der Lackierroboter den Druckkopf führt.
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