WO2011138048A1 - Beschichtungseinrichtung mit zertropfendem beschichtungsmittelstrahl - Google Patents

Beschichtungseinrichtung mit zertropfendem beschichtungsmittelstrahl Download PDF

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WO2011138048A1
WO2011138048A1 PCT/EP2011/002265 EP2011002265W WO2011138048A1 WO 2011138048 A1 WO2011138048 A1 WO 2011138048A1 EP 2011002265 W EP2011002265 W EP 2011002265W WO 2011138048 A1 WO2011138048 A1 WO 2011138048A1
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coating
nozzle
application device
jet
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PCT/EP2011/002265
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Hans-Georg Fritz
Marcus Kleiner
Timo Beyl
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Dürr Systems GmbH
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    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies

Definitions

  • the invention relates to a coating device for coating components with a coating agent, in particular for painting motor vehicle body components and / or their attachments (for example bumpers, mirror housings, bumpers, etc.) with a paint. Furthermore, the invention relates to a corresponding coating method.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view through a conventional painting installation for painting motor vehicle body components.
  • the vehicle body components to be painted on a conveyor 1 are transported at right angles to the drawing plane through a painting booth 2, in which the motor vehicle body components are then painted by painting robots 3, 4 in a conventional manner.
  • the painting robots 3, 4 have a plurality of pivotable robot arms and each lead via a multi-axis robot hand axis an application device, such as a rotary atomizer, an air atomizer or a so-called airless device.
  • a disadvantage of these known application devices or application method is the non-optimal order efficiency, so that a designated as overspray part of the sprayed paint does not land on the vehicle body part to be painted and with the cabin air from the La cubicle 2 must be removed.
  • Above the spray booth 2 is therefore a so-called plenum 5, is introduced from the air through a ceiling 6 of the spray booth 2 down in arrow ⁇ direction in the spray booth 2.
  • the cabin air then passes with the overspray contained therein down from the spray booth 2 into a wash 7 located below the spray booth 2, in which the overspray is again removed from the cabin air and bound to water.
  • ATEX Atmosphere explosive
  • the known application devices are also associated with high operating costs due to the paint losses and the disposal costs for disposal of the overspray due to the resulting in operation overspray.
  • a high paint application also means a high load or endangerment of the environment.
  • a coating device for coating components with a coating agent, in particular for painting automobile parts.
  • Body parts and / or attachments of motor vehicles eg bumpers, mirror housings, bumpers, etc.
  • the coating device comprises at least one application device that is configured and arranged to dispense the coating agent from at least one coating agent nozzle or coating agent opening (eg, to disperse, etc.).
  • the application device may be e.g. may be configured and arranged to impart vibration and / or instability to the coating agent and / or at least one coating agent jet to produce coating agent drops or to disintegrate the coating agent and / or the at least one coating agent jet into drops.
  • the at least one coating agent jet it is possible for the at least one coating agent jet to be produced in a very wide variety of forms.
  • the application device may be configured and arranged to impart vibration and / or instability to the coating agent and / or at least one preferably continuous coating agent jet to produce coating agent drops or (particularly from the coating agent nozzle and / or the application device) and / or a (in particular from the coating agent nozzle and / or the application device) spent, preferably contiguous or continuous coating agent jet decay into drops.
  • the coating agent jet is contiguous during and / or before dispensing from the coating agent nozzle or the application device and disintegrates into droplets on the way to the component (in particular downstream of the coating agent nozzle or the application device).
  • the application device can therefore be preferably configured and arranged to dispense at least one in particular continuous or contiguous coating agent jet which disintegrates into droplets.
  • the contiguous coating agent jet between the application device, in particular the at least one coating agent nozzle, and the component can decay or drop.
  • the application device comprises a vibration and / or instability and / or vibration generator (hereinafter referred to as vibration generator).
  • the application device can comprise a slotted and / or hollow cylinder nozzle or a conical nozzle or a carrier element (for example a coating agent nozzle plate) which comprises a large number of coating agent nozzles (preferably in one plane).
  • the application device is configured and arranged to have one or more coating agent columns behind or upstream of the at least one coating agent nozzle.
  • the vibration generator is intended to generate the vibration and / or the instability or to couple the vibration and / or the instability into the coating agent and / or the coating agent jet in order to produce coating agent drops and / or around the coating agent or let the preferably coherent coating agent jet decay into drops. It is possible for the coating agent and / or the coating agent jet to be exposed directly and / or indirectly to the vibration and / or the instability.
  • the vibration generator is provided, the application device (eg, the housing of the application device, which is the at least one coating medium nozzle having carrier element or other parts of the application device) at least partially applied to a vibration and / or instability or coupled into it.
  • the coating of the coating agent with the vibration and / or the instability may take place before the coating agent is dispensed from and / or at the coating agent nozzle, while preferably the dropping-out can take place after the coating agent has been dispensed from the coating agent nozzle.
  • the application device is in particular configured and arranged to allow the coating agent and / or the preferably contiguous coating jet to disintegrate into drops, preferably based on the so-called "Rayleigh instability” or the so-called “Rayleigh instability” “Rayleigh decay”.
  • the structure, principle and / or mode of action of such droplet generation is known per se, in particular from the field of internal combustion engines, where fuel is used to form a fuel-air mixture, e.g. subjected to a vibration and can be excited to a monodisperse decay.
  • the application device can produce droplets of substantially the same size (eg, substantially the same diameter) or a substantially discrete or substantially homogeneous droplet distribution.
  • the application device is capable of generating a predefined drop size and / or a predefined drop or drop size distribution.
  • a paint shop preferably for automotive and / or motor vehicle bodywork painting
  • a reduced supply air system By targeted production of certain droplet diameter of the order efficiency can be increased, ie it is possible that no or very little overspray is generated, which also can be selectively influenced on the color, gloss, effects.
  • the coating device according to the invention it is advantageous possible that the supply air system can be dimensioned much smaller.
  • the low amount of paint to be discharged requires a smaller air exchange in the spray booth or a very large amount of air can be used in circulation (low fresh air content), whereby the heating or conditioning of the fresh air sucked in requires considerably less energy input.
  • the leaching can be omitted completely, but the invention is not limited to systems that have no leaching at all, but also includes systems with smaller dimensioned leaching.
  • the coating device according to the invention advantageously leads to a lower (manual) cleaning requirement being required for the paint booths, conveyors, skids, disks, etc. Furthermore, smaller or no amounts of air are required to carry overspray out of the spray booth and / or to mold the spray jet in the aforementioned methods (eg rotary atomizers, air atomizers) and to operate the air turbine of the rotary atomizer.
  • Color matching with rotary atomizers on air templates is mainly done by the targeted change of the resulting droplet spectrum by, for example, speed change. These changes usually have a negative effect on the order efficiency, which leads to more overspray than actually being required, which can also be avoided with the coating agent device according to the invention.
  • the application device is configured and arranged to dispense coating means, in particular a preferably coherent coating agent jet.
  • the coating composition preferably the coating agent jet, in particular the dispensed coating agent jet, may be, for example, a solid or solid cylinder jet, a flat jet, a fan jet, a layer jet, a substantially triangular jet, a hollow cone or solid cone jet, a hollow cylinder jet , a coating agent sheet and / or a Be Schweizerungsmit- tellamelle act. It is also possible for the application device to generate a spray pattern that is substantially rectangular or pyramidal in cross section.
  • the coating agent, in particular the coating agent jet can therefore be dispensed, for example, essentially one-dimensionally as well as substantially flat.
  • the application device can be configured and arranged to output at least one essentially flat contiguous coating agent beam, which firstly disintegrates between coating agent nozzle or application device and component into essentially one-dimensional, preferably coherent coating agent beams. These one-dimensional, preferably contiguous coating agent jets can then also be coated between coatings. agent jet or application device and component disintegrate into drops.
  • the application device can be configured and arranged to indirectly couple the vibration and / or instability into the coating agent and / or the coating agent jet, e.g. via the housing of the application device and / or via the carrier element having the coating agent nozzle and / or via the coating agent nozzle.
  • a vibrator, oscillator, etc. are preferably externally connected to the housing of the application device and / or the carrier element containing the coating agent nozzle or attached thereto.
  • the oscillation and / or the instability propagate from the vibration generator via other parts of the application device to the coating agent and / or the coating agent jet during the indirect application. It is also possible that the applied vibration and / or instability propagates axially and / or radially along the application device.
  • the application device is configured and arranged to couple the vibration and / or instability substantially directly into the coating medium and / or the coating agent beam, for example by means of sound, ultrasound, a piezoelectric element, direct mechanical or physical loading, for example physical contacting of the coating agent and / or the coating agent jet.
  • the application device may comprise, for example, a sonic / ultrasonic generator, a piezoelectric element arrangement, a mechanical coating agent application device, etc.
  • the coating agent and / or the coating agent jet preferably predominantly continuously (preferably "predominantly" because, for example, the
  • the coating agent and / or the coating agent jet is preferably conveyed by means of pressure or a dosing system.
  • the application device is configured and arranged to generate droplets of substantially the same size and / or substantially equal diameter and to produce a substantially discrete or substantially homogeneous droplet distribution.
  • at least one coating agent nozzle may be essentially circular (for example a round nozzle), elliptical, slot-shaped and / or substantially circular-slot-shaped.
  • the coating agent nozzle may e.g. a flat jet, a hollow cone, a full cone or a full jet nozzle or a cone nozzle.
  • the application device preferably has a multiplicity of coating agent nozzles, which may be of the same or different design, eg with regard to the diameter, the slot width, the shape or design of the nozzles, etc.
  • the coating agent nozzle preferably has a diameter and / or a slot width of between about 5 ym to 300 ym, between about 10 ym to 150 ym or between about 10 ym to 80 ym.
  • the differently sized coating agent nozzles may for example be evenly distributed or grouped in certain areas or shapes.
  • the application device may comprise at least one coating medium nozzle arrangement (or a nozzle field, nozzle row, etc.) on which a multiplicity of coating agent nozzles are arranged. It is possible for a coating agent nozzle arrangement to have coating agent nozzles with the same or different configurations.
  • the application device comprises at least two coating agent nozzle arrangements, each with a plurality of coating agent nozzles.
  • at least two coating agent nozzle arrangements are provided which can be controlled independently of one another and / or supplied with, for example, different coating agents or generally different media or fluids independently of one another.
  • one coating agent nozzle arrangement can be supplied, for example, with a specific color, a specific coating or in general a specific coating agent
  • the other coating agent nozzle arrangement can be supplied, for example, with a different color, a different coating or in general with a different coating agent.
  • at least two coating agent nozzle arrangements can be provided in different planes, which can be arranged, for example, parallel or intersecting.
  • At least two coating agent nozzle assemblies have a shape substantially complementary to the component to allow the component to be coated without reorienting the application device.
  • the at least two coating agent nozzle arrangements can be relatively be pivotable in at least one or more axes, which advantageously leads to greater flexibility.
  • the application device to comprise at least two coating agent nozzle arrangements which can be controlled independently of one another and / or supplied with coating agent depending on one another, wherein it is also possible to provide at least two coating agent nozzle arrangements which are controlled and / or dependent on one another can be supplied independently with coating agent.
  • the application device can furthermore comprise at least two, preferably at least three, independently controllable or adjustable (eg controllable or controllable) coating agent nozzle arrangements, wherein, for example, the outer coating agent nozzle arrangements are configured and arranged to produce an overlap-optimized coating thickness distribution and the inner coating nozzle nozzle arrangement for generating a essentially homogeneous
  • Layer thickness distribution is configured and arranged, for example, by the outer coating agent nozzles give less coating agent than the inner coating nozzles, resulting in a corresponding layer thickness distribution transverse to the web direction. It is also possible that the coating agent nozzles of at least one coating agent nozzle arrangement are arranged (eg substantially Gaussian or distributed over the area under the Gaussian curve, trapezoidal, rectangular and / or triangular) in such a way that a desired layer thickness distribution is achieved in which, for example, the outer coating agent nozzles are used to produce an overlap-optimized
  • Layer thickness distribution are configured and arranged (eg triangular) and the inner coating agent nozzles (eg rectangular) to produce a substantially ho are configured and arranged so that the outer coating agent nozzles emit less coating agent than the inner coating agent nozzles, in an advantageous and simple manner.
  • Layer thickness distribution has a Gaussian normal distribution.
  • the amount of coating agent dispensed from the individual coating agent nozzles is chosen such that the layer thickness distribution has a trapezoidal distribution.
  • Such a trapezoidal layer thickness distribution is advantageous because the adjacent coating center webs can overlap one another such that the superimposition of the trapezoidal layer thickness distributions of the adjacent coating center webs leads to a constant layer thickness.
  • one or more coating agent nozzle arrangements in particular an outer coating agent nozzle arrangement, can be switched on and / or off, e.g. to allow a sharp edge coating. It is also possible to supply less coating agent to a preferably outer coating agent nozzle arrangement than to another coating agent nozzle arrangement.
  • the application device can thus switch off both one of the preferably outer fields and paint edge sharp, as well as overlap on a large area with the previous and the following paint web.
  • the coating agent pressure and / or the metering pressure with which the coating agent is supplied to the application device and / or the component can be adjustable (for example controllable or controllable), as a result of which, for example, the size of the coating agent drops can be influenced.
  • This can be used specifically to achieve certain properties of the paint film (eg Appearance, moisture content).
  • the paint pressure can be changed and regulated by suitable associated components. The change may be dependent on the applied coating agent (eg different paints or shades). But it can also be different on the same component in different places. As a result, for example, "wet" or “dry” can be painted.
  • At least one of the following parameters may be adjustable (e.g., controllable or controllable): exhaust.
  • an improved appearance, an improved color shade, improved effects and / or improved performance gloss level, wavelength, etc.
  • the application device is configured and arranged such that, on the way to the component or between the coating agent nozzle and component, the coating agent drops of a coating agent jet do not intercommunicate with one another combine. Furthermore, it is possible that, on the way to the component, the coating agent (or the coating agent droplets) from one coating agent nozzle does not combine with the coating agent (or the coating agent droplet) from another coating agent nozzle or the coating agent drops from a first coating agent nozzle. Do not combine telstrahl with the coating agent drops from a second coating agent jet.
  • a liquid sheet or a liquid lamella for example formed by a slot nozzle or hollow cylinder nozzle
  • the coating agent nozzle and / or the coating agent nozzle arrangement is arranged on a carrier element (for example a coating agent nozzle plate) or an applicator head.
  • the carrier element is preferably fastened interchangeably to the application device by means of a quick-change device. This makes it possible, for example, to use a support element for smaller paint surfaces (eg door entrances) as well as a support element for larger paint surfaces within a "cycle", which is particularly advantageous when the coating device is used in a system according to the box concept
  • the carrier element is preferably configured and arranged such that the vibration and / or the instability are transmitted essentially uniformly to the carrier element can.
  • the support element may be formed, for example, plate-shaped and / or blind-shaped, but also have other embodiments. It is possible that the vibration and / or the instability in the form of a standing wave from the vibrator to the support member is running.
  • the application device is configured and arranged to variably (eg, controllably or controllably) produce different vibrations and / or instabilities. It is therefore possible that e.g. Depending on the coating agent, depending on the respective component or depending on different sections of the component to be coated correspondingly adapted different vibrations and / or instabilities are generated.
  • the application device can furthermore preferably be designed and arranged such that it can be adapted, for example, for a different number of coating agent nozzles or to different product parameters (flow rate, throughput quantity, viscosity, surface tension).
  • a preferably multi-axis coating robot eg comprising a hand axis
  • a roofing machine and / or a side machine is configured and arranged to move the application device relative to the component.
  • a preferably multi-axis handling robot eg comprising a manual axis
  • a conveying path to be configured and arranged in order to move the component relative to the application device.
  • both the component for example by means of the handling robot and the application device, for example by means of of the coating robot during the coating operation are moved relative to each other.
  • the application device is rotatably mounted about one or more axes of rotation and can rotate about one or more axes of rotation during coating or between successive coating operations.
  • the coating device may comprise at least one of the following parts and / or the application device may be operatively connected or operatively connected to at least one of the following parts: at least one metering pump, at least one piston dispenser, at least one color changer (eg a docking color changer) and / or at least a mixer for two- or multi-component paints (paint and hardener component or generally different coating agents).
  • the at least one color changer can be accommodated in the application device (for example as integrated color changer) or upstream upstream of the application device as a preferably separate part.
  • At least one sheath flow nozzle can be provided, which is provided to emit an enveloping flow of air or another gas with which the dispensed coating medium can be enveloped. It is also possible to provide at least one steering flow nozzle which is provided to deliver a steering flow of air or other gas to form the dispensed coating agent. Furthermore, at least one functional opening or functional nozzle can be provided, which is provided to deliver an air or fluid stream or another medium, for example in order to influence, preferably to dry and / or to heat the dispensed coating agent. But it is also possible that the output from the envelope or Lenkstromdüse gas is used for heating and / or drying.
  • the application device can, for example, have a plurality of enveloping flow / function and / or shaping air flow nozzles which can extend along at least one, preferably all sides of the one or more coating agent nozzles or coating agent nozzle arrangements in order to influence the dispensed coating agent.
  • the enveloping flow / function and / or shaping air flow nozzles can be aligned substantially rectilinearly.
  • the application device can have a plurality of enveloping flow / function and / or shaping airflow nozzles, which are arranged in one or more rings or partial rings around the one or more coating agent nozzles or coating agent nozzle arrangements.
  • the rings or partial rings may have different or substantially equal diameter.
  • the application device can comprise a plurality of vibration generators, eg a first vibration generator configured and arranged to act on the coating agent for at least one coating agent nozzle and / or coating nozzle arrangement, and another second vibration generator configured and arranged to pressurize the coating agent for at least one other coating agent nozzle and / or coating agent nozzle arrangement.
  • a first vibration generator configured and arranged to act on the coating agent for at least one coating agent nozzle and / or coating nozzle arrangement
  • another second vibration generator configured and arranged to pressurize the coating agent for at least one other coating agent nozzle and / or coating agent nozzle arrangement.
  • the paint base can be separated, for example, from the metallic flakes in the application device by means of a gap filter.
  • the paint base without flakes is preferably applied over coating nozzles of smaller diameter and the metallic flakes are applied over coating nozzles of larger diameter (dimensioned such that the metallic flakes pass through), which, however, is not absolutely necessary since, in particular, only should be ensured in that the flake concentration in the topcoat is higher.
  • the application parameters are chosen in a known manner and thus preferably so that the flakes are predominantly aligned parallel to the surface and / or produce a good flop.
  • the diameter of the coating agent nozzle which is intended for the application of flakes or other solid paint particles, is dimensioned such that the flakes or the other solid paint particles can be conducted safely or functionally through the coating agent nozzle.
  • the diameter of the coating agent nozzle is at least as large as the maximum flake diameter of a metallic basecoat, in particular twice or even three times as large as the maximum flake diameter or the maximum diameter of the solid paint particles.
  • the coating composition may be a lacquer, in particular a basecoat, clearcoat, an effect lacquer, a mica lacquer, a metallic lacquer, a water-based lacquer, a solvent-based lacquer and / or a two-component or multi-component lacquer.
  • the coating agent is a paint which is liquid and contains solid paint particles, in particular pigments, metallic flakes or metal particles.
  • the coating agent nozzle it is necessary that the coating agent nozzle be so dimensioned is that paint can be applied in particular with the solid paint particles contained therein.
  • the solid paint particles may have a particle size of greater than about 4 ⁇ ⁇ , 5 ⁇ ⁇ o- 6 pm.
  • the application device can be a surface coating performance of at least lm 2 / min, 2 m 2 / min, 3 m 2 / min or 4 m 2 / min, or 5 m 2 / min and / or have preferably medium layer thickness a coating ⁇ of at least 3, 8 ⁇ , 15 ⁇ , 25 ⁇ m, 50 ⁇ m, 75 ⁇ m, 100 ⁇ m or more (base coat and primer are applied, for example, with up to about 25 ⁇ m, whereas clear coat, for example, is usually applied up to about 50 ⁇ m).
  • the application device it is possible for the application device to have a coating agent output of at least 50 ml / min, 100 ml / min, 150 ml / min, 200 ml / min, 300 ml / min, 400 ml / min, or 500 ml / min to 1000 ml / min, to 1500 ml / min or even beyond.
  • At least one color changer (or a plurality of color changers) can be assigned to the application device, which is connected on the output side to the application device and supplied with various coating agents on the input side so that the color changer can select one of the coating agents and feed the application device with the selected coating agent.
  • the color changer is supplied on the input side with various special coatings or coating agents.
  • the color changer is connected on the input side to a mixer in order to be supplied by the latter with coating agent (eg two-component or multi-component paints). Between the color changer and the application device, a return line can branch off. It is also possible that the color changer is connected on the output side to a mixer.
  • the application device can have a plurality of coating agent nozzles which are arranged in one or more nozzle rows, in particular in matrix form in rows and columns.
  • the coating agent nozzles of the various rows of nozzles are fed together by a color changer, wherein, for example, the color changer is connected on the input side to a plurality of coating agent supply lines (eg special color supply lines) through which coating agents (eg special coatings) are supplied to the color changer.
  • the color changer can be connected on the input side to a mixer which can be fed with various coating agents (eg two-component or multi-component paint).
  • the color changer may preferably optionally select one of the coating agents from one of the coating agent feed lines or the coating agent mixed by the mixer and feed it to the coating agent nozzles.
  • the application device may preferably have a plurality of (identical or different) coating agent nozzles which may be arranged in at least one, preferably a plurality of nozzle rows, in particular in matrix form in rows and columns, wherein each nozzle row may comprise a plurality of coating agent nozzles.
  • the coating agent nozzles or the nozzle rows can e.g.
  • the coating agent droplets on the component preferably overlap uniformly, so that it is possible for the coating agent nozzles of the various nozzle rows to be connected together to a coating agent feed line via which the coating agent to be applied can be applied It is also possible that the common coating agent supply line from a color changer also docking color changer (rotary or linear)
  • An application device can be provided which can be fed directly from a color changer and directly from a plurality of coating medium feed lines. It is also possible to provide a plurality of application devices which can be fed directly together by a plurality of coating agent supply lines and / or can be fed together by a color changer. It is also possible that a plurality of application devices and / or coating agent nozzle arrangements are provided, which can be fed by a plurality of separate coating agent supply lines, each of which has a color changer associated therewith. Furthermore, an application device and / or a coating agent nozzle arrangement can be provided which can be fed by a plurality of separate coating agent supply lines to which a color changer is assigned in each case.
  • At least one application device and / or one coating agent nozzle arrangement can be directly fed by at least one, preferably a plurality of coating agent supply lines, to which preferably one metering device (eg a metering pump) is assigned.
  • the application device may comprise an integrated switching device in order to set from which of the plurality of coating agent supply lines and / or which of the plurality of color changers the coating agent is dispensed.
  • the surface regions coming into contact with the coating agent in particular the inner surface regions of the application device and / or the coating agent nozzles, to be at least partially provided with a wear-reducing, preferably abrasion-resistant coating, in particular with a DLC coating (DLC: diamond coating).
  • DLC diamond coating
  • a diamond coating a hard metal or a material combination of a hard and a soft material
  • PVD coating PVD: Phy- sical vapor deposition
  • the coating device may e.g. a system for electrostatic coating agent charging, preferably with high voltage, in particular for external charging by means of one or more external electrodes (for example a plurality of finger electrodes or an electrode ring comprising a plurality of electrodes, the electrodes preferably being arranged uniformly around the application device) and / or for direct or indirect charging.
  • external electrodes for example a plurality of finger electrodes or an electrode ring comprising a plurality of electrodes, the electrodes preferably being arranged uniformly around the application device
  • Internal charging by means of one or more contact or internal electrodes.
  • the electrodes are preferably high voltage electrodes.
  • External charging and charging are known in the prior art rotary atomizers.
  • the coating agent charging system is configured and arranged to provide improved deposition
  • compressed air assistance may be provided to improve the application efficiency of the application device, which may be adjustable (e.g., controllable or controllable).
  • the coating agent nozzles may be of different sizes and / or shapes, for example cylindrical or circular or rectangular, tapering and / or widening, (eg conical) tapering with substantially constant outlet (eg cylindrical outlet), (eg conical) widening with Substantial constant inlet (eg cylindrical inlet) and / or as Laval or Venturi nozzle.
  • the coating agent nozzle may comprise one or more bulges or chambers which are connected to each other are connected. It can be provided round nozzles or slot nozzles.
  • the color changer and / or the application device in particular the parts which carry or contain the coating agent (for example lines), can be treated with rinsing / solvent and / or pulse air for cleaning purposes.
  • the coating device may comprise a rinse / solvent line system and / or a pulse air line system with corresponding valves.
  • the coating agent contacting areas and / or the corresponding surfaces are preferably designed such that e.g. a fast color change or medium change can be performed, e.g. small volumes, smooth surfaces, no undercuts, easy flushing, etc. are to ensure.
  • the filling and flushing can be accelerated by a bypass (vent opening, return).
  • a vacuum source can be connected to this opening. It is thus possible that the rinsing / solvent and / or the pulsed air (preferably together with dirt paint) is expelled from the coating agent nozzle or can be disposed of via another return via a return line or both, and preferably first the main quantity of the lacquer with solvent over the return, then for the coating medium cleaning solvent / pulse air also over the coating agent nozzles.
  • the application device can be linked to a large number of components, preferably all components known and used in the coating sector, such as metering pumps, piston dosing machines, color changers, docking color changers, and static paint applicators Mixers (eg for two-component or multi-component systems or general coating agents), steering or Hüllgassystemen, 1-circuit and 2-circuit systems with reversing valves and preferably controllable via separate controllers, robots, etc ..
  • components preferably all components known and used in the coating sector, such as metering pumps, piston dosing machines, color changers, docking color changers, and static paint applicators Mixers (eg for two-component or multi-component systems or general coating agents), steering or Hüllgassystemen, 1-circuit and 2-circuit systems with reversing valves and preferably controllable via separate controllers, robots, etc ..
  • the coating device comprises a tempering device for tempering the coating agent and / or the rinsing / solvent or else the steering and / or sheath flow.
  • the invention also encompasses a coating method for coating components with a coating agent, in particular for painting motor vehicle body components and / or their attachments (eg bumpers, mirror housings, bumpers, etc.) but also other vehicles or vehicle parts with a paint, preferably with a coating device as described herein, wherein at least one application device dispenses the coating agent from at least one coating agent nozzle (eg, ejects, applies, etc.).
  • the application device can subject the coating agent and / or at least one coating agent jet to vibration and / or instability in order to produce coating agent drops or to allow the coating agent and / or the at least one coating agent jet to disintegrate into droplets.
  • the application device the coating agent and / or at least one preferably continuous or a contiguous coating agent jet with a vibration and / or an instability, in order to produce coating agent drops or to disperse dispensed coating agent and / or an output, preferably continuous or contiguous coating agent jet into droplets.
  • the oscillation and / or the instability is generated, for example, with a device as described in DE 10 2006 012 389 A1, ie in particular by means of a concentrated fresh arrangement of at least two annular gap parts between which at least one annular gap is formed and one Drive device, with the at least one annular gap at least one circumferential constriction can be generated.
  • the drive device may comprise, for example, a vibration source with which a gap vibration can be generated on at least one of the annular gap parts in such a way that the constriction circulates on the at least one annular gap.
  • a first annular gap is provided, which is delimited by a first and a second annular gap part, the oscillation source being provided for exciting the gap oscillation of at least one of the first and second annular gap parts.
  • a second annular gap may be provided, which is bounded by the second annular gap part and a third annular gap part, which surrounds the second annular gap part, wherein the vibration source is provided for exciting the gap vibration of the second annular gap part.
  • the second annular gap part has a channel in which the first annular gap part is arranged.
  • the oscillation and / or the instability eg is generated with a device as described in DE 44 41 553 C2.
  • DE 44 41 553 C2 discloses a device for dropping a liquid having a speed of sound c (in the present invention preferably paint) under pre-pressure with a housing (in the present invention preferably the housing of the application device), through which the liquid from a liquid inlet to a Liquid outlet is feasible and in which the liquid can be acted upon by suitable vibration excitation at a frequency greater than a minimum frequency fMIN, wherein the vibration of the liquid controls a droplet of the liquid at least one liquid outlet at the outlet opening for the droplets and wherein
  • Vibration excitation is a vibrator outside the liquid is arranged, the vibrations of which can preferably be coupled at a distance greater than c / (2fMIN) from the at least one outlet opening via the housing between the liquid inlet and liquid outlet in the liquid, and further wherein the interior of the housing is configured so that a laminar flow guidance occurs and transverse vibration modes of the liquid are prevented.
  • these techniques are used for coating, especially painting of vehicles, preferably motor vehicle bodies.
  • the coating device may comprise a plurality of application devices.
  • Other advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims or are explained in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to FIGS. Show it: a cross-sectional view through a conventional Liehe painting for painting
  • FIG. 3B shows an application device with at least two or more direct coating agent leads and separate color changer
  • FIG. 4A a nozzle row (part of a carrier element or a nozzle plate) with a plurality of coating agent nozzles and an associated color changer, FIG.
  • FIG. 4B shows a group of several, for example four
  • FIG. 5 shows a plurality of rows of nozzles of the application device, which are supplied together with the coating agent to be applied via a mixer with connected color changer and supply lines for a two-component or multi-component coating agent
  • FIG. 6 shows a plurality of rows of nozzles of the application device, which are supplied together via a single coating medium feed line, to which a mixer with supply lines for a two-component or multi-component coating agent is assigned,
  • FIG. 7 a nozzle arrangement in an application unit
  • FIG. 9 shows an alternative arrangement of the coating agent nozzles in the application device, wherein the coating agent nozzles have different nozzle sizes
  • FIG. 10 shows a modification of FIG. 9, wherein the rows of nozzles with the larger coating means are arranged offset from one another,
  • FIG. 11 shows an application device arrangement with a plurality of freely movable and / or pivotable application devices for adaptation to curved component surfaces
  • Figure 12 is a schematic representation of a coating device according to the invention with a multi-axis robot, the one Applika device and a sensor to position the application device,
  • FIG. 13 shows a schematic representation of a coating device according to the invention, in which a plurality of components are mixed together to form a mixture, wherein the application device then applies the mixture,
  • FIG. 14 shows a schematic representation of an application device according to the invention with an envelope flow nozzle
  • FIG. 15 shows a schematic representation of an application device which generates a trapezoidal layer thickness distribution
  • FIG. 16 shows a schematic representation of a coating device according to the invention, in which numerous application devices are attached to a portal,
  • FIGS. 17 and 18 show modifications of FIGS. 9 and 10 with a maximum packing density of the individual nozzles
  • FIGS. 19A to 19E show various embodiments of longitudinal sections of coating agent nozzles
  • FIG. 20A shows a schematic representation of a nozzle arrangement of an application device
  • Figure 20B is a schematic representation of a layer thickness distribution produced by the nozzle arrangement according to Figure 20A
  • Figure 20C is a schematic representation of another
  • FIG. 21A is a schematic representation of yet another nozzle arrangement of an application device
  • FIG. 21B shows a schematic representation of a layer thickness distribution produced by the nozzle arrangement according to FIG. 21A
  • FIG. 21C shows three overlapping trapezoidal layer thickness distributions with resulting overall layer thickness distribution similar to FIG. 15, FIG. 21D shows a sharp layer thickness distribution produced by at least one switched-off applicator or switched off coating agent nozzle arrangement,
  • FIG. 22A shows a schematic representation of dropping of a first coherent coating agent beam
  • FIG. 22B is a schematic illustration of a sputtering according to the prior art
  • FIG. 22C shows a greatly simplified illustration of a drop in drip of an initially combined hanging coating agent jet dispensed by an application device
  • FIGS. 23A to 23E show schematic representations of different contiguous coating agent beams with respective spray jet cross-section
  • FIGS. 24A, 25A, 26A show schematic representations of various application devices with coating agent not applied
  • FIGS. 24B, 25B, 26B show schematic representations of various application devices with applied coating agent
  • FIGS. 27A, 27B, 27C show schematic representations of cross sections of various application devices, in particular in the region of the carrier element or the nozzle plate,
  • FIG. 28 shows a greatly simplified application device
  • 29 shows several, for example, three application devices with two separate coating agent supply lines with respective color changer
  • FIG. 30 shows an application device with two separate coating agent supply lines with a respective color changer
  • Figure 31 shows an application device with two coating agent supply lines and integrated switching.
  • the cross-sectional view in FIG. 2 shows a painting installation according to the invention, which coincides in part with the conventional painting installation described above and in FIG. 1, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details.
  • a special feature of the painting system according to the invention consists firstly in that the painting robots 3, 4 do not carry rotary atomizers as application devices, but application devices 8, 9 which each comprise a vibration generator SE and can be referred to as droplet generator or application head.
  • the respective application device 8, 9 has a compared to rotary atomizers much larger order efficiency of more than 90%.
  • the application devices 8, 9 are capable of producing coating agent droplets, in particular paint droplets of substantially the same size and essentially discrete or homogeneous droplet distribution. It is preferred that the application devices 8, 9 apply or output the coating agent substantially continuously during a coating operation.
  • the application devices 8, 9 with the vibration generators SE act on the coating agent with a vibration and / or an instability to produce coating agent drops and / or to let the coating agent disintegrate into droplets.
  • first continuous or contiguous coating agent jets are dispensed from the coating agent nozzles or the application devices 8, 9, which then travel on the way to the component or between them
  • Application devices 8, 9 or the coating agent nozzles and the component disintegrate into drops.
  • FIG. 3A shows an application device 8 (FIG
  • Color changer 13 is supplied with the coating agent to be applied. On the input side, the color changer 13 is connected to a plurality of, for example, seven coating agent supply lines (color 1 to color 7), of which the color changer 13 can select one for the coating agent supply of the application device 8 (9).
  • FIG. 3B shows an application device 8 (FIG. 9) which is supplied directly by at least two, for example three coating agent supply lines (color 5 to color 7) with the coating agent to be applied (so-called "high-runner") and a separate color changer 13.
  • the color changer 13 can be connected to a plurality of, for example, four coating agent supply lines (color 1 to color 4), of which the color changer 13 can select one for coating agent supply of the application device 8.
  • the coating agent supply lines for directly supplying the application device 8 are connected directly to the application device 8, wherein e.g.
  • Each coating agent can be assigned a separate metering device (for example a metering pump), which advantageously does not have to be flushed.
  • FIG. 4A shows a group of coating agent nozzles 16.1-16.5, which are connected together to the output of a color changer 17 and therefore apply the same coating agent during operation.
  • the color changer 17 is connected on the input side to a plurality of, for example, seven coating agent supply lines.
  • the illustrated five coating agent nozzles are exemplary of an arrangement of many coating agent nozzles.
  • FIG. 4B shows a modification of the exemplary embodiments according to FIGS. 3B and 4A, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • FIG. 4B shows in particular a group of (two or more, in particular four) application devices 8 with two or more, in particular four direct coating agent supply lines (color 5 to color 8) and separate color changer 17.
  • the respective application devices 8 are connected together with the exit of the color changer 17 and / or the preferably four coating agent supply lines (for so-called "high-runners") and therefore apply the same coating agent during operation.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a nozzle arrangement in the application devices 8, 9, wherein several, for example, four rows of nozzles 28.1 to 28.4 are shown here, each of which has numerous coating agent nozzles 29. All coating agent nozzles 29 and all coating agent rows 28.1-28.4 are supplied together with the same coating agent by a mixer 31 and a color changer 30.
  • the color changer 30 is connected to a plurality of coating agents (for example, paints or special paints S 1 to S 3) or a multiplicity of coating agent feed lines and the mixer 31.
  • the mixer 31 is connected on the input side with a plurality of coating agents, in particular at least two components (K1, K2) for a two-component or multi-component paint (for example stock paint and hardener).
  • K1, K2 for a two-component or multi-component paint
  • the exemplary embodiment according to FIG. 6 corresponds in part to the exemplary embodiment described above and illustrated in FIG. 5, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • a special feature of this exemplary embodiment is that all coating agent nozzles 29 in all nozzle rows 28.1 to 28.4 are connected to a common coating agent line. 31, via which the same coating agent is supplied and to which a mixer with supply lines (not shown in FIG. 6) for a first component and at least one second component are assigned (for example base lacquer and hardener).
  • FIG. 7 shows a nozzle arrangement 34 for the application devices 8, 9 of the painting installation according to the invention, the arrow indicating the direction of advance of the application devices 8, 9, i. the printing direction.
  • the nozzle arrangement 34 has a plurality of nozzle rows 35.1-35.7, each of which comprises a plurality of coating agent nozzles 36.
  • the coating agent nozzles 36 in this case have a uniformly large nozzle opening within the entire nozzle arrangement 34.
  • the adjacent rows of nozzles 35.1-35.7 are arranged offset from one another in the longitudinal direction by half a nozzle width, which enables a maximum packing density of the coating agent nozzles 36 within the nozzle arrangement 34.
  • FIG. 8 shows a modified nozzle arrangement 34, which largely corresponds to the nozzle arrangement described above and illustrated in FIG. 7, so that reference is made to the above description in order to avoid repetition.
  • a special feature of this embodiment is first that the individual nozzles 36 have a much smaller nozzle size. Another special feature of this embodiment is that the adjacent rows of nozzles are not arranged offset from one another.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of a nozzle arrangement 37 with five parallel nozzle rows 38.1-38.5 with relatively large nozzle openings and four nozzle rows 39.1-39.4 with relatively small nozzle openings.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 10 largely corresponds to the exemplary embodiment described above according to FIG. 9, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • a special feature of this exemplary embodiment is that the rows of nozzles 38.1-38.5 are offset with respect to each other in the longitudinal direction relative to one another by the larger nozzle openings, specifically by one-half the nozzle width.
  • FIG. 11 shows an application device arrangement 46 with a total of four application devices 47-50, which are pivotable relative to each other or corresponding to the surface of e.g. curved member are aligned to better match the surface e.g. to allow a curved member 51.
  • FIG. 12 shows, in a greatly simplified form, a coating device according to the invention with a multi-axis robot 58 which moves an application device 59 along predetermined coating middle paths over a component surface 60, wherein the robot 58 is controlled by a robot controller 61 and can have a hand axis.
  • the robots The control unit 61 actuates the robot 58 in such a way that the application device 59 is guided along the component surface 60 along predetermined coating middle paths, wherein the coating middle paths lie in a meandering manner next to one another.
  • a special feature here is that an optical sensor 62 is additionally attached to the application device 59, which during operation detects the position and the course of the preceding coating middle web, so that the current coating middle web can be aligned exactly on the preceding coating middle web.
  • FIG. 13 shows, in a greatly simplified form, a variant of a coating device according to the invention with several, preferably three separate, coating agent feeds 63-65, each of which supplies a component of the coating agent to be applied.
  • the coating agent feeds 63-65 are connected on the output side to a mixer 66, which mixes the individual components together to form a coating agent mixture, which is then supplied to an application device 67.
  • the mixture of the various components of the coating agent thus takes place before application by the application device 67.
  • the component 3 shown in FIG. 13 is optional.
  • FIG. 14 shows in schematic form an application device 69, which applies a vibration to the coating agent or a coherent coating agent jet 70 '. From the coating agent nozzle 72, the coating agent or a coherent coating medium jet 70 'is discharged, which is broken down between the coating agent nozzle 72 and the component surface 71 in drops 70. falls.
  • the arrows F show schematically that the coating agent or the coating agent jet 70 'is acted upon by the coating medium nozzle 72 or by means of the carrier element comprising the coating agent nozzle 72 with the oscillation, frequency and / or instability.
  • the application device 69 has at least one, preferably a plurality of sheath flow nozzles 73, which annularly surround the coating agent nozzle 72 or a plurality of coating agent nozzles, for example, and deliver an annular sheath flow surrounding the individual coating agent drops 70.
  • this serves to delineate the individual coating agent drops 70 and to protect the dispensed coating agent and / or the dispensed coating agent drops 70.
  • the sheath flow delivered by the sheath flow nozzle 73 can direct the coating agent drops 70 in the direction of the component surface 71 and thereby advantageously improve the application efficiency.
  • one or more steering jet nozzles in particular shaping nozzles, whose shaping air is intended to protect or form and / or direct the dispensed coating agent and / or the dispensed coating agent droplets.
  • Other functional nozzles for dispensing certain media can also be provided.
  • FIG. 15 shows, in a greatly simplified form, an application device 74 during the application of two adjacent coating paths, wherein the position of the application device 74 in the acc. ternal Lackierbahn is designated without apostrophe, whereas the position of the application device 14 'is marked in the previous painting path with an apostrophe.
  • the application device 74 has a plurality of coating agent nozzles 75 which are arranged side by side transversely to the web direction, with less coating agent being dispensed in the outer region of the application device 74 than in the inner region.
  • the application device 74 generates on the component surface a trapezoidal layer thickness distribution 76. This is advantageous because the trapezoidal
  • FIGS. 20A and 21A show possible embodiments of a coating agent nozzle arrangement or a carrier element (nozzle plate) having the coating agent nozzles in order to achieve the principle of the layer thickness distribution.
  • FIG. 16 shows in a simplified form an inventive device
  • Coating device in which the components to be coated 77 are transported along a linear conveying path 78 through a painting booth, which is known per se from the prior art and therefore need not be described in detail.
  • the conveying path 78 is in this case spanned by a portal 79, wherein numerous application devices 80 are attached to the portal, which are directed to the components 77 on the conveying path 78 and coat them with a coating agent.
  • Figure 17 shows a modification of Figure 10, so that to avoid repetition of the above description is referenced, with the same reference numerals are used for corresponding details.
  • a special feature of this embodiment is the significantly greater packing density of the individual coating agent nozzles.
  • FIG. 18 shows a modification of FIG. 17, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • the special feature is that the packing density of the individual coating agent nozzles is substantially greater.
  • Figs. 19A to 19E show various longitudinal sectional shapes of coating agent nozzles.
  • the longitudinal sections shown in FIGS. 19A to 19E may be round or slot nozzles.
  • Figure 19A shows a cylindrical nozzle shape and a constant nozzle shape, respectively.
  • FIG. 19B shows a preferably at least twice widening and rejuvenating nozzle shape, in particular with at least two bulges 81 and at least one constriction 82, which is arranged between the at least two bulges 81, and preferably a constant or cylindrical inlet and a constant or cylindrical inlet cylindrical outlet.
  • FIG. 19C shows a nozzle shape with a tapered inlet and a cylindrical or constant outlet.
  • FIG. 19D shows a nozzle shape with a cylindrical or constant inlet and preferably a conically widening outlet.
  • Figure 19E shows a Venturi or Laval nozzle.
  • the cross sections of the nozzle shapes shown in FIGS. 19A to 19E are preferably circular (round dies), but may also be rectangular (slot dies). With a constant nozzle shape or constant inlet and / or outlet is a substantially constant cross section in
  • the number and arrangement of the nozzles of the application devices 8, 9 should preferably be designed so that the surfaces to be coated are uniformly, opaque and homogeneously coated.
  • the respective application device 8, 9 can be equipped both with nozzles of a size and nozzle shape, as well as with nozzles of different sizes or different nozzle shapes.
  • the different sized nozzles may be evenly distributed or grouped in specific areas or shapes.
  • FIG. 20A schematically shows a coating agent nozzle array BA comprising a plurality of coating agent nozzles (shown schematically by means of the black dots).
  • the coating agent nozzle arrangement BA is thus provided see that a layer thickness distribution forms with essentially Gaussian normal distribution.
  • the coating agent nozzle arrangement BA is provided such that its coating agent nozzles form an outline U according to essentially a Gaussian normal distribution curve and preferably distributed over the area U '(area under the Gaussian curve) which is enclosed by the contour U. are. Any other nozzle arrangement suitable for overlapping (eg trapezoidal or triangular shape) can be generated.
  • the arrow shown in FIG. 20A indicates the feed direction of the application device 8.
  • Figure 20B shows schematically a cross section through the
  • FIG. 20C shows schematically another coating agent nozzle assembly BA, which also comprises a plurality of coating agent nozzles (shown schematically by means of the black dots).
  • the coating agent nozzles form a rectangular outline U and are preferably distributed over the area U '(rectangular area), which is enclosed by the outline U, for example in matrix form.
  • Such an arrangement is advantageous in order to be able to coat edge-to-edge.
  • a coating agent arrangement (not shown) is possible in which the coating agent nozzles form a circular outline and are distributed over a circular area.
  • FIG. 21A schematically shows three coating agent nozzle arrangements BAI, BA2 and BA3 which can be controlled or set independently of one another (eg controllable or regulatable).
  • Each of the coating agent nozzle assemblies BAI, BA2, and BA3 has a plurality of coating agent nozzles (shown schematically by the black dots).
  • the outer coating agent nozzle arrangement BAI is provided so that its coating agent nozzles form a triangular outline and are preferably distributed over the area which is enclosed by the triangular outline.
  • the central coating agent nozzle arrangement BA2 is provided so that its coating agent nozzles form a rectangular outline and are preferably distributed over the area which is enclosed by the rectangular outline.
  • the other outer coating agent nozzle arrangement BA3 is provided such that its coating agent nozzles form a triangular outline and are preferably distributed over the region which is enclosed by the triangular outline.
  • the three coating agent nozzle arrangements BAI, BA2 and BA3 are provided so that their coating agent nozzles as a whole form a trapezoidal outline.
  • the central coating agent nozzle arrangement BA2 is provided essentially for surface coating, wherein the two outer coating agent nozzle arrangements BAI, BA3 are provided essentially for overlap coating.
  • the outer coating agent nozzle arrangements BAI, BA3 can also have any other overlap-adapted nozzle distribution.
  • Figure 21B shows schematically a cross section through the
  • Layer thickness distribution which is produced by the three coating medium nozzle arrangements BAI, BA2, BA3 according to FIG. 21A, when all three coating agent nozzle arrangements apply BAI, BA2, BA3.
  • the cross section of the layer thickness distribution is trapezoidal.
  • FIG. 21C shows, similar to FIG. 15, three adjacent coating paths which each have a trapezoidal layer thickness distribution 76 ', 76''and76''. This is advantageous because the trapezoidal layer thickness distributions can overlap correspondingly, which leads to a substantially constant layer thickness.
  • the line indicated by reference numeral 83 shows the resulting layer thickness.
  • the trapezoidal design is merely exemplary and may be any other overlap-adapted distribution.
  • FIG. 21D shows a cross section of a layer thickness distribution which is produced by the middle coating agent nozzle arrangement BA2 and the outer coating agent nozzle arrangement BA3 shown on the right in FIG. 21A, wherein the coating agent arrangement BAI shown on the left in FIG. 21A is switched off and thus no coating agent is applied.
  • an application device to "feel" along a "line” produced by individual nozzles on the surface to be coated, or to move over a surface to be coated during the application of a line, so that no overlaps are necessary ,
  • FIG. 22A shows one of a coating agent due to the coupled oscillation and / or instability in drops 70, preferably based on the so-called “Rayleigh Instability” or the so-called “Rayleigh decay”.
  • Applicator 8 (9) applies drops 70 that are substantially the same size, thereby achieving substantially discrete or homogeneous drop-off, as seen in Figure 22A.
  • the arrows F show schematically that the coating agent or the coating agent jet 70 'at the coating agent nozzle or by means of the coating agent nozzle having carrier element with the vibration, frequency and / or instability is applied.
  • FIG. 22C shows a contiguous essentially flat coating agent jet emerging from a coating agent nozzle of the application device 8 (9), for the sake of simplicity also designated by reference numeral 70 ', which due to the coupled oscillation and / or instability in FIG Drop (for simplicity also provided with the reference numeral 70) decays.
  • the arrows F show schematically that the coating agent or the coating agent jet 70 'at the coating agent nozzle or by means of which the coating agent jet Teldüse having carrier element with the vibration, frequency and / or instability is applied.
  • FIG. 22B shows a schematic atomization of coating compositions according to the prior art.
  • the differently sized coating agent droplets also provided with the reference numeral 70 for the sake of simplicity
  • the non-homogeneous droplet distribution which contributes to an increased overspray.
  • the respective vibration generator SE preferably couples the vibration and / or the instability into the coating agent via the housing of the application device 8 (9).
  • the vibrator SE may be e.g. be arranged as a quartz oscillator on the outside of the respective housing of the application devices 8, 9 or at least be provided to act on this area, which is shown in Figure 28 in a greatly simplified form.
  • the vibration generator it is alternatively or additionally possible for the vibration generator to be integrated into the respective application device 8, 9 on the inside, and for the coating agent to be used, for example. by means of
  • FIGS 23A to 23E schematically show various coating agent jets (the
  • FIG. 23A shows a (essentially one-dimensional) solid jet which according to the invention can be acted upon so that it breaks up into droplets.
  • FIG. 23B shows a substantially flat jet (for example a coating agent sheet or a coating agent cell) in the form of a flat and / or layered jet or a triangular jet, which according to the invention can be charged so that it breaks up into droplets and / or into droplets a plurality of disintegrating (preferably substantially one-dimensional) coating agent jets disintegrates.
  • a substantially flat jet for example a coating agent sheet or a coating agent cell
  • FIG. 23C shows a hollow cone jet
  • FIG. 23D shows a solid cone jet
  • FIG. 23E shows a hollow cylindrical jet which can likewise be acted upon in accordance with the invention in such a way that they break up into droplets and / or disintegrate into a multiplicity of coating agent jets which disintegrate into drops (preferably substantially one-dimensional). It is also possible to produce not only circular but also substantially rectangular spray jet cross-sections.
  • FIGS. 24A and 24B each show an application device 8 (9) in a greatly simplified form. Each application device 8 (9) has a plurality of coating agent nozzles in a plane.
  • FIGS. 25A and 25B show, in a greatly simplified form, a respective different application device 8 (FIG. 9). Each application device 8 (9) has a split or slot nozzle.
  • FIGS. 26A and 26B each show, in a greatly simplified form, a different application device 8 (FIG. 9).
  • Each application device 8 (9) has a circular or conical nozzle.
  • the coating agent or the coating agent jet 85 is not exposed to a vibration and / or instability, which is why the coating medium jets 85 do not disintegrate into droplets.
  • the coating agent or the coating agent jet 86 is acted upon by a vibration and / or instability, for which reason the coating agent beams 86 disintegrate into droplets.
  • FIGS. 25B and 26B clearly more droplet jets 86 would have to be imaged, but this was not considered because they would then no longer be recognizable.
  • Figures 27A, 27B and 27C show schematic representations of cross sections of various application devices, in particular in the region of a support member for a nozzle plate and / or multiple coating agent nozzles.
  • a carrier element 89 and a coating agent supply 87 can be seen, which opens into the carrier element 89.
  • the coating agent supply 87 widens in the direction of flow of the coating agent (see arrow in FIG. 27A) or toward the at least one coating agent nozzle in order to be able to supply coating agent to one or more coating agent nozzles.
  • the application device can have at least one degassing connection and / or a return line connection or a degassing opening 88, as shown in FIGS. 27B and 27C.
  • the degassing nozzle or return line connection 88 is arranged on or at least adjacent to the coating agent supply 87, whereas in FIG. 27C, the degassing connection or return line connection 88 is adjacent to the coating agent nozzles, adjacent to the carrier element or to the carrier element can be arranged.
  • FIG. 28 shows the application device 8 (FIG. 9) which produces a multiplicity of initially coherent coating agent jets 70 'which, due to the vibration generated by the vibration generator SE or SE 1 and / or the instability in drops 70 disintegrated.
  • the application device 8 shown in FIG. 28 further comprises a system for electrostatic coating medium charging with high voltage, preferably an electrostatic coating agent charging system for external charging AA of the (dispensed) coating agent.
  • the coating agent charging system AA can process several finger electrodes or an electrode ring in which a plurality of electrodes are embedded.
  • the finger electrodes, the electrode ring and / or the electrodes E are preferably arranged outside the housing of the application device 8, wherein in particular the electrodes E are uniformly positioned around the application device 8 in order to charge the coating agent dispensed from the at least one coating agent nozzle.
  • an electrostatic coating charging system for direct charging DA of the (not yet issued) coating agent which is indicated in FIG. 28 by the dotted rectangle indicated by the reference symbol DA.
  • the coating agent which has not yet been dispensed, passes by at least one electrode integrated in the interior of the application device 8 in order to be charged.
  • the coating agent charging system AA, DA is configured and arranged to achieve improved deposition, coating agent yield, and / or improved application efficiency.
  • FIG. 29 shows several, preferably three application devices 8 with a plurality, preferably two, completely separate coating agent supply lines with respective color changers A, B, during which one color changer or one coating agent supply line guides the coating agent to the application devices 8, the other color changer or the other coating agent feed line can be prepared. It is thus applied either via the first color changer A or via the second color changer B.
  • a return line RFA, RFB can be connected to the coating agent supply lines between the application devices 8 and the respective color changers A, B.
  • Figure 30 shows an application device 8 with two completely separate coating agent supply lines with respective color changer A, B, so while a color changer or a coating agent supply the coating medium leads to the application devices 8, the other color changer or the other coating agent supply line can be prepared ,
  • a return line RFA, RFB can be connected to the coating agent supply lines between the application device 8 and the respective color changer A, B. Again, either via the first color changer A or via the second color changer B is applied.
  • Figure 31 shows an application device 8 with two separate coating agent supply lines and integrated switching to set from which of the plurality of coating agent supply lines and / or which of the plurality of color changers A, B, the coating agent is output.
  • the two coating agent supply lines are completely separated from each other, open in the application device 8 and each have a color changer A, B on.
  • return lines RFA, RFB can also be provided between the respective color changers A, B and the application device 8, wherein here too, either the first color changer A or the second color changer B is applied.

Landscapes

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Abstract

Es wird eine Beschichtungseinrichtung und ein zugehöriges Beschichtungsverfahren bereitgestellt zur Beschichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen und/oder Kraftfahrzeuganbauteilen mit einem Lack. Die Beschichtungseinrichtung umfasst zumindest ein Applikationsgerät (8, 9) zum Ausstoßen des Beschichtungsmittels aus mindestens einer Beschichtungsmitteldüse. Ferner kann ein Tropfenerzeuger (TE; TE') vorgesehen sein, um das Beschichtungsmittel mit einer Schwingung und/oder einer Instabilität zu beaufschlagen, um Beschichtungsmitteltropfen (70) zu erzeugen und/oder das Beschichtungsmittel in Tropfen (70) zerfallen zu lassen. Vorzugsweise ist das Applikationsgerät (8, 9) vorgesehen, zumindest einen zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl (70'), der in Tropfen (70) zerfällt, auszustoßen.

Description

BESCHREIBUNG
BESCHICHTUNGSEINRICHTUNG MIT ZERTROPFENDEM BESCHICHTUNGSMITTELSTRAHL
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungseinrichtung zur Be- schichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel , insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen und/oder deren Anbauteilen (z.B. Stossfänger, Spiegelgehäuse, Stossleisten usw.) mit einem Lack. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Beschichtungsverfahren .
Figur 1 zeigt eine Querschnittsansicht durch eine herkömmliche Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserie- bauteilen. Hierbei werden die zu lackierenden Kraftfahrzeug- karosseriebauteile auf einem Förderer 1 rechtwinklig zur Zeichenebene durch eine Lackierkabine 2 transportiert, in der die Kraftfahrzeugkarosseriebauteile dann von Lackierrobotern 3, 4 in herkömmlicher Weise lackiert werden. Die Lackierroboter 3, 4 weisen mehrere schwenkbare Roboterarme auf und führen über eine mehrachsige Roboterhandachse jeweils ein Applikationsgerät, wie beispielsweise einen Rotationszerstäuber, einen Luft Zerstäuber oder ein sogenanntes Airless-Gerät .
Nachteilig an diesen bekannten Applikationsgeräten bzw. Applikationsverfahren ist der nicht optimale Auftragswirkungsgrad, so dass ein als Overspray bezeichneter Teil des versprühten Lacks nicht auf dem zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteil landet und mit der Kabinenluft aus der La- ckierkabine 2 entfernt werden muss. Über der Lackierkabine 2 befindet sich deshalb ein sogenanntes Plenum 5, aus dem Luft durch eine Decke 6 der Lackierkabine 2 nach unten in Pfeil¬ richtung in die Lackierkabine 2 eingeleitet wird. Die Kabi- nenluft gelangt dann mit dem darin enthaltenen Overspray nach unten aus der Lackierkabine 2 in eine unterhalb der Lackierkabine 2 befindliche Auswaschung 7, in der der Overspray wieder aus der Kabinenluft entfernt und an Wasser gebunden wird. Dieses Abwasser mit dem darin enthaltenen Overspray muss dann anschließend wieder in einem aufwendigen Prozess aufbereitet werden, wobei der anfallende Lackschlamm ein Sondermüll ist und entsprechend aufwendig entsorgt werden muss. Darüber hinaus muss die Luftsinkgeschwindigkeit in der Lackierkabine 2 mindestens im Bereich von ca. 0,2-0, 5m/s, um den beim Lackieren entstehenden Overspray zügig aus der Lackierkabine 2 zu entfernen. Neuentwicklungen zielen darauf ab, die Auswaschung mit Wasser gegen eine Trockenabscheidung zu ersetzen. Dabei wird die verunreinigte Luft beispielsweise durch aufgewirbeltes Steinmehl geleitet und durch Filter gesaugt. Auch bei diesem Prozess entstehen große Mengen Abfall.
Ferner kann der beim Lackieren entstehende Overspray zeitweise und örtlich begrenzt eine explosionsfähige Atmosphäre erzeugen, so dass die einschlägigen gesetzlichen ATEX-Produkt- richtlinien (ATEX: Atmosphäre explosible) beachtet werden müssen.
Zum einen verursachen die bekannten Applikationsgeräte also aufgrund ihres unbefriedigenden Auftragswirkungsgrades und des dadurch entstehenden Oversprays hohe Investitionskosten für die erforderliche Auswaschung und den nötigen Explosionsschutz .
Zum anderen sind die bekannten Applikationsgeräte aufgrund des im Betrieb entstehenden Oversprays auch mit hohen Betriebskosten durch die Lackverluste und die Entsorgungskosten zur Entsorgung des Oversprays verbunden. Weiterhin bedeutet ein hoher Lackeinsatz auch eine hohe Belastung bzw. Gefährdung der Umwelt.
Zum Stand der Technik ist ferner hinzuweisen auf die DE 911 109 B, DE-Zeitschrift : mo 51 (1997) Heft 1, Oversprayarme Spritzlackiertechnik, S. 43 bis 45, DE 200 05 997 Ul, DE 10 2008 015 258 AI, DE 103 27 431 AI, DE Sch 30 3573 AZ und WO 2010/046064 AI.
In Anbetracht obiger Ausführungen wird es Fachleuten anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass ein Bedarf an der Lösung oder Überwindung oben beschriebener Probleme oder Nachteile besteht. Diese Erfindung bezieht sich auf diesen Bedarf des Standes der Technik sowie auf andere Bedürfnisse, die
Fachleuten anhand dieser Offenbarung ersichtlich werden.
Die sich aus vorstehend Genanntem ergebenden Aufgaben können im Wesentlichen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Ausführungsformen beschränkt, die sämtliche eingangs genannten Probleme oder Nachteile des Standes der Technik beseitigen. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch allgemein Schutz für die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Gemäß der Erfindung wird eine Beschichtungseinrichtung zur Beschichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel bereitgestellt, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeug- karosseriebauteilen und/oder Anbauteilen von Kraftfahrzeugen (z.B. Stossfänger, Spiegelgehäuse, Stossleisten usw.) aber auch anderen Fahrzeugen oder Fahrzeugteilen mit einem Lack. Die Beschichtungseinrichtung umfasst zumindest ein Applikationsgerät, das konfiguriert und angeordnet ist, das Beschich- tungsmittel aus mindestens einer Beschichtungsmitteldüse bzw. Beschichtungsmittelöffnung auszugeben (z.B. zu applizieren auszustoßen, etc.).
Insbesondere kann das Applikationsgerät z.B. konfiguriert und angeordnet werden, um das Beschichtungsmittel und/oder zumindest einen Beschichtungsmittelstrahl mit einer Schwingung und/oder einer Instabilität zu beaufschlagen, um Beschich- tungsmitteltropfen zu erzeugen bzw. das Beschichtungsmittel und/oder den zumindest einen Beschichtungsmittelstrahl in Tropfen zerfallen zu lassen. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass der zumindest eine Beschichtungsmittelstrahl in unterschiedlichster Ausprägung erzeugt wird.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Applikationsgerät konfiguriert und angeordnet werden, um das Beschichtungsmittel und/oder zumindest einen vorzugsweise zusammenhängenden bzw. kontinuierlichen Beschichtungsmittelstrahl mit einer Schwingung und/oder einer Instabilität zu beaufschlagen, um Beschichtungsmitteltropfen zu erzeugen bzw. (insbesondere aus der Beschichtungsmitteldüse und/oder dem Applikationsgerät) ausgegebenes Beschichtungsmittel und/oder einen (insbesondere aus der Beschichtungsmitteldüse und/oder dem Applikationsgerät) ausgegebenen, vorzugsweise zusammenhängenden bzw. kontinuierlichen Beschichtungsmittelstrahl in Tropfen zerfallen zu lassen. Somit ist es möglich, dass der Beschichtungsmittelstrahl bei und/oder vor der Ausgabe aus der Beschichtungsmitteldüse bzw. dem Applikationsgerät zusammenhängend ist und auf dem Weg zum Bauteil (insbesondere stromabwärts der Beschichtungsmitteldüse bzw. dem Applikationsgeräts) in Tropfen zerfällt. Das Applikationsgerät kann also vorzugsweise konfiguriert und angeordnet werden, zumindest einen insbesondere kontinuierlichen bzw. zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl auszugeben, der in Tropfen zerfällt. Insbesondere kann dabei der zusammenhängende Beschichtungsmittelstrahl zwischen dem Applikationsgerät, insbesondere der zumindest einen Beschich- tungsmitteldüse, und dem Bauteil zerfallen bzw. zertropfen.
Bevorzugt umfasst das Applikationsgerät einen Schwingungsund/oder Instabilität s- und/oder Vibrationserzeuger (nachfolgend als Schwingungserzeuger bezeichnet) . Ferner kann das Applikationsgerät eine Schlitz- und/oder Hohlzylinder-Düse oder eine konische Düse umfassen bzw. ein Trägerelement (z.B. eine Beschichtungsmitteldüsenplatte) , das eine Vielzahl von Be- schichtungsmitteldüsen (vorzugsweise in einer Ebene) umfasst. Bevorzugt ist das Applikationsgerät konfiguriert und angeordnet, um hinter bzw. stromaufwärts der zumindest einen Be- schichtungsmitteldüse eine oder mehrere Beschichtungsmittel- säulen aufzuweisen.
Der Schwingungserzeuger ist insbesondere vorgesehen, die Schwingung und/oder die Instabilität zu erzeugen bzw. die Schwingung und/oder die Instabilität in das Beschichtungsmit- tel und/oder den Beschichtungsmittelstrahl einzukoppeln, um Beschichtungsmitteltropfen zu erzeugen und/oder um das Be- schichtungsmittel bzw. den vorzugsweise zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl in Tropfen zerfallen zu lassen. Es ist möglich, dass das Beschichtungsmittel und/oder der Beschichtungsmittelstrahl unmittelbar und/oder mittelbar mit der Schwingung und/oder der Instabilität beaufschlagt wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Schwingungserzeuger vorgesehen, das Applikationsgerät (z.B. das Gehäuse des Applikationsgeräts, das die zumindest eine Be- schichtungsmitteldüse aufweisende Trägerelement oder andere Teile des Applikationsgeräts) zumindest abschnittsweise mit einer Schwingung und/oder einer Instabilität zu beaufschlagen bzw. darin einzukoppeln . Insbesondere kann die Beaufschlagung des Beschichtungsmittels mit der Schwingung und/oder der Instabilität vor dem Ausgeben des Beschichtungsmittels aus und/oder an der Beschichtungsmitteldüse erfolgen, während vorzugsweise der Tropfenzerfall nach dem Ausgeben des Beschichtungsmittels aus der Beschichtungsmitteldüse erfolgen kann .
Das Applikationsgerät ist, wie bereits erwähnt, insbesondere konfiguriert und angeordnet, um das Beschichtungsmittel und/oder den vorzugsweise zusammenhängenden Beschichtungs- strahl in Tropfen zerfallen zu lassen bzw. zu zertropfen, und zwar bevorzugt basierend auf der sogenannten „Rayleigh- Instabilität" oder dem sogenannten „Rayleigh-Zerfall" . Der Aufbau, das Prinzip und/oder die Wirkweise einer derartigen Tropfenerzeugung ist an sich insbesondere bekannt aus dem Gebiet der Verbrennungsmotoren, wo Kraftstoff zur Bildung eines Kraftstoff-Luft-Gemisches z.B. mit einer Schwingung beaufschlagt und zu einem monodispersen Zerfall angeregt werden kann. Überraschend und unerwartet wurde festgestellt, dass hiermit auch ein erhöhter Auftragungswirkungsgrad bei der Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen erzielt werden kann .
Auf vorteilhafte Weise kann das Applikationsgerät Tropfen von im Wesentlichen gleicher Größe (z.B. im Wesentlichen gleichem Durchmesser) bzw. eine im Wesentlichen diskrete oder im Wesentlichen homogene Tropfenverteilung erzeugen. Ebenso kann es vorteilhaft sein, eine Tropfengrößenverteilung bestimmter (diskreter) Tropfengrößen insbesondere vordefiniert zu erzeugen. Dabei ist es möglich, dass die Anteile der einzelnen Tropfengrößen in der Mischung auf vordefinierte Art und Weise unterschiedlich sind (z.B. 50% 30pm; je 25% 20 μιη und 40 μιτι) . Vorteilhaft ist das Applikationsgerät in der Lage, eine vordefinierte Tropfengröße und/oder eine vordefinierte Tropfen- bzw. Tropfengrößenverteilung zu erzeugen.
Bei den bekannten Rotationszerstäubern wird der Lack aufgrund von Scherkräften am Glockentellerrand, beim LuftZerstäuber aufgrund der kinetischen Energie der Luft, zerstäubt. Das Airless-Prinzip basiert auf der Zerstäubung des Lackes durch den Materialdruck. Dabei wird der Lack unter Druck gesetzt und zerstäubt an einer Düse. Konventionelle Zerstäuber zur Beschichtung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen erzeugen dadurch üblicherweise eine breite Verteilung unterschiedli- eher Tropfengrößen. Meist reichen diese von wenigen μπ\ bis zu 150ym. Der Mittelwert (d50) liegt im Allgemeinen bei 10-40 μιτι. Kleinere Tröpfchen werden leichter von der Kabinenluft in die Abscheidung getragen. Größere Tropfen verschlechtern die Appearance (z.B. Verlauf, Metallic-Effekt, Flop) und können sogar zu Oberflächendefekten (Stippen, Krater usw.) führen. Tropfen mit 20-40ym Durchmesser werden zudem besser elektrostatisch aufgeladen, als kleinere oder größere Tropfen.
Mittels der erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung kann z.B. eine Lackieranlage, vorzugsweise zur Automobil- und/oder Kraft fahrzeugkarosseriebautei1-Serienlackierung geschaffen werden, die vorzugsweise ohne Auswaschung und mit reduzierter Zuluftanlage auskommt. Durch die gezielte Erzeugung bestimmter Tropfendurchmesser kann der Auftragswirkungsgrad erhöht werden, d.h. es ist möglich, dass kein oder nur sehr wenig Overspray erzeugt wird, wobei außerdem gezielt Einfluss auf den Farbton, Glanz, Effekte genommen werden kann. Mittels der erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung ist es vorteilhaft möglich, dass die Zuluftanlage sehr viel kleiner dimensioniert werden kann. Die geringe auszutragende Lackmenge erfordert einen kleineren Luftaustausch in der Lackierkabine oder es kann eine sehr große Luftmenge im Umlauf benutzt werden (geringer Frischluftanteil) , wodurch das Erwärmen oder Kondi- tionieren der angesaugten Frischluft wesentlich weniger Energieeinsatz erfordert. Des Weiteren kann im besten Fall die Auswaschung komplett entfallen, wobei die Erfindung jedoch nicht auf Anlagen beschränkt ist, die überhaupt keine Auswa- schung aufweisen, sondern auch Anlagen mit kleinerer dimensionierter Auswaschung umfasst.
Zur Absonderung des geringen Oversprays können einfache, kostengünstige Filter verwendet werden. Die Anlagentechnik wird sehr viel einfacher und die Unterhaltungskosten sinken. Zudem können dadurch große Mengen an Lack eingespart werden.
Abhängig von den verwendeten Lacken/Beschichtungsstoffen (wasserbasiert, lösemittelhaltig, etc.) kann auf die Anwen- dung der ATEX-Richtlinie verzichtet werden. Dies führt zu einer wesentlichen Erleichterung, was die Auswahl der verwendeten Komponenten angeht und somit zu einem deutlichen Kostenvorteil gegenüber den herkömmlichen Verfahren.
Ferner führt die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung vorteilhaft dazu, dass für die Lackier-Kabinen, Förderer, Skid, Scheiben usw. ein geringerer (manueller) Reinigungsbedarf erforderlich wird. Ferner werden geringere bzw. keine Luftmengen benötig, um Overspray aus der Lackierkabine auszu- tragen und/oder um bei den genannten Verfahren (z.B. Rotationszerstäuber, Luft Zerstäuber ) den Sprühstrahl zu formen und die Luftturbine des Rotationszerstäubers zu betreiben. Color-Matching mit Rotationszerstäubern auf Air-Vorlagen erfolgt vorwiegend durch die gezielte Veränderung des entstehenden Tropfenspektrums durch beispielsweise Drehzahländerung. Diese Veränderungen wirken sich meist negativ auf den Auftragswirkungsgrad aus was dazu führt, dass mehr Overspray als eigentlich nötig entsteht, was mit der erfindungsgemäßen Beschichtungsmitteleinrichtung ebenfalls vermieden werden kann . Das Applikationsgerät ist konfiguriert und angeordnet, um Be- schichtungsmittel , insbesondere einen vorzugsweise zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl auszugeben. Bei dem Be- schichtungsmittel , vorzugsweise dem Beschichtungsmittelstrahl, insbesondere dem ausgegebenen Beschichtungsmittel- strahl kann es sich z.B. um einen Voll- oder Vollzylinderstrahl, einen Flachstrahl, einen Fächerstrahl, einen Schichtstrahl, einen im Wesentlichen dreieckförmigen Strahl, einen Hohlkegel- oder Vollkegelstrahl, einen Hohlzylinderstrahl, ein Beschichtungsmittelblatt und/oder eine Beschichtungsmit- tellamelle handeln. Es ist auch möglich, dass das Applikationsgerät ein im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmiges oder pyramidenförmiges Sprühbild erzeugt. Das Beschichtungs- mittel, insbesondere der Beschichtungsmittelstrahl kann also z.B. im Wesentlichen eindimensional als auch im Wesentlichen flächig ausgegeben werden.
Das Applikationsgerät kann konfiguriert und angeordnet werden, zumindest einen im Wesentlichen flächigen zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl auszugeben, der zwischen Be- schichtungsmitteldüse bzw. Applikationsgerät und Bauteil zunächst in im Wesentlichen eindimensionale, vorzugsweise zusammenhängende Beschichtungsmittelstrahlen zerfällt. Diese eindimensionalen, vorzugsweise zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahlen können dann ebenfalls zwischen Beschich- tungsmitteldüse bzw. Applikationsgerät und Bauteil in Tropfen zerfallen .
Das Applikationsgerät kann konfiguriert und angeordnet wer- den, um die Schwingung und/oder die Instabilität mittelbar in das Beschichtungsmittel und/oder den Beschichtungsmittel- strahl einzukoppeln, z.B. über das Gehäuse des Applikationsgeräts und/oder über das die Beschichtungsmitteldüse aufweisende Trägerelement und/oder über die Beschichtungsmitteldü- se. Zu diesem Zweck kann z.B. ein Schwingungserzeuger, Oszillator, etc. vorzugsweise außen mit dem Gehäuse des Applikationsgeräts und/oder dem die Beschichtungsmitteldüse aufweisenden Trägerelement verbunden werden oder daran befestigt werden. Vorzugsweise ist es also möglich, dass sich bei der mit- telbaren Beaufschlagung die Schwingung und/oder die Instabilität vom Schwingungserzeuger über andere Teile des Applikationsgeräts zu dem Beschichtungsmittel und/oder dem Beschich- tungsmittelstrahl fortpflanzt. Ebenso ist es möglich, dass sich die aufgebrachte Schwingung und/oder Instabilität axial und/oder radial entlang dem Applikationsgerät fortpflanzt.
Es ist aber auch möglich, dass das Applikationsgerät konfiguriert und angeordnet wird, um die Schwingung und/oder die Instabilität im Wesentlichen unmittelbar in das Beschichtungs- mittel und/oder den Beschichtungsmittelstrahl einzukoppeln, z.B. mittels Schalls, Ultraschalls, eines Piezo-Elements, direkter mechanischer bzw. physischer Beaufschlagung, z.B. physischer Kontaktierung des Beschichtungsmittels und/oder des Beschichtungsmittelstrahls . Zu diesem Zweck kann das Applika- tionsgerät z.B. einen Schall-/Ultraschallerzeuger, eine Pie- zo-Element-Anordnung, eine mechanische Beschichtungsmittel- Beaufschlagungseinrichtung, etc. umfassen. Insbesondere kann das Beschichtungsmittel und/oder der Beschichtungsmittelstrahl vorzugsweise überwiegend kontinuierlich (vorzugsweise „überwiegend" deshalb, weil z.B. die
Hauptnadel gelegentlich schließt) durch die Beschichtungsmit- teldüse gefördert und/oder aus der Beschichtungsmitteldüse ausgegeben werden. Bevorzugt wird das Beschichtungsmittel und/oder der Beschichtungsmittelstrahl mittels Druck oder einem Dosiersystem gefördert. Bevorzugt ist das Applikationsgerät konfiguriert und angeordnet, um Tropfen von im Wesentlichen gleicher Größe und/oder von im Wesentlichen gleichem Durchmesser zu erzeugen und um eine im Wesentlichen diskrete oder im Wesentlichen homogene Tropfenverteilung zu erzeugen. Insbesondere können Tropfen mit Tropfendurchmessern erzeugt werden von größer ungefähr 10 μιτι, 30 ym, 50 ym, 70 ym, 90 ym, 110 ym, 130 ym oder 150 ym und/oder von kleiner ungefähr 20 ym, 40 ym, 60 ym, 80 μιτι, 100 ym, 120 ym, 140 ym oder 160 ym. Es ist möglich, dass zumindest eine Beschichtungsmitteldüse im Wesentlichen kreisförmig (z.B. eine Runddüse), ellipsenförmig, schlitzförmig und/oder im Wesentlichen kreisschlitzförmig ausgebildet ist. Die Beschichtungsmitteldüse kann z.B. eine Flachstrahl-, eine Hohlkegel-, eine Vollkegel- oder eine Vollstrahl-Düse oder eine Konus-Düse umfassen.
Das Applikationsgerät hat vorzugsweise eine Vielzahl von Be- schichtungsmitteldüsen, die gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein können, z.B. betreffend den Durchmesser, die Schlitzbreite, die Form bzw. Ausbildung der Düsen, etc. Bevorzugt hat die Beschichtungsmitteldüse einen Durchmesser und/oder eine Schlitzbreite von zwischen ungefähr 5 ym bis 300 ym, zwischen ungefähr 10 ym bis 150 ym oder zwischen ungefähr 10 ym bis 80 ym. Die unterschiedlich großen Beschichtungsmitteldüsen können z.B. gleichmäßig verteilt sein oder in bestimmten Bereichen oder Formen gruppiert sein.
Das Applikationsgerät kann zumindest eine Beschichtungsmit- teldüsenanordnung (bzw. ein Düsenfeld, Düsenreihe, etc.) umfassen, an dem eine Vielzahl von Beschichtungsmitteldüsen angeordnet ist. Es ist möglich, dass eine Beschichtungsmittel- düsenanordnung Beschichtungsmitteldüsen mit gleicher oder unterschiedler Ausbildung aufweist.
Es ist aber auch möglich, dass das Applikationsgerät zumindest zwei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen mit jeweils einer Vielzahl von Beschichtungsmitteldüsen umfasst. Bevorzugt sind zumindest zwei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen bereitgestellt, die unabhängig voneinander angesteuert und/oder unabhängig voneinander mit z.B. unterschiedlichem Beschich- tungsmittel oder allgemein unterschiedlichen Medien oder Fluiden versorgt werden können. So kann vorzugsweise die eine Beschichtungsmitteldüsenanordnungen z.B. mit einer bestimmten Farbe, einem bestimmten Lack oder allgemein einem bestimmten Beschichtungsmittel versorgt werden, wohingegen die andere Beschichtungsmitteldüsenanordnung z.B. mit einer anderen Farbe, einem anderen Lack oder allgemein einem anderen Beschichtungsmittel versorgt werden kann. Ferner können zumindest zwei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen in unterschiedlichen Ebenen bereitgestellt sein, die z.B. parallel oder sich schneidend angeordnet sein können. Es ist möglich, dass zumindest zwei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen eine zum Bauteil im Wesentlichen komplementäre Form aufweisen, um zu ermöglichen, dass das Bauteil ohne Umorientierung des Applikationsgeräts beschichtet werden kann. Ferner können die zumindest zwei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen relativ zu- einander in zumindest einer oder mehrerer Achsen schwenkbar sein, was vorteilhaft zu einer größeren Flexibilität führt. Es ist auch möglich, dass das Applikationsgerät zumindest zwei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen umfasst, die unabhängig voneinander angesteuert und/oder abhängig voneinander mit Beschichtungsmittel versorgt werden können, wobei es e- benso möglich ist, zumindest zwei Beschichtungsmitteldüsenan- ordnungen vorzusehen, die abhängig voneinander angesteuert und/oder unabhängig voneinander mit Beschichtungsmittel versorgt werden können.
Das Applikationsgerät kann ferner zumindest zwei, vorzugsweise zumindest drei unabhängig voneinander ansteuerbare bzw. einstellbare (z.B. steuerbar oder regelbar) Beschichtungsmit- teldüsenanordnungen umfassen, wobei beispielsweise die äußeren Beschichtungsmitteldüsenanordnungen zur Erzeugung einer überlappungsoptimierten Schichtdickenverteilung konfiguriert und angeordnet sind und die innere Beschichtungsmitteldüsen- anordnung zur Erzeugung einer im Wesentlichen homogenen
Schichtdickenverteilung konfiguriert und angeordnet ist, beispielsweise, indem die äußeren Beschichtungsmitteldüsen weniger Beschichtungsmittel abgeben als die inneren Beschichtungsmitteldüsen, was zu einer entsprechenden Schichtdickenverteilung quer zur Bahnrichtung führt. Es ist auch möglich, dass die Beschichtungsmitteldüsen zumindest einer Beschich- tungsmitteldüsenanordnung so angeordnet sind (z.B. im Wesentlichen gaußkurvenförmig bzw. über die Fläche unter der Gauß- kurve verteilt, trapezförmig, rechteckförmig und/oder drei- eckeckförmig) , dass eine gewünschte Schichtdickenverteilung erzielt wird, wobei beispielsweise die äußeren Beschichtungsmitteldüsen zur Erzeugung einer überlappungsoptimierten
Schichtdickenverteilung konfiguriert und angeordnet sind (z.B. dreieckförmig) und die inneren Beschichtungsmitteldüsen (z.B. rechteckförmig) zur Erzeugung einer im Wesentlichen ho- mogenen Schichtdickenverteilung konfiguriert und angeordnet sind, wodurch vorteilhaft und auf einfache Art und Weise ermöglicht wird, dass die äußeren Beschichtungsmitteldüsen weniger Beschichtungsmittel abgeben als die inneren Beschich- tungsmitteldüsen . Es besteht die Möglichkeit, dass die
Schichtdickenverteilung eine Gauß'sche Normalverteilung aufweist. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die von den einzelnen Beschichtungsmitteldüsen abgegebene Beschichtungs- mittelmenge so gewählt ist, dass die Schichtdickenverteilung eine trapezförmige Verteilung aufweist. Eine derartige trapezförmige Schichtdickenverteilung ist vorteilhaft, weil die benachbarten Beschichtungsmittelbahnen einander so überlappen können, dass die Überlagerung der trapezförmigen Schichtdickenverteilungen der benachbarten Beschichtungsmittelbahnen zu einer konstanten Schichtdicke führt. Ferner ist es möglich, dass beispielsweise eine oder mehrere Beschichtungsmit- teldüsenanordnungen, insbesondere eine äußere Beschichtungs- mitteldüsenanordnung an- und/oder abgeschaltet werden kann, z.B. um ein randscharfes Beschichten zu ermöglichen. Es ist auch möglich, einer vorzugsweise äußeren Beschichtungsmittel- düsenanordnung weniger Beschichtungsmittel zuzuführen als einer anderen Beschichtungsmitteldüsenanordnung .
Vorteilhaft kann das Applikationsgerät somit sowohl eines der vorzugsweise äußeren Felder abschalten und randscharf lackieren, als auch auf einer großen Fläche mit der vorherigen und der folgenden Lackbahn überlappen.
Es ist möglich, dass der Beschichtungsmitteldruck und/oder der Dosierdruck, mit dem das Beschichtungsmittel dem Applikationsgerät und/oder dem Bauteil zugeführt wird, einstellbar ist (z.B. steuerbar oder regelbar), wodurch vorteilhaft z.B. die Größe der Beschichtungsmitteltropfen beeinflussbar ist. Dies kann gezielt dazu eingesetzt werden, um bestimmte Eigenschaften des Lackfilms (z.B. Appearance, Feuchtegehalt) zu erzielen. Der Lackdruck kann durch geeignete zugeordnete Komponenten verändert und geregelt werden. Die Veränderung kann abhängig von dem applizierten Beschichtungsmittel sein (z.B. verschiedene Lacke oder Farbtöne) . Sie kann aber auch auf ein und demselben Bauteil an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich sein. Dadurch kann zum Beispiel „nass" oder „trocken" lackiert werden.
Vorzugsweise kann zumindest einer der folgenden Parameter einstellbar (z.B. steuerbar oder regelbar) sein: Ausstoßbzw. Ausgabegeschwindigkeit des Beschichtungsmittels , Lackierabstand zwischen Beschichtungsmitteldüse und Bauteil, Beschichtungsmitteldruck und/oder Dosierdruck, Ausmaß bzw. Stärke der Schwingung und/oder Instabilität, insbesondere Amplitude der Schwingung und/oder der Instabilität, Frequenz der Schwingung und/oder der Instabilität, z.B. um die Tropfengröße und/oder die Tropfenbildung oder die Tropfenvertei- lung steuern bzw. regeln zu können. Dadurch kann eine verbesserte Appearance, ein verbesserter Farbton, verbesserte Effekte und/oder eine verbesserte Performance (Glanzgrad, Wellenlänge usw.) erreicht werden, da beschichtungsmittelspezi- fisch und/oder bauteilspezifisch vorzugsweise die Tropfengrö- ße optimal auf die Anforderung variiert werden kann. Ferner ist dabei vorteilhaft, dass die Tropfengröße und/oder die Tropfenverteilung gesteuert bzw. geregelt werden kann, obwohl jede einzelne Beschichtungsmitteldüse einen konstanten Durchmesser aufweist.
Vorzugsweise ist das Applikationsgerät so konfiguriert und angeordnet, dass sich auf dem Weg zum Bauteil bzw. zwischen Beschichtungsmitteldüse und Bauteil die Beschichtungsmittel- tropfen eines Beschichtungsmittelstrahls nicht miteinander vereinen. Ferner ist es möglich, dass sich auf dem Weg zum Bauteil das Beschichtungsmittel (bzw. die Beschichtungsmit- teltropfen) aus einer Beschichtungsmitteldüse nicht mit dem Beschichtungsmittel (bzw. den Beschichtungsmitteltropfen) aus einer anderen Beschichtungsmitteldüse vereint bzw. sich die Beschichtungsmitteltropfen aus einem ersten Beschichtungsmit- telstrahl nicht mit den Beschichtungsmitteltropfen aus einem zweiten Beschichtungsmittelstrahl vereinen. Dies kann beispielsweise erzielt werden, indem die Ausstoßgeschwindigkeit der Beschichtungsmitteltropfen, die Größe der Beschichtungsmitteltropfen , der Abstand der Beschichtungsmitteldüsen zueinander und/oder der Lackierabstand zwischen Beschichtungsmitteldüse und Bauteil aufeinander abgestimmt werden. Insbesondere ist es möglich, dass ein Flüssigkeitsblatt bzw. eine Flüssigkeitslamelle (z.B. ausgebildet durch eine Schlitzdüse oder Hohlzylinderdüse) unter Einfluss der Schwingung in Beschichtungsmitteltropfen zerfällt, wobei sich die Beschichtungsmitteltropfen auf dem Weg zum Bauteil nicht vereinen.
Vorzugsweise ist die Beschichtungsmitteldüse und/oder die Be- schichtungsmitteldüsenanordnung an einem Trägerelement (z.B. einer Beschichtungsmitteldüsenplatte ) bzw. einem Applikator- kopf angeordnet. Das Trägerelement ist vorzugsweise mittels einer Schnellwechselvorrichtung auswechselbar an dem Applikationsgerät befestigt. Dadurch wird z.B. ermöglicht, innerhalb eines „Taktes" ein Trägerelement für kleinere Lackierflächen (z.B. Türeinstiege) als auch ein Trägerelement für größere Lackierflächen einzusetzen, was besonders vorteilhaft ist, wenn die Beschichtungseinrichtung in einer Anlage nach dem Boxenkonzept eingesetzt wird. Das Trägerelement kann an sich auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Trägerelement aber so konfiguriert und angeordnet, dass die Schwingung und/oder die Instabilität im Wesentlichen gleichmäßig auf das Trägerelement übertragen werden kann. Das Trägerelement kann z.B. platten- und/oder blenden- förmig ausgebildet sein, aber auch andere Ausgestaltungsformen aufweisen. Es ist möglich, dass die Schwingung und/oder die Instabilität in Form einer stehenden Welle vom Schwingungserzeuger zu dem Trägerelement läuft.
Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Applikationsgerät kon- figuriert und angeordnet, unterschiedliche Schwingungen und/oder Instabilitäten einstellbar (z.B. steuerbar oder regelbar) zu erzeugen. Es ist also möglich, dass z.B. in Abhängigkeit des Beschichtungsmittels , in Abhängigkeit des jeweiligen Bauteils oder aber in Abhängigkeit unterschiedlicher zu beschichtender Abschnitte des Bauteils entsprechend angepass- te unterschiedliche Schwingungen und/oder Instabilitäten erzeugt werden.
Das Applikationsgerät kann ferner vorzugsweise so ausgebildet und angeordnet werden, dass es z.B. für eine unterschiedliche Anzahl Beschichtungsmitteldüsen oder an unterschiedliche Produkt-Parameter (Fließgeschwindigkeit, Durchsatzmenge, Viskosität, Oberflächenspannung) angepasst werden kann. Es ist möglich, dass ein vorzugsweise mehrachsiger Beschich- tungsroboter (z.B. umfassend eine Handachse), eine Dachmaschine und/oder eine Seitenmaschine konfiguriert und angeordnet ist, um das Applikationsgerät relativ zum Bauteil zu bewegen. Es ist auch möglich, dass ein vorzugsweise mehrachsi- ger Handhabungsroboter (z.B. umfassend eine Handachse) und/oder ein Förderweg konfiguriert und angeordnet ist, um das Bauteil relativ zum Applikationsgerät zu bewegen. Es ist auch möglich, dass sowohl das Bauteil z.B. mittels des Handhabungsroboters als auch das Applikationsgerät z.B. mittels des Beschichtungsroboters während des Beschichtungsvorgangs relativ zueinander bewegt werden. Es ist also möglich, dass das Applikationsgerät um eine oder mehrere Drehachsen drehbar gelagert ist und sich während der Beschichtung oder zwischen aufeinander folgenden Beschichtungsvorgängen um die eine oder die mehreren Drehachsen drehen kann.
Die Beschichtungseinrichtung kann zumindest eines der folgenden Teile umfassen und/oder das Applikationsgerät kann mit zumindest einem der folgenden Teile in Wirkverbindung stehen oder in Wirkverbindung bringbar sein: zumindest eine Dosierpumpe, zumindest ein Kolbendosierer , zumindest ein Farbwechsler (z.B. ein Andockfarbwechsler) und/oder zumindest ein Mischer für Zwei- oder Mehr-Komponenten-Lacke (Lack- und Här- ter-Komponente oder allgemein verschiedene Beschichtungsmit- tel). Der zumindest eine Farbwechsler kann im Applikationsgerät untergebracht sein (z.B. als Integrated Colour Changer) oder stromaufwärts dem Applikationsgerät als vorzugsweise separates Teil vorgeschaltet sein.
Vorzugsweise kann zumindest eine Hüllstromdüse bereitgestellt werden, die vorgesehen ist, einen Hüllstrom aus Luft oder einem anderen Gas abzugeben, mit dem das abgegebene Beschich- tungsmittel umhüllt werden kann. Es ist auch möglich, zumindest eine Lenkstromdüse bereitzustellen, die vorgesehen ist, einen Lenkstrom aus Luft oder einem anderen Gas abzugeben, um das abgegebene Beschichtungsmittel zu formen. Ferner kann zumindest eine Funktionsöffnung bzw. Funktionsdüse bereitgestellt werden, die vorgesehen ist, einen Luft- oder Fluidstrom oder ein anderes Medium abzugeben, z.B. um das abgegebene Beschichtungsmittel zu beeinflussen, vorzugsweise zu trocknen und/oder zu erwärmen. Es ist aber auch möglich, dass das aus der Hüll- oder Lenkstromdüse abgegebene Gas zur Erwärmung und/oder Trocknung genutzt wird. Das Applikationsgerät kann z.B. mehrere Hüllstrom-/ Funkti- ons- und/oder Lenkluftstromdüsen aufweisen, die sich entlang zumindest einer, vorzugsweise aller Seiten der einen oder der mehreren Beschichtungsmitteldüsen bzw. Beschichtungsmitteldü- senanordnungen erstrecken können, um das abgegebene Beschichtungsmittel zu beeinflussen. Dabei können die Hüllstrom-/ Funktions- und/oder Lenkluftstromdüsen im Wesentlichen geradlinig ausgerichtet sein. Insbesondere kann das Applikations- gerät mehrere Hüllstrom-/ Funktions- und/oder Lenkluftstromdüsen aufweisen, die in einem oder mehreren Ringen oder Teilringen um die eine oder die mehreren Beschichtungsmitteldüsen bzw. Beschichtungsmitteldüsenanordnungen angeordnet sind. Die Ringe bzw. Teilringe können unterschiedliche oder im Wesent- liehen gleiche Durchmesser aufweisen.
Es ist möglich, die Hüllstrom-/ Funktions- und/oder Lenkluft- stromdüsen an dem erfindungsgemäßen Applikationsgerät insbesondere auszubilden und/oder anzuordnen und/oder zu betrei- ben, wie offenbart in den Dokumenten DE 10 2007 006 547, EP 1 331 037 A2, WO 2008/061584 AI, EP 1 764 157 A2, WO
2008/068005 AI, WO 2008/095657 AI und/oder WO 2009/149950 AI, deren gesamte Offenbarungen der vorliegenden Offenbarung hinzuzurechnen sind.
Es ist möglich, dass das Applikationsgerät mehrere Schwingungserzeuger umfasst, z.B. einen ersten Schwingungserzeuger, der konfiguriert und angeordnet ist, um das Beschichtungsmittel für zumindest eine Beschichtungsmitteldüse und/oder Be- schichtungsmitteldüsenanordnung zu beaufschlagen, und einen anderen zweiten Schwingungserzeuger, der konfiguriert und angeordnet ist, um das Beschichtungsmittel für zumindest eine andere Beschichtungsmitteldüse und/oder Beschichtungsmittel- düsenanordnung zu beaufschlagen. Beispielsweise kann dies er- forderlich sein, wenn eine Lackbasis und Metallic-Flakes beschichtet werden sollen. Dazu kann die Lackbasis z.B. von den Metallic-Flakes im Applikationsgerät mittels eine Spaltfilters getrennt werden. Bevorzugt wird dabei die Lackbasis ohne Flakes über Beschichtungsmitteldüsen mit kleinerem Durchmesser und die Metallic-Flakes über Beschichtungsmitteldüsen mit größerem Durchmesser (so bemessen, dass die Metallic-Flakes hindurchpassen) appliziert, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist, da insbesondere nur sichergestellt werden soll- te, dass die Flake-Konzentration in der Deckschicht höher ist. Die Applikationsparameter werden dabei auf bekannte Art und so vorzugsweise so gewählt, dass die Flakes sich überwiegend parallel zur Oberfläche ausrichten und/oder einen guten Flop erzeugen.
Bevorzugt ist der Durchmesser der Beschichtungsmitteldüse, die vorgesehen ist zur Applizierung von Flakes oder anderer fester Lackpartikel, so bemessen, dass die Flakes oder die anderen festen Lackpartikel sicher bzw. funktionsgerecht durch die Beschichtungsmitteldüse geleitet werden können. Vorzugsweise ist der Durchmesser der Beschichtungsmitteldüse mindestens so groß wie der maximale Flake-Durchmesser eines Metallic-Basislacks , insbesondere doppelt oder sogar dreifach so groß wie der maximale Flake-Durchmesser bzw. der maximale Durchmesser der festen Lackpartikel.
Das Beschichtungsmittel kann ein Lack sein, insbesondere ein Basislack, Klarlack, ein Effektlack, ein Mica-Lack, ein Me- talliclack, ein wasserbassierter Lack, ein lösemittelbasier- ter Lack und/oder ein Zwei- oder Mehr-Komponenten-Lack. Beispielsweise ist das Beschichtungsmittel ein Lack, der flüssig ist und feste Lackpartikel enthält, insbesondere Pigmente, Metallic-Flakes oder Metall-Partikel. Dabei ist insbesondere erforderlich, dass die Beschichtungsmitteldüse so bemessen ist, dass Lack insbesondere mit den darin befindlichen festen Lackpartikeln applizierbar ist. Die festen Lackpartikel können eine Partikelgröße von größer als ungefähr 4 μπ\, 5 μπ\ o- der 6 pm aufweisen.
Das Applikationsgerät kann eine Flächenbeschichtungsleistung von mindestens lm2/min, 2m2/min, 3m2/min oder 4m2/min oder 5m2 /min aufweisen und/oder vorzugsweise eine Beschichtungs- mittelschichtdicke von mindestens 3 μτα , 8 μιη, 15 μιη,25 pm, 50 μιη, 75 μιη, 100 m oder mehr applizieren (Basislack und Primer werden z.B. mit bis zu ungefähr 25pm appliziert, wohingegen z.B. Klarlack meist bis zu ungefähr 50μπι appliziert wird).
Ferner ist es möglich, dass das Applikationsgerät einen Be- Schichtungsmittelausstoß von mindestens 50 ml/min, 100 ml/min, 150 ml/min, 200 ml/min, 300 ml/min, 400 ml/min oder 500 ml/min bis hin zu 1000 ml/min, bis 1500 ml/min oder sogar darüber hinaus erzeugen kann. Dem Applikationsgerät kann mindestens ein Farbwechsler (oder mehrere Farbwechsler) zugeordnet werden, der ausgangsseitig mit dem Applikationsgerät verbunden ist und eingangsseitig mit verschiedenen Beschichtungsmitteln versorgt wird, so dass der Farbwechsler eines der Beschichtungsmittel auswählen und das Applikationsgerät mit dem ausgewählten Beschichtungsmittel speisen kann. Ferner ist es möglich, dass der Farbwechsler eingangsseitig mit verschiedenen Sonderlacken oder Beschichtungsmitteln versorgt wird. Es ist auch möglich, dass der Farbwechsler eingangsseitig mit einem Mischer verbunden ist, um von diesem mit Beschichtungsmittel (z.B. Zwei- oder Mehr-Komponenten-Lacke) versorgt zu werden. Zwischen dem Farbwechsler und dem Applikationsgerät kann eine Rückführleitung abzweigen. Es ist auch möglich, dass der Farbwechsler ausgangsseitig mit einem Mischer verbunden ist. Das Applikationsgerät kann mehrere Beschichtungsmitteldüsen aufweisen, die in einer oder mehreren Düsenreihen angeordnet sind, insbesondere matrixförmig in Zeilen und Spalten. Ferner ist es möglich, dass die Beschichtungsmitteldüsen der verschiedenen Düsenreihen gemeinsam von einem Farbwechsler gespeist werden, wobei z.B. der Farbwechsler eingangsseitig an mehrere Beschichtungsmittelzuleitungen (z.B. Sonderfarbzuleitungen) angeschlossen ist, durch die dem Farbwechsler Be- schichtungsmittel (z.B. Sonderlacke) zugeführt werden. Ferner kann der Farbwechsler eingangsseitig an einen Mischer angeschlossen werden, der mit verschiedenen Beschichtungsmitteln (z.B. Zwei- oder Mehr-Komponenten-Lack) speisbar ist. Dabei kann der Farbwechsler vorzugsweise wahlweise eines der Be- schichtungsmittel aus einer der Beschichtungsmittelzuleitungen oder das von dem Mischer gemischte Beschichtungsmittel auswählen und den Beschichtungsmitteldüsen zuführen.
Bevorzugt kann das Applikationsgerät mehrere (gleiche oder unterschiedliche) Beschichtungsmitteldüsen aufweisen, die in zumindest einer, vorzugsweise mehrerer Düsenreihen angeordnet sein können, insbesondere matrixförmig in Zeilen und Spalten, wobei jede Düsenreihe mehrere Beschichtungsmitteldüsen umfassen kann. Die Beschichtungsmitteldüsen bzw. die Düsenreihen können z.B. „auf Lücke" bzw. versetzt zueinander angeordnet werden, so dass sich die Beschichtungsmitteltropfen auf dem Bauteil vorzugsweise gleichmäßig (er ) überlappen. Dabei ist es möglich, dass die Beschichtungsmitteldüsen der verschiedenen Düsenreihen gemeinsam mit einer Beschichtungsmittelzuleitung verbunden sind, über die das zu applizierende Beschichtungsmittel zugeführt werden kann. Ferner ist es möglich, dass die gemeinsame Beschichtungsmittelzuleitung von einem Farbwechsler auch Andockfarbwechsler (rotatorisch oder linear)
und/oder einem Mischer gespeist wird. Es kann ein Applikationsgerät vorgesehen werden, das direkt von einem Farbwechsler und direkt von mehreren Beschichtungs- mittelzuleitungen speisbar ist. Es können auch mehrere Applikationsgeräte vorgesehen werden, die gemeinsam von mehreren Beschichtungsmittelzuleitungen direkt speisbar sind und/oder gemeinsam von einem Farbwechsler speisbar sind. Auch ist es möglich, dass mehrere Applikationsgeräte und/oder Beschich- tungsmitteldüsenanordnungen vorgesehen sind, die von mehreren getrennten Beschichtungsmittelzuleitungen, denen jeweils ein Farbwechsler zugeordnet ist, speisbar sind. Es kann ferner ein Applikationsgerät und/oder eine Beschichtungsmitteldüsen- anordnung vorgesehen werden, das/die von mehreren getrennten Beschichtungsmittelzuleitungen, denen jeweils ein Farbwechsler zugeordnet ist, speisbar ist. Ferner ist es möglich, dass zumindest ein Applikationsgerät und/oder eine Beschichtungs- mitteldüsenanordnung von zumindest einer, vorzugsweise einer Vielzahl von Beschichtungsmittelzuleitungen, denen vorzugsweise jeweils eine Dosiereinrichtung (z.B. eine Dosierpumpe) zugeordnet ist, direkt speisbar ist. Ferner kann das Applikationsgerät eine integrierte Umschalteinrichtung umfassen, um einzustellen, von welcher der mehreren Beschichtungsmittelzuleitungen und/oder von welchem der mehreren Farbwechsler das Beschichtungsmittel ausgegeben wird.
Es ist möglich, dass die mit dem Beschichtungsmittel in Kontakt kommenden Oberflächenbereiche, insbesondere die inneren Oberflächenbereiche des Applikationsgeräts und/oder der Be- schichtungsmitteldüsen mindestens teilweise versehen sind mit einer verschleißmindernden, vorzugsweise abrasionsbeständigen Beschichtung, insbesondere mit einer DLC-Beschichtung (DLC: Diamond-_like Carbon) , einer Diamantbeschichtung, einem Hartmetall oder einer Materialkombination aus einem harten und einem weichen Material, mit einer PVD-Beschichtung (PVD: Phy- sical Vapour Deposition) , mit einer Easy-To-Clean- Beschichtung, und/oder mit einer strömungsgünstigen Struktur, insbesondere einer Haifischhautstruktur oder einer Riplet- oder Golfball-Struktur .
Die Beschichtungseinrichtung kann z.B. ein System zur elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung vorzugsweise mit Hochspannung umfassen, insbesondere zur Außenaufladung mittels einer oder mehreren Außenelektroden (z.B. mehrere Fingerelektroden oder ein Elektrodenring, der mehrere Elektroden umfasst, wobei die Elektroden vorzugsweise gleichmäßig um das Applikationsgerät herum angeordnet sind) und/oder zur Direktbzw. Innenaufladung mittels einer oder mehreren Kontakt- bzw. Innenelektroden. Die Elektroden sind vorzugsweise Hochspannungselektroden. Die Außenaufladung und die Innenaufladung sind aus dem Stand der Technik bei Rotationszerstäubern bekannt. Das Beschichtungsmittelaufladungssystem ist konfiguriert und angeordnet, um eine verbesserte Abscheidung
und/oder eine verbesserte Beschichtungsmittelausbeute
und/oder einen verbesserten Auftragswirkungsgrad zu erzielen.
Ferner kann eine Druckluftunterstützung zur Verbesserung des Auftragswirkungsgrads des Applikationsgeräts vorgesehen sein, die einstellbar (z.B. steuerbar oder regelbar) sein kann.
Die Beschichtungsmitteldüsen können unterschiedlich groß und/oder unterschiedlich geformt sein, z.B. zylinder- bzw. kreisförmig oder rechteckförmig, verjüngend und/oder aufweitend, (z.B. konisch) verjüngend mit im Wesentlichen konstantem Auslas (z.B. zylinderförmigem Auslass) , (z.B. konisch) aufweitend mit im Wesentlichem konstantem Einlass (z.B. zylinderförmigem Einlass) und/oder als Laval- oder Venturi- Düse. Ferner kann die Beschichtungsmitteldüse eine oder mehrere Ausbauchungen bzw. Kammern umfassen, die miteinander verbunden sind. Es können Runddüsen oder Schlitzdüsen vorgesehen werden.
Es ist möglich, dass der Farbwechsler und/oder das Applikati- onsgerät, insbesondere die das Beschichtungsmittel führenden oder enthaltenden Teile (z.B. Leitungen) mit Spül-/Lösemittel und/oder Pulsluft zur Reinigung beaufschlagbar sind. Zu diesem Zweck kann die Beschichtungseinrichtung ein Spül- /Lösemittelleitungssystem und/oder eine Pulsluftleitungssys- tem mit entsprechenden Ventilen umfassen.
Die beschichtungsmittelberührten Bereiche und/oder die entsprechenden Oberflächen sind vorzugsweise so gestaltet, dass z.B. ein schneller Farbwechsel oder Mediumswechsel durchge- führt werden kann, wobei z.B. kleine Volumina, glatte Oberflächen, keine Hinterschneidungen, leichte Spülbarkeit, etc. zu gewährleisten sind.
Das Befüllen und Spülen kann durch einen Bypass (Entlüftungs- Öffnung, Rückführung) beschleunigt werden. Zusätzlich kann an diese Öffnung eine Vakuumquelle angeschlossen werden. Es ist somit möglich, dass das Spül-/Lösemittel und/oder die Pulsluft (vorzugsweise samt Schmutzlack) aus der Beschichtungs- mitteldüse ausgestoßen wird, oder aber über eine Rückführlei- tung über einen anderen Ausgang entsorgt werden kann oder sowohl als auch, nämlich vorzugsweise zuerst die Hauptmenge des Lacks mit Lösemittel über die Rückführung, dann zur Be- schichtungsmitteldüsenreinigung Lösemittel/Pulsluft auch über die Beschichtungsmitteldüsen .
Das Applikationsgerät kann mit einer Vielzahl, vorzugsweise mit allen im Lackierbereich bekannten und eingesetzten Komponenten verknüpft werden, wie zum Beispiel Dosierpumpen, Kol- bendosierern, Farbwechslern, Andockfarbwechslern, statischen Mischern (z.B. für Zwei- oder Mehr-Komponenten-Systeme oder allgemein Beschichtungsmittel) , Lenk- oder Hüllgassystemen, 1-Kreis- und 2-Kreissystemen mit Umschaltventilen und vorzugsweise über separate Regler ansteuerbar, Robotern, etc..
Ferner ist es möglich, eine Potentialtrennung bzw. eine Isolation für das Applikationsgerät, insbesondere den Schwingungserzeuger bereitzustellen. Ferner ist es möglich, dass die Beschichtungseinrichtung eine Temperiereinrichtung umfasst zum Temperieren des Beschich- tungsmittels und/oder des Spül-/Lösemittels oder aber des Lenk- und/oder Hüllstroms. Schließlich umfasst die Erfindung auch ein Beschichtungsver- fahren zur Beschichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen und/oder deren Anbauteilen (z.B. Stossfän- ger, Spiegelgehäuse, Stossleisten usw.) aber auch anderen Fahrzeugen oder Fahrzeugteilen mit einem Lack, vorzugsweise mit einer Beschichtungseinrichtung wie hierin beschrieben, wobei zumindest ein Applikationsgerät das Beschichtungsmittel aus mindestens einer Beschichtungsmitteldüse ausgibt (z.B. ausstößt, appliziert, etc.).
Insbesondere kann das Applikationsgerät das Beschichtungsmittel und/oder zumindest einen Beschichtungsmittelstrahl mit einer Schwingung und/oder einer Instabilität beaufschlagen, um Beschichtungsmitteltropfen zu erzeugen bzw. das Beschich- tungsmittel und/oder den zumindest einen Beschichtungsmittelstrahl in Tropfen zerfallen zu lassen.
Vorzugsweise kann das Applikationsgerät das Beschichtungsmittel und/oder zumindest einen vorzugsweise kontinuierlichen bzw. zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl mit einer Schwingung und/oder einer Instabilität beaufschlagen, um Be- schichtungsmitteltropfen zu erzeugen bzw. ausgegebenes Be- schichtungsmittel und/oder einen ausgegebenen, vorzugsweise kontinuierlichen bzw. zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl in Tropfen zerfallen zu lassen.
Weitere Verfahrensschritte ergeben sich unmittelbar aus der vorliegenden Offenbarung der Beschichtungseinrichtung, insbe- sondere aus der Funktionalität der Beschichtungseinrichtung.
Es ist möglich, dass die Schwingung und/oder die Instabilität z.B. erzeugt wird mit einer Vorrichtung wie in DE 10 2006 012 389 AI beschrieben, insbesondere also mittels einer konzen- frischen Anordnung von mindestens zwei Ringspaltteilen, zwischen denen mindestens ein Ringspalt ausgebildet ist und einer Antriebseinrichtung, mit der am mindestens einen Ringspalt mindestens eine umlaufende Verengung erzeugbar ist. Dabei kann die Antriebseinrichtung z.B. eine Schwingungsquelle umfassen, mit der an mindestens einem der Ringspaltteile eine Spaltschwingung derart erzeugbar ist, dass die Verengung am mindestens einen Ringspalt umläuft. Es ist möglich, dass ein erster Ringspalt vorgesehen ist, der durch ein erstes und ein zweites Ringspaltteil begrenzt wird, wobei die Schwingungs- quelle zur Anregung der Spaltschwingung von mindestens einem der ersten und zweiten Ringspaltteile vorgesehen ist. Vorzugsweise kann ein zweiter Ringspalt vorgesehen sein, der durch das zweite Ringspaltteil und ein drittes Ringspaltteil begrenzt wird, welches das zweite Ringspaltteil umgibt, wobei die Schwingungsquelle zur Anregung der Spaltschwingung des zweiten Ringspaltteils vorgesehen ist. Auch ist es möglich, dass das zweite Ringspaltteil einen Kanal aufweist, in dem das erste Ringspaltteil angeordnet ist. Ferner ist es möglich, dass die Schwingung und/oder die Instabilität z.B. er- zeugt wird mit einer Vorrichtung wie in DE 44 41 553 C2 beschrieben. DE 44 41 553 C2 offenbart eine Vorrichtung zum Zertropfen eines eine Schallgeschwindigkeit c aufweisenden Flüssigkeit (bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise Lack) unter Vordruck mit einem Gehäuse (bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise das Gehäuse des Applikationsgeräts) , durch das die Flüssigkeit von einem Flüssigkeitseinlass zu einem Flüssigkeitsauslass führbar ist und in dem die Flüssigkeit durch geeignete Schwingungsanregung mit einer Frequenz größer als einer Minimalfrequenz fMIN beaufschlagbar ist, wobei die Schwingung der Flüssigkeit ein Zertropfen der Flüssigkeit an mindestens einer am Flüssigkeitsauslass liegenden Austrittsöffnung für die Tropfen steuert und wobei zur
Schwingungsanregung ein Schwingungserzeuger außerhalb der Flüssigkeit angeordnet ist, dessen Schwingungen vorzugsweise in einem größeren Abstand als c/(2fMIN) von der mindestens einen Austrittsöffnung über das Gehäuse zwischen Flüssigkeitseinlass und Flüssigkeitsauslass in die Flüssigkeit eingekoppelt werden können, und wobei ferner das Innere des Ge- häuses so ausgestaltet ist, dass eine laminare Strömungsführung auftritt sowie transversale Schwingungsmoden der Flüssigkeit unterbunden sind. Bei der vorliegenden Erfindung werden diese Techniken jedoch zum Beschichten, insbesondere Lackieren von Fahrzeugen, vorzugsweise Kraftfahrzeugkarosserien verwendet.
Die Beschichtungseinrichtung kann mehrere Applikationsgeräte umfassen . 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: eine Querschnittsansicht durch eine herkömm liehe Lackieranlage zur Lackierung von
Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, eine Querschnittsansicht durch eine erfindungsgemäße Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen mit erfindungsgemäßen Applikationsgeräten, ein Applikationsgerät mit einem Farbwech und der zugehörigen Beschichtungsmittelv sorgung ,
Figur 3B ein Applikationsgerät mit zumindest zwei o- der mehr direkten Beschichtungsmittelzulei- tungen und separatem Farbwechsler,
Figur 4A eine Düsenreihe (Teil eines Trägerelements bzw. einer Düsenplatte) mit mehreren Be- schichtungsmitteldüsen und einem zugeordneten Farbwechsler,
Figur 4B eine Gruppe von mehreren, beispielsweise vier
Applikationsgeräten mit zumindest zwei oder mehr, beispielsweise vier direkten Beschich- tungsmittelzuleitungen und separatem Farbwechsler,
Figur 5 mehrere Düsenreihen des Applikationsgeräts, die gemeinsam über einen Mischer mit angeschlossenem Farbwechsler und Zuleitungen für ein Zwei- oder Mehr-Komponenten- Beschichtungsmittel mit dem zu applizierenden Beschichtungsmittel versorgt werden, Figur 6 mehrere Düsenreihen des Applikationsgeräts, die gemeinsam über eine einzige Beschich- tungsmittelzuleitung versorgt werden, der ein Mischer mit Zuleitungen für ein Zweioder Mehr-Komponenten-Beschichtungsmittel zugeordnet ist,
Figur 7 eine Düsenanordnung in einem Applikationsge rät,
Figur 8 eine alternative Düsenanordnung in dem Applikationsgerät mit kleineren Beschichtungs mitteldüsen,
Figur 9 eine alternative Anordnung der Beschich- tungsmitteldüsen in dem Applikationsgerät, wobei die Beschichtungsmitteldüsen unterschiedliche Düsengrößen aufweisen,
Figur 10 eine Abwandlung von Figur 9, wobei die Düsenreihen mit den größeren Beschichtungsmit teldüsen versetzt zueinander angeordnet sind,
Figur 11 eine Applikationsgeräteanordnung mit mehreren, frei beweg- und/oder verschwenkbaren Applikationsgeräten zur Anpassung an gekrümmte Bauteiloberflächen,
Figur 12 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung mit einem mehrachsigen Roboter, der ein Applika tionsgerät und einen Sensor führt, um das Applikationsgerät zu positionieren,
Figur 13 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung, bei der mehrere Komponenten zu einem Gemisch zusammengemischt werden, wobei das Applikationsgerät dann das Gemisch appliziert,
Figur 14 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Applikationsgeräts mit einer Hüllstromdüse ,
Figur 15 eine schematische Darstellung eines Applikationsgeräts, das eine trapezförmige Schichtdickenverteilung erzeugt,
Figur 16 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung, bei der zahlreiche Applikationsgeräte an einem Portal angebracht sind,
Figur 17 und 18 Abwandlungen der Figuren 9 und 10 mit einer maximalen Packungsdichte der einzelnen Düsen,
Figuren 19A bis 19E verschiedene Ausbildungen von Längsschnitten von Beschichtungsmitteldüsen,
Figur 20A eine schematische Darstellung einer Düsenanordnung eines Applikationsgeräts, Figur 20B eine schematische Darstellung einer Schichtdickenverteilung, erzeugt durch die Düsenanordnung gemäß Figur 20A, Figur 20C eine schematische Darstellung einer anderen
Düsenanordnung eines Applikationsgeräts,
Figur 21A eine schematische Darstellung einer wiederum anderen Düsenanordnung eines Applikationsge- räts,
Figur 21B eine schematische Darstellung einer Schichtdickenverteilung, erzeugt durch die Düsenanordnung gemäß Figur 21A,
Figur 21C drei sich überlappende trapezförmige Schichtdickenverteilungen mit resultierender Gesamt- schichtdickenverteilung ähnlich Figur 15, Figur 21D eine randscharfe Schichtdickenverteilung, erzeugt mittels mindestens einem abgeschalteten Applikator bzw. abgeschalteter Beschichtungs- mitteldüsenanordnung, Figur 22A eine schematische Darstellung eines Tropfenzerfalls eines zunächst zusammenhängenden Be- schichtungsmittelstrahls, ausgegeben durch ein Applikationsgerät , Figur 22B eine schematische Darstellung einer Zerstäubung gemäß Stand der Technik,
Figur 22C zeigt eine stark vereinfachte Darstellung eines Tropfenzerfalls eines zunächst zusammen- hängenden Beschichtungsmittelstrahls, ausgegeben durch ein Applikationsgerät;
Figuren 23A bis 23E schematische Darstellungen unterschiedlicher zusammenhängender Beschichtungsmit- telstrahlen mit jeweiligem Sprühstrahlquerschnitt,
Figuren 24A, 25A, 26A schematische Darstellungen verschiedener Applikationsgeräte mit nicht beaufschlagtem Beschichtungsmittel ,
Figuren 24B, 25B, 26B schematische Darstellungen verschiedener Applikationsgeräte mit beaufschlagtem Beschichtungsmittel,
Figuren 27A, 27B, 27C schematische Darstellungen von Querschnitten verschiedener Applikationsgeräte, insbesondere im Bereich des Trägerelements bzw. der Düsenplatte,
Figur 28 ein stark vereinfachtes Applikationsgerät,
Figur 29 mehrere, beispielsweise drei Applikationsgeräte mit zwei voneinander getrennten Beschichtungsmittelzuleitungen mit jeweiligem Farbwechsler,
Figur 30 ein Applikationsgerät mit zwei voneinander getrennten Beschichtungsmittelzuleitungen mit jeweiligem Farbwechsler,
Figur 31 ein Applikationsgerät mit zwei Beschichtungsmittelzuleitungen und integrierter Umschaltung. Die Querschnittsansicht in Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Lackieranlage, die teilweise mit der eingangs beschriebenen und in Figur 1 dargestellten herkömmlichen Lackieranlage übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden . Eine Besonderheit der erfindungsgemäßen Lackieranlage besteht zunächst darin, dass die Lackierroboter 3, 4 als Applikationsvorrichtungen keine Rotationszerstäuber führen, sondern Applikationsgeräte 8, 9, die jeweils einen Schwingungserzeuger SE umfassen und als Tropfengenerator oder Applikations- köpf bezeichnet werden können. Das jeweilige Applikationsgerät 8, 9 weist einen gegenüber Rotationszerstäubern wesentlich größeren Auftragswirkungsgrad von mehr als 90% auf. Dadurch ist es möglich, dass weniger Overspray erzeugt wird, da die Applikationsgeräte 8, 9 in der Lage sind, Beschichtungs- mitteltropfen, insbesondere Lacktropfen mit im Wesentlichen gleicher Größe und im Wesentlichen diskreter bzw. homogener Tropfenverteilung zu erzeugen. Es ist bevorzugt, dass die Applikationsgeräte 8, 9 das Beschichtungsmittel im Wesentlichen kontinuierlich während eines Beschichtungsvorgangs applizie- ren bzw. ausgeben.
Die Applikationsgeräte 8, 9 mit den Schwingungserzeugern SE beaufschlagen das Beschichtungsmittel mit einer Schwingung und/oder einer Instabilität, um Beschichtungsmitteltropfen zu erzeugen und/oder das Beschichtungsmittel in Tropfen zerfallen zu lassen. Insbesondere werden zunächst kontinuierliche bzw. zusammenhängende Beschichtungsmittelstrahlen aus den Be- schichtungsmitteldüsen bzw. den Applikationsgeräten 8, 9 ausgegeben, die dann auf dem Weg zum Bauteil bzw. zwischen den Applikationsgeräten 8, 9 bzw. den Beschichtungsmitteldüsen und dem Bauteil in Tropfen zerfallen.
Die Applizierung bzw. das Erzeugen von Tropfen von im Wesent- liehen gleicher Größe und/oder einer im Wesentlichen homogenen Tropfenverteilung bietet zum einen den Vorteil, dass auf die bei der herkömmlichen Lackieranlage gemäß Figur 1 vorhandene Auswaschung 7 verzichtet werden kann. Stattdessen befindet sich bei der erfindungsgemäßen Lackieranlage gemäß Figur 2 unter der Lackierkabine 2 eine Luftab- saugung 10, welche die Kabinenluft durch eine Filterdecke 11 hindurch nach unten aus der Lackierkabine 2 absaugt. Die Filterdecke 11 filtert hierbei den in der Kabinenluft geringfü- gig vorhandenen Overspray heraus, ohne dass die Auswaschung 7 wie bei der herkömmlichen Lackieranlage erforderlich ist. Als Filterelemente können z.B. Patronenfilter, Vliese, Filtermatten, Kartonfilter, ect . Eingesetzt werden. Figur 3A zeigt ein Applikationsgerät 8 (9), das von einem
Farbwechsler 13 mit dem zu applizierenden Beschichtungsmittel versorgt wird. Eingangsseitig ist der Farbwechsler 13 an mehrere, beispielsweise sieben Beschichtungsmittelzuleitungen (Farbe 1 bis Farbe 7) angeschlossen, von denen der Farbwechs- 1er 13 eine zur Beschichtungsmittelversorgung des Applikationsgeräts 8 (9) auswählen kann.
Figur 3B zeigt ein Applikationsgerät 8 (9), das von zumindest zwei, beispielsweise drei Beschichtungsmittelzuleitungen (Farbe 5 bis Farbe 7) mit dem zu applizierenden Beschichtungsmittel (sogenannte „High-Runner" ) direkt versorgt wird und einen separaten Farbwechsler 13. Eingangsseitig kann der Farbwechsler 13 an mehrere, beispielsweise vier Beschichtungsmittelzuleitungen (Farbe 1 bis Farbe 4) angeschlossen werden, von denen der Farbwechsler 13 eine zur Beschichtungsmittelversorgung des Applikationsgeräts 8 auswählen kann.
Vorzugsweise sind die Beschichtungsmittelzuleitungen zur direkten Versorgung des Applikationsgeräts 8 direkt mit dem Applikationsgerät 8 verbunden, wobei z.B. jedem Beschichtungs- mittel eine separate Dosiereinrichtung (z.B. eine Dosierpumpe) zugeordnet werden kann, die vorteilhaft nicht gespült werden muss.
Figur 4A zeigt eine Gruppe von Beschichtungsmitteldüsen 16.1- 16.5, die gemeinsam mit dem Ausgang eines Farbwechslers 17 verbunden sind und deshalb im Betrieb dasselbe Beschichtungs- mittel applizieren.
Der Farbwechsler 17 ist eingangsseitig mit mehreren, bei- spielsweise sieben Beschichtungsmittelzuleitungen verbunden. Die dargestellten fünf Beschichtungsmitteldüsen stehen beispielhaft für eine Anordnung von vielen Beschichtungsmitteldüsen . Figur 4B zeigt eine Abwandlung der Ausführungsbeispiele gemäß Figuren 3B und 4A, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden .
Figur 4B zeigt insbesondere eine Gruppe von (zwei oder mehr, insbesondere vier) Applikationsgeräten 8 mit zwei oder mehr, insbesondere vier direkten Beschichtungsmittelzuleitungen (Farbe 5 bis Farbe 8) und separatem Farbwechsler 17. Bevorzugt sind die jeweiligen Applikationsgeräte 8 gemeinsam mit dem Ausgang des Farbwechslers 17 und/oder den vorzugsweise vier Beschichtungsmittelzuleitungen (für sogenannte „High- Runner) verbunden und applizieren deshalb im Betrieb das gleiche Beschichtungsmittel .
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Düsenanordnung in den Applikationsgeräten 8, 9, wobei hier mehrere, beispielsweise vier Düsenreihen 28.1-28.4 dargestellt sind, die jeweils zahlreiche Beschichtungsmitteldüsen 29 aufweisen. Sämtliche Beschichtungsmitteldüsen 29 und sämtliche Beschich- tungsmittelreihen 28.1-28.4 werden hierbei gemeinsam von einem Mischer 31 und einem Farbwechsler 30 mit demselben Be- schichtungsmittel versorgt.
Eingangsseitig ist der Farbwechsler 30 mit einer Vielzahl von Beschichtungsmitteln (z.B. Farben oder Sonderlacken Sl bis S3) bzw. einer Vielzahl von Beschichtungsmittelzuleitungen und dem Mischer 31 verbunden. Der Mischer 31 ist eingangsseitig mit mehreren Beschichtungsmitteln, insbesondere zumindest zwei Komponenten (Kl, K2 ) für einen Zwei- oder Mehr- Komponenten-Lack verbunden (z.B. Stammlack und Härter). Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 stimmt teilweise mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, 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 sämtliche Beschichtungsmitteldüsen 29 in allen Düsenreihen 28.1-28.4 an eine gemeinsame Beschichtungsmittelzulei- tung 31 angeschlossen sind, über die dasselbe Beschichtungs- mittel zugeführt wird und der ein Mischer mit Zuleitungen (nicht gezeigt in Figur 6) für eine erste Komponente und zumindest eine zweite Komponente zugeordnet sind (z.B. Stamm- lack und Härter) .
Figur 7 zeigt eine Düsenanordnung 34 für die Applikationsgeräte 8, 9 der erfindungsgemäßen Lackieranlage, wobei der Pfeil die Vorschubrichtung der Applikationsgeräte 8, 9 an- zeigt, d.h. die Druckrichtung.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Düsenanordnung 34 mehrere Düsenreihen 35.1-35.7 aufweist, die jeweils mehrere Beschichtungsmitteldüsen 36 umfasst.
Die Beschichtungsmitteldüsen 36 weisen hierbei innerhalb der gesamten Düsenanordnung 34 eine einheitlich große Düsenöffnung auf. Die benachbarten Düsenreihen 35.1-35.7 sind dabei in Längsrichtung zueinander versetzt angeordnet und zwar um eine halbe Düsenbreite, was eine maximale Packungsdichte der Beschichtungsmitteldüsen 36 innerhalb der Düsenanordnung 34 ermöglicht .
Figur 8 zeigt eine abgewandelte Düsenanordnung 34, die weitgehend mit der vorstehend beschriebenen und in Figur 7 dargestellten Düsenanordnung übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht zunächst darin, dass die einzelnen Düsen 36 eine wesentlich geringere Düsengröße aufweisen. Eine weitere Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die benachbarten Düsenreihen nicht zueinander versetzt angeordnet sind.
Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Düsenanordnung 37 mit fünf parallelen Düsenreihen 38.1-38.5 mit relativ großen Düsenöffnungen und vier Düsenreihen 39.1-39.4 mit relativ kleinen Düsenöffnungen.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entspre- chende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Düsenreihen 38.1-38.5 mit den größeren Düsenöffnungen in Längsrichtung zueinander versetzt sind und zwar um ei- ne halbe Düsenbreite.
Schließlich zeigt Figur 11 eine Applikationsgeräteanordnung 46 mit insgesamt vier Applikationsgeräten 47-50, die relativ zueinander schwenkbar sind oder entsprechend der Oberfläche eines z.B. gekrümmten Bauteils ausgerichtet sind, um eine bessere Anpassung an die Oberfläche z.B. eines gekrümmten Bauteils 51 zu ermöglichen.
Figur 12 zeigt in stark vereinfachter Form eine erfindungsge- mäße Beschichtungseinrichtung mit einem mehrachsigen Roboter 58, der ein Applikationsgerät 59 entlang vorgegebener Be- schichtungsmittelbahnen über eine Bauteiloberfläche 60 bewegt, wobei der Roboter 58 von einer Robotersteuerung 61 angesteuert wird und eine Handachse aufweisen kann. Die Robo- tersteuerung 61 steuert den Roboter 58 hierbei so an, dass das Applikationsgerät 59 jeweils entlang vorgegebener Be- schichtungsmittelbahnen über die Bauteiloberfläche 60 geführt wird, wobei die Beschichtungsmittelbahnen mäanderförmig ne- beneinander liegen.
Eine Besonderheit besteht hierbei darin, dass an dem Applikationsgerät 59 zusätzlich ein optischer Sensor 62 angebracht ist, der im Betrieb die Position und den Verlauf der vorange- gangenen Beschichtungsmittelbahn erfasst, damit die aktuelle Beschichtungsmittelbahn exakt an der vorangegangenen Beschichtungsmittelbahn ausgerichtet werden kann.
Figur 13 zeigt in stark vereinfachter Form eine Variante ei- ner erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung mit mehreren, vorzugsweise drei getrennten Beschichtungsmittelzuführungen 63-65, die jeweils eine Komponente des zu applizierenden Beschichtungsmittels zuführen. Die Beschichtungsmittelzuführungen 63-65 sind ausgangsseitig mit einem Mischer 66 verbunden, der die einzelnen Komponenten zu einem Beschichtungsmittelgemisch zusammenmischt, das dann einem Applikationsgerät 67 zugeführt wird. Die Mischung der verschiedenen Komponenten des Beschichtungsmittels erfolgt hierbei also vor der Applikation durch das Applikationsgerät 67. Die in Figur 13 gezeigte Komponente 3 ist optional.
Figur 14 zeigt in schematisierter Form ein Applikationsgerät 69, das Beschichtungsmittel bzw. einen zusammenhängenden Be- schichtungsmittelstrahl 70' mit einer Schwingung beaufschlagt. Aus der Beschichtungsmitteldüse 72 wird das Beschichtungsmittel bzw. ein zusammenhängender Beschichtungs- mittelstrahl 70' ausgegeben, der zwischen der Beschichtungsmitteldüse 72 und der Bauteiloberfläche 71 in Tropfen 70 zer- fällt. Die Pfeile F zeigen schematisch, dass das Beschich- tungsmittel bzw. der Beschichtungsmittelstrahl 70' an der Be- schichtungsmitteldüse 72 bzw. mittels dem die Beschichtungs- mitteldüse 72 aufweisenden Trägerelement mit der Schwingung, Frequenz und/oder der Instabilität beaufschlagt wird.
Darüber hinaus weist das Applikationsgerät 69 zumindest eine, vorzugsweise ein Vielzahl von Hüllstromdüsen 73 auf, welche die Beschichtungsmitteldüse 72 oder eine Vielzahl von Be- schichtungsmitteldüsen beispielsweise ringförmig umgeben und einen ringförmigen Hüllstrom abgeben, der die einzelnen Beschichtungsmitteltropfen 70 umgibt.
Zum Einen dient dies zur Abgrenzung der einzelnen Beschich- tungsmitteltropfen 70 und dazu, das abgegebene Beschichtungs- mittel und/oder die abgegebenen Beschichtungsmitteltropfen 70 zu schützen.
Zum Anderen kann der von der Hüllstromdüse 73 abgegebene Hüllstrom die Beschichtungsmitteltropfen 70 in Richtung auf die Bauteiloberfläche 71 lenken und dadurch vorteilhaft den Auftragswirkungsgrad verbessern.
Auf ähnliche Art und Weise können auch eine oder mehrere Lenkstrahldüsen, insbesondere Lenkluftdüsen vorgesehen werden, deren Lenkluft vorgesehen ist, das abgegebene Beschich- tungsmittel und/oder die abgegebenen Beschichtungsmitteltrop- fen zu schützen oder zu formen und/oder zu lenken. Auch weitere Funktionsdüsen zur Abgabe bestimmter Medien können vor- gesehen werden.
Figur 15 zeigt in stark vereinfachter Form ein Applikationsgerät 74 bei der Applikation zweier benachbarter Lackierbahnen, wobei die Position des Applikationsgeräts 74 in der ak- tuellen Lackierbahn ohne Apostroph bezeichnet ist, wohingegen die Position des Applikationsgeräts 14' in der vorangegangenen Lackierbahn mit einem Apostroph gekennzeichnet ist. Das Applikationsgerät 74 weist mehrere Beschichtungsmitteldü- sen 75 auf, die quer zur Bahnrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei im äußeren Bereich des Applikationsgeräts 74 weniger Beschichtungsmittel abgeben wird als im inneren Bereich. Im Ergebnis erzeugt das Applikationsgerät 74 auf der Bauteiloberfläche eine trapezförmige Schichtdickenverteilung 76. Dies ist vorteilhaft, weil sich die trapezförmige
Schichtdickenverteilung 76 dann mit der ebenfalls trapezförmigen Schichtdickenverteilung 76' der vorangegangenen Lackierbahn überlagert, was zu einer konstanten Schichtdicke führt. Figuren 20A und 21A zeigen mögliche Ausbildungen einer Beschichtungsmitteldüsenanordnung bzw. ein die Beschichtungs- mitteldüsen aufweisendes Trägerelement (Düsenplatte) , um das Prinzip der Schichtdickenverteilung zu erzielen. Figur 16 zeigt in vereinfachter Form eine erfindungsgemäße
Beschichtungseinrichtung, bei der die zu lackierenden Bauteile 77 entlang einem linearen Förderweg 78 durch eine Lackierkabine transportiert werden, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben wer- den muss.
Der Förderweg 78 wird hierbei von einem Portal 79 überspannt, wobei an dem Portal zahlreiche Applikationsgeräte 80 angebracht sind, die auf die Bauteile 77 auf dem Förderweg 78 ge- richtet sind und diese mit einem Beschichtungsmittel beschichten .
Figur 17 zeigt eine Abwandlung von Figur 10, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten die selben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht in der wesentlich größeren Packungsdichte der einzelnen Beschich- tungsmitteldüsen .
Figur 18 zeigt eine Abwandlung von Figur 17, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Auch hier besteht die Besonderheit darin, dass die Packungsdichte der einzelnen Beschichtungsmitteldüsen wesentlich grö- ßer ist.
Figuren 19A bis 19E zeigen verschiedene Längsschnitt-Formen von Beschichtungsmitteldüsen. Bei den in den Figuren 19A bis 19E gezeigten Längsschnitten kann es sich um Runddüsen oder Schlitzdüsen handeln.
Figur 19A zeigt eine zylindrische Düsenform bzw. eine konstante Düsenform. Figur 19B zeigt eine sich vorzugsweise zumindest zweimal aufweitende und wieder verjüngende Düsenform, insbesondere mit zumindest zwei Ausbauchungen 81 und zumindest einer Einschnürung 82, die zwischen den zumindest zwei Ausbauchungen 81 angeordnet ist, und vorzugsweise einem konstanten bzw. zylind- rischen Einlass und einem konstanten bzw. zylindrischen Aus- lass . Figur 19C zeigt eine Düsenform mit konisch zulaufendem bzw. verjüngendem Einlass und zylindrischem bzw. konstanten Aus- lass . Figur 19D zeigt eine Düsenform mit zylindrischem bzw. konstanten Einlass und vorzugsweise konisch aufweitendem Aus- lass .
Figur 19E zeigt eine Venturi- oder Laval-Düse.
Die Querschnitte der in den Figuren 19A bis 19E gezeigten Düsenformen sind vorzugsweise kreisförmig (Runddüsen) , können aber auch rechteckförmig (Schlitzdüsen) ausgebildet sein. Mit konstanter Düsenform bzw. konstantem Einlass und/oder Auslass ist ein im Wesentlichen gleichbleibender Querschnitt in
Längsrichtung der Beschichtungsmitteldüse gemeint.
Anzahl und Anordnung der Düsen der Applikationsgeräte 8, 9 sollten vorzugsweise so gestaltet sein, dass die zu beschich- tenden Flächen einheitlich, deckend und homogen beschichtet werden. Dazu kann das jeweilige Applikationsgerät 8, 9 sowohl mit Düsen einer Größe und Düsenform, als auch mit unterschiedlich großen Düsen oder unterschiedlichen Düsenformen ausgestattet sein. Die unterschiedlich großen Düsen können gleichmäßig verteilt sein oder in bestimmten Bereichen oder Formen gruppiert sein. Durch entsprechende Anordnung der Düsen eines Applikationsgeräts 8, 9 kann beim Beschichtungsvor- gang beispielsweise eine ideale Schichtdickenverteilung erzeugt werden.
Figur 20A zeigt schematisch eine Beschichtungsmitteldüsenan- ordnung BA, die eine Vielzahl von Beschichtungsmitteldüsen (schematisch dargestellt mittels der schwarzen Punkte) um- fasst. Die Beschichtungsmitteldüsenanordnung BA ist so vorge- sehen, dass sich eine Schichtdickenverteilung mit im Wesentlichen Gauß' scher Normalverteilung bildet. Insbesondere ist die Beschichtungsmitteldüsenanordnung BA so vorgesehen, dass deren Beschichtungsmitteldüsen einen Umriss U gemäß im We- sentlichen einer Gauß' sehen Normalverteilungskurve bilden und vorzugsweise über den Bereich U' (Fläche unter der Gaußkur- ve) , der von dem Umriss U umschlossen wird, verteilt sind. Jede weitere zur Überlappung geeignete Düsen-Anordnung (z.B. Trapez- oder Dreieck-Form) kann erzeugt werden. Der in Figur 20A gezeigte Pfeil zeigt die Vorschubrichtung des Applikationsgeräts 8 an.
Figur 20B zeigt schematisch einen Querschnitt durch die
Schichtdickenverteilung, die durch eine Beschichtungsmittel- düsenanordnung BA gemäß Figur 20A erzeugt wird. Der Querschnitt wird durch eine im Wesentlichen Gauß' sehe Normalverteilungskurve begrenzt, die im Wesentlichen dem Umriss U aus Figur 20A entspricht. Figur 20C zeigt schematisch eine andere Beschichtungsmittel- düsenanordnung BA, die ebenfalls eine Vielzahl von Beschichtungsmitteldüsen (schematisch dargestellt mittels der schwarzen Punkte) umfasst. Die Beschichtungsmitteldüsen bilden einen rechteckförmigen Umriss U und sind vorzugsweise über den Bereich U' ( rechteckförmige Fläche) , der von dem Umriss U umschlossen wird, z.B. matrixförmig verteilt. Eine derartige Anordnung ist vorteilhaft, um randscharf Beschichten zu können . Ferner ist eine Beschichtungsmittelanordnung (nicht gezeigt) möglich, bei der die Beschichtungsmitteldüsen einen kreisförmigen Umriss bilden und über eine kreisförmige Fläche verteilt sind. Ferner sind auch andere Anordnungen möglich. Figur 21A zeigt schematisch drei Beschichtungsmitteldüsenan- ordnungen BAI, BA2 und BA3, die unabhängig von einander ansteuerbar bzw. einstellbar (z.B. steuerbar oder regelbar) sind. Jede der Beschichtungsmitteldüsenanordnungen BAI, BA2 und BA3 hat eine Vielzahl von Beschichtungsmitteldüsen (schematisch dargestellt mittels der schwarzen Punkte) . Die äußere Beschichtungsmitteldüsenanordnung BAI ist so vorgesehen, dass deren Beschichtungsmitteldüsen einen dreieckförmigen Umriss bilden und vorzugsweise über den Bereich, der von dem drei- eckförmigen Umriss umschlossen wird, verteilt sind. Die mittlere Beschichtungsmitteldüsenanordnung BA2 ist so vorgesehen, dass deren Beschichtungsmitteldüsen einen rechteckförmigen Umriss bilden und vorzugsweise über den Bereich, der von dem rechteckförmigen Umriss umschlossen wird, verteilt sind. Die andere äußere Beschichtungsmitteldüsenanordnung BA3 ist so vorgesehen, dass deren Beschichtungsmitteldüsen einen drei- eckförmigen Umriss bilden und vorzugsweise über den Bereich, der von dem dreieckförmigen Umriss umschlossen wird, verteilt sind. Die drei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen BAI, BA2 und BA3 sind so vorgesehen, dass deren Beschichtungsmitteldüsen insgesamt einen trapezförmigen Umriss bilden. Die mittlere Beschichtungsmitteldüsenanordnung BA2 ist im Wesentlichen zur Flächenbeschichtung vorgesehen, wobei die zwei äußeren Beschichtungsmitteldüsenanordnungen BAI, BA3 im Wesentlichen zur Überlappungsbeschichtung vorgesehen sind. Die äußeren Be- schichtungsmitteldüsenanordnungen BAI, BA3 können auch jede andere zur Überlappung angepasste Düsenverteilung aufweisen.
Figur 21B zeigt schematisch einen Querschnitt durch die
Schichtdickenverteilung, die durch die drei Beschichtungsmit- teldüsenanordnungen BAI, BA2 , BA3 gemäß Figur 21A erzeugt wird, wenn alle drei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen BAI, BA2, BA3 applizieren. Der Querschnitt der Schichtdickenverteilung ist trapezförmig. Figur 21C zeigt ähnlich wie die Figur 15 drei benachbarte Lackierbahnen, die jeweils eine trapezförmige Schichtdickenverteilung 76', 76' ' und 76''' aufweisen. Dies ist vorteilhaft, weil sich die trapezförmigen Schichtdickenverteilungen entsprechend überlagern können, was zu einer im Wesentlichen konstanten Schichtdicke führt. Die mit Bezugszeichen 83 gekennzeichnete Linie zeigt die resultierende Schichtdicke. Wie erwähnt, ist die trapezförmige Ausbildung nur beispielhaft und kann jede andere bezüglich einer Überlappung angepasste Verteilung sein.
Weiter vorteilhaft ist an den in Figur 21A gezeigten Be- schichtungsmitteldüsenanordnungen BAI, BA2 und BA3, dass ins- besondere die äußeren Beschichtungsmitteldüsenanordnungen BAI und BA3 gesteuert werden können, z.B. eingeschaltet und ausgeschaltet werden können. Dadurch wird, wie in Figur 21D gezeigt, ein randscharfes Beschichten möglich, wie durch die mit Bezugszeichen 84 gekennzeichnete Kante gezeigt. Figur 21D zeigt einen Querschnitt einer Schichtdickenverteilung, die von der mittleren Beschichtungsmitteldüsenanordnung BA2 und der in Figur 21A rechts gezeigten äußeren Beschichtungsmit- teldüsenanordnung BA3 erzeugt wird, wobei die in Figur 21A links gezeigte Beschichtungsmittelanordnung BAI abgeschaltet ist und somit kein Beschichtungsmittel appliziert.
Es ist aber auch möglich, dass sich ein Applikationsgerät an einer durch Einzeldüsen erzeugten „Linie" auf der zu beschichtenden Fläche entlang „tastet" bzw. während des Appli- zierens einer Linie über die zu beschichtende Fläche bewegt wird, so dass keinerlei Überlappungen notwendig sind.
Ein bevorzugter Tropfenzerfall ist schematisch in Figur 22A gezeigt. Figur 22A zeigt einen aus einer Beschichtungsmittel- düse des Applikationsgeräts 8 (9) austretenden zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl 70' und insbesondere, wie der zusammenhängende, ausgegebene Beschichtungsmittelstrahl 70' aufgrund der eingekoppelten Schwingung und/oder Instabi- lität in Tropfen 70 zerfällt und zwar vorzugsweise basierend auf der sogenannten „Rayleigh-Instabilität" oder dem sogenannten „Rayleigh-Zerfall" . Das Applikationsgerät 8 (9) appliziert Tropfen 70, die im Wesentlichen gleich groß sind, wobei eine im Wesentliche diskrete oder homogene Tropfenver- eilung erzielt wird, wie in Figur 22A zu sehen ist. Die Pfeile F zeigen schematisch, dass das Beschichtungsmittel bzw. der Beschichtungsmittelstrahl 70' an der Beschichtungsmittel- düse bzw. mittels dem die Beschichtungsmitteldüse aufweisenden Trägerelement mit der Schwingung, Frequenz und/oder der Instabilität beaufschlagt wird.
Ein anderer bevorzugter Tropfenzerfall ist in stark vereinfachter Form in Figur 22C gezeigt. Figur 22C zeigt einen aus einer Beschichtungsmitteldüse des Applikationsgeräts 8 (9) austretenden zusammenhängenden im Wesentlichen flächigen Beschichtungsmittelstrahl (z.B. ein Beschichtungsmittelblatt bzw. eine Beschichtungsmittellamelle ; der Einfachheit halber auch mit dem Bezugszeichen 70' versehen), der aufgrund der eingekoppelten Schwingung und/oder Instabilität in Tropfen (der Einfachheit halber auch mit dem Bezugszeichen 70 versehen) zerfällt.
Der zusammenhängende flächige Beschichtungsmittelstrahl 70' zerfällt in eine Vielzahl von zertropfenden (im Wesentlichen eindimensionalen) Beschichtungsmittelstrahlen . Auch in Figur 22C zeigen die Pfeile F schematisch, dass das Beschichtungsmittel bzw. der Beschichtungsmittelstrahl 70' an der Beschichtungsmitteldüse bzw. mittels dem die Beschichtungsmit- teldüse aufweisenden Trägerelement mit der Schwingung, Frequenz und/oder der Instabilität beaufschlagt wird.
Figur 22B hingegen zeigt eine schematische Zerstäubung von Beschichtungsmittel gemäß Stand der Technik. Zu erkennen sind die unterschiedlich großen Beschichtungsmitteltropfen (der Einfachheit halber auch mit dem Bezugszeichen 70 versehen) und die nicht-homogene Tropfenverteilung, was zu einem erhöhten Overspray beiträgt.
Der Aufbau, das Prinzip und/oder die Wirkweise beispielhafter Tropfenerzeuger ist z.B. aus der DE 44 41 553 C2, der DE 10 2006 012 389 AI und den Veröffentlichungen „Atomization and Sprays, vol. 7, pp. 43-75, 1997, „METHODS AND TOOLS FOR AD- VANCED FUEL SPRAY PRODUCTION AND INVESTIGATION" , G. Brenn, F. Durst, D. Trimis, and M. Weclas" und „Atomization and Sprays, vol. 15, pp. 661-685, 2005, „CONTROL OF SPRAY FORMATION BY VIBRATIONAL EXCITATION OF FLAT-FAN AND CONICAL LIQUID
SHEETS", Günter Brenn, Zeljiko Prebeg and Dirk Rensink, Ale- xander L. Yarin" bekannt, deren Offenbarungen der vorliegenden Offenbarung in vollem Umfang zuzurechnen sind.
Es ist möglich, dass der jeweilige Schwingungserzeuger SE die Schwingung und/oder die Instabilität vorzugsweise über das Gehäuse des Applikationsgeräts 8 (9) in das Beschichtungsmittel einkoppelt. Zu diesem Zweck kann der Schwingungserzeuger SE z.B. als Quarzschwinger außen am jeweiligen Gehäuse der Applikationsgeräte 8, 9 angeordnet sein oder zumindest vorgesehen sein, diesen Bereich zu beaufschlagen, was in Figur 28 in stark vereinfachter Form dargestellt ist. Jedoch ist es alternativ oder ergänzend möglich, dass der Schwingungserzeuger in das jeweilige Applikationsgerät 8, 9 innenseitig integriert wird und das Beschichtungsmittel z.B. mittels
Schalls, mechanisch mittels physischer Kontaktierung oder mittels eines Piezo-Elements mit der Schwingung und/oder der Instabilität beaufschlagt, um die Tropfen entstehen zu lassen, was in Figur 28 in stark vereinfachter Form mittels dem mit SE' gekennzeichneten, gestrichelten Rechteck dargestellt ist .
Der zu zertropfende zusammenhängende bzw. kontinuierliche Be- schichtungsmittelstrahl kann auf unterschiedliche Art und Weise bereitgesellt werden. Die Figuren 23A bis 23E zeigen schematisch verschiedene Beschichtungsmittelstrahlen (der
Einfachheit halber alle ebenfalls mit dem Bezugszeichen 70' versehen) , die aus einer Beschichtungsmitteldüse (nicht gezeigt in Figuren 23A bis 23E) ausgegeben werden, und jeweilige Sprühstrahlquerschnitte 70' '.
Figur 23A zeigt einen (im Wesentlichen eindimensionalen) Vollstrahl, der erfindungsgemäß so beaufschlagt werden kann, dass er in Tropfen zerfällt. Figur 23B zeigt einen im Wesentlichen flächigen Strahl (z.B. ein Beschichtungsmittelblatt bzw. eine Beschichtungsmittella- melle) in Form eines Flach- und/oder Schichtstrahls bzw. eines dreieckförmigen Strahls, der erfindungsgemäß so beaufschlagt werden kann, dass er in Tropfen zerfällt und/oder in eine Vielzahl in Tropfen zerfallende (vorzugsweise im Wesentlichen eindimensionale) Beschichtungsmittelstrahlen zerfällt.
Figur 23C zeigt einen Hohlkegelstrahl, Figur 23D einen Vollkegelstrahl und Figur 23E einen Hohlzylinderstrahl, die eben- falls erfindungsgemäß so beaufschlagt werden können, dass sie in Tropfen zerfallen und/oder in eine Vielzahl in Tropfen zerfallende (vorzugsweise im Wesentlichen eindimensionale) Beschichtungsmittelstrahlen zerfallen . Es ist auch möglich, nicht nur kreisförmige sondern auch im Wesentlichen rechteckförmige Sprühstrahlquerschnitte zu erzeugen . Die Figuren 24A und 24B zeigen in stark vereinfachter Form jeweils ein Applikationsgerät 8 (9). Jedes Applikationsgerät 8 (9) weist eine Vielzahl von Beschichtungsmitteldüsen in einer Ebene auf. Die Figuren 25A und 25B zeigen in stark vereinfachter Form jeweils ein anderes Applikationsgerät 8 (9). Jedes Applikationsgerät 8 (9) weist eine Spalt- bzw. Schlitzdüse auf.
Figuren 26A und 26B zeigen in stark vereinfachter Form je- weils ein wiederum anderes Applikationsgerät 8 (9). Jedes Applikationsgerät 8 (9) weist eine kreisförmige bzw. konische Düse auf.
Bei den in den Figuren 24A, 25A und 26A gezeigten Applikati- onsgeräten erfolgt keine Beaufschlagung des Beschichtungsmit- tels bzw. des Beschichtungsmittelstrahls 85 mit einer Schwingung und/oder einer Instabilität, weshalb die Beschichtungs- mittelstrahlen 85 nicht in Tropfen zerfallen. Bei den in Figuren 24B, 25B und 26B gezeigten Applikationsgeräten erfolgt hingegen eine Beaufschlagung des Beschichtungs- mittels bzw. des Beschichtungsmittelstrahls 86 mit einer Schwingung und/oder einer Instabilität, weshalb die Beschich- tungsmittelstrahlen 86 in Tropfen zerfallen. In Figur 25B und 26B müssten an sich deutlich mehr Tropfenstrahlen 86 abgebildet sein, wovon jedoch abgesehen wurde, weil sie dann nicht mehr zu erkennen wären. Die Figuren 27A, 27B und 27C zeigen schematische Darstellungen von Querschnitten verschiedener Applikationsgeräte, insbesondere im Bereich eines Trägerelements für eine Düsenplatte und/oder mehrere Beschichtungsmitteldüsen . Insbesondere kann ein Trägerelement 89 und eine Beschichtungsmittelzufüh- rung 87 gesehen werden, die in dem Trägerelement 89 mündet. Vorzugsweise weitet sich die Beschichtungsmittelzuführung 87 in Strömungsrichtung des Beschichtungsmittels (siehe Pfeil in Figur 27A) bzw. zur zumindest einen Beschichtungsmitteldüse hin auf, um eine oder mehrere Beschichtungsmitteldüsen mit Beschichtungsmittel versorgen zu können.
Das Applikationsgerät kann zumindest einen Entgasungsstutzen und/oder einen Rückführleitungsanschluss bzw. eine Entga- sungsöffnung 88 aufweisen, wie in den Figuren 27B und 27C gezeigt. In Figur 27B ist der Entgasungsstutzen bzw. der Rück- führleitungsanschluss 88 an der Beschichtungsmittelzuführung 87 oder zumindest benachbart zu dieser angeordnet, wohingegen in Figur 27C der Entgasungsstutzen bzw. der Rückführleitungs- anschluss 88 benachbart zu den Beschichtungsmitteldüsen, benachbart zu dem Trägerelement oder an dem Trägerelement angeordnet sein kann.
Figur 28, die bereits weiter oben erwähnt wurde, zeigt das Applikationsgerät 8 (9), das eine Vielzahl von zunächst zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahlen 70' erzeugt, die aufgrund der mittels des Schwingungserzeugers SE bzw. SE1 erzeugten Schwingung und/oder der Instabilität in Tropfen 70 zerfallen. Das in Figur 28 gezeigte Applikationsgerät 8 um- fasst ferner ein System zur elektrostatischen Beschichtungs- mittelaufladung mit Hochspannung, vorzugsweise ein elektrostatisches Beschichtungsmittelaufladungssystem zur Außenaufladung AA des (ausgegebenen) Beschichtungsmittels. Das Beschichtungsmittelaufladungssystem AA kann mehrere Finger- elektroden oder einen Elektrodenring, in dem eine Vielzahl von Elektroden eingebettet sind, umfassen. Die Fingerelektroden, der Elektrodenring und/oder die Elektroden E sind vorzugsweise außerhalb des Gehäuses des Applikationsgeräts 8 an- geordnet, wobei insbesondere die Elektroden E gleichmäßig um das Applikationsgerät 8 herum positioniert sind, um das aus der zumindest einen Beschichtungsmitteldüse ausgegebene Be- schichtungsmittel aufzuladen. Es ist auch möglich, ein elektrostatisches Beschichtungsmit- telaufladungssystem zur Direktaufladung DA des (noch nicht ausgegebenen) Beschichtungsmittels vorzusehen, was in Figur 28 durch das mit dem Bezugszeichen DA gekennzeichnete gepunktete Rechteck angedeutet ist. Hierbei läuft das Beschich- tungsmittel, das noch nicht ausgegeben wurde, an zumindest einer im innern des Applikationsgeräts 8 integrierten Elektrode vorbei, um aufgeladen zu werden. Das Beschichtungsmit- telaufladungssystem AA, DA ist konfiguriert und angeordnet, um eine verbesserte Abscheidung, eine verbesserte Beschich- tungsmittelausbeute und/oder einen verbesserten Auftragswirkungsgrad zu erzielen.
Figur 29 zeigt mehrere, vorzugsweise drei Applikationsgeräte 8 mit mehreren, vorzugsweise zwei komplett voneinander ge- trennten Beschichtungsmittelzuleitungen mit jeweiligem Farbwechsler A, B, damit während der eine Farbwechsler bzw. die eine Beschichtungsmittelzuleitung das Beschichtungsmittel zu den Applikationsgeräten 8 führt, der andere Farbwechsler bzw. die andere Beschichtungsmittelzuleitung vorbereitet werden kann. Es wird also entweder über den ersten Farbwechsler A oder über den zweiten Farbwechsler B appliziert. An die Beschichtungsmittelzuleitungen zwischen den Applikationsgeräten 8 und den jeweiligen Farbwechslern A, B kann jeweils eine Rückführleitung RFA, RFB angeschlossen sein. Figur 30 zeigt ein Applikationsgerät 8 mit zwei komplett voneinander getrennten Beschichtungsmittelzuleitungen mit jeweiligem Farbwechsler A, B, damit während der eine Farbwechsler bzw. die eine Beschichtungsmittelzuleitung das Beschichtungs- mittel zu den Applikationsgeräten 8 führt, der andere Farbwechsler bzw. die andere Beschichtungsmittelzuleitung vorbereitet werden kann. An die Beschichtungsmittelzuleitungen zwischen dem Applikationsgerät 8 und dem jeweiligen Farb- Wechsler A, B kann jeweils eine Rückführleitung RFA, RFB angeschlossen sein. Auch hier wird entweder über den ersten Farbwechsler A oder über den zweiten Farbwechsler B appliziert.
Figur 31 zeigt ein Applikationsgerät 8 mit zwei getrennten Beschichtungsmittelzuleitungen und integrierter Umschaltung, um einzustellen, von welcher der mehreren Beschichtungsmittelzuleitungen und/oder von welchem der mehreren Farbwechsler A, B das Beschichtungsmittel ausgegeben wird. Die zwei Beschichtungsmittelzuleitungen sind komplett voneinander getrennt, münden in dem Applikationsgerät 8 und weisen jeweils einen Farbwechsler A, B auf. Ähnlich wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß Figuren 29 und 30 können auch hier Rückführleitungen RFA, RFB zwischen jeweiligem Farbwechsler A, B und dem Applikationsgerät 8 vorgesehen werden, wobei auch hier entweder über den ersten Farbwechsler A oder über den zweiten Farbwechsler B appliziert wird.
Die vorstehenden bevorzugten Ausführungsbeispiele können be- liebig miteinander kombiniert werden. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fal- len. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand der Unteransprüche unabhängig von dem Gegenstand der in Bezug genommenen und vorgeordneten Ansprüche.
Bezugszeichenliste:
1 Förderer
2 Lackierkabine
3 Lackierroboter
4 Lackierroboter
5 Plenum
6 Decke
7 Auswaschung
8 Applikationsgerät
9 Applikationsgerät
10 Luftabsaugung
11 Filterdecke
13 Farbwechsler
16.1-16.6 Beschichtungsmitteldüsen
17 Farbwechsler
28.1-28.4 Düsenreihen
29 Beschichtungsmitteldüsen
30 Farbwechsler
31 Mischer/BeschichtungsmittelZuleitung 34 Düsenanordnung
35.1-35.7 Düsenreihen
36 Beschichtungsmitteldüsen
37 Düsenanordnung
38.1-38.5 Düsenreihen
39.1-39.4 Düsenreihen
46 Applikationsgeräteanordnung
47-50 Applikationsgeräte
51 Bauteil
58 Roboter
59 Applikationsgerät
60 Bauteiloberfläche
61 Robotersteuerung
62 Sensor
63 Beschichtungsmittelzuführung 66 Mischer
67 Applikationsgerät
69 Applikationsgerät
0 Beschichtungsmitteltropfen
0' Beschichtungsmittelstrahl
0'' Querschnitt durch Beschichtungsmittelstrahl 1 Bauteiloberfläche
72 Beschichtungsmitteldüse
73 Hüllstromdüse
74, 74' Applikationsgerät
75, 75' Beschichtungsmitteldüsen
76, 76', 76'' Schichtdickenverteilung
77 Bauteile
78 Förderer
79 Portal
80 Applikationsgeräte
81 Ausbauchung
82 Einschnürung
83 Schichtdicke
84 randscharfe Beschichtungskante
85 nicht zertropfender Beschichtungsmittelstrahl
86 zertropfender Beschichtungsmittelstrahl
87 Beschichtungsmittelzuführung
88 Entgasungsstut zen/Entgasungsöffnung/Rückführung
89 Trägerelement
BA Beschichtungsmitteldüsenanordnung
U Umriss
U' von Umriss umschlossener Bereich
RFA, RFB Rückführungen/Rückführleitungen
SE, SE' Schwingungserzeuger

Claims

ANSPRÜCHE 1. Beschichtungseinrichtung zur Beschichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen und/oder Kraftfahrzeuganbauteilen mit einem Lack, umfassend zumindest ein Applikationsgerät (8, 9) zum Ausgeben des Beschichtungsmittels aus mindestens einer Beschichtungsmitteldüse (16.1-16.6; 29; 36), dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsgerät (8, 9) vorgesehen ist, das Beschichtungsmittel und/oder zumindest einen Beschichtungsmittelstrahl mit einer Schwingung zu beaufschlagen, um das Beschichtungsmittel und/oder den zumin- dest einen Beschichtungsmittelstrahl (70') in Tropfen (70) zerfallen zu lassen.
2. Beschichtungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsgerät (8, 9) vorgesehen . ist, zumindest einen zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl (70 ') auszugeben, der zwischen der Beschichtungsmitteldüse und dem Bauteil in Tropfen (70) zerfällt.
3. Beschichtungseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Beschichtungsmittelstrahl ein im Wesentlichen eindimensionaler Strahl oder ein im Wesentlichen flächiger Strahl oder ein Flüssigkeitsblatt oder ein Hohlzylinderstrahl ist.
4. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Applikationsgerät (8, 9) eingangsseitig an einen Mischer (31) angeschlossen ist.
5. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsgerät (8, 9) zumindest einen Schwingungserzeuger (SE, SE ' ) umfasst, der vorgesehen ist, das Beschichtungsmittel und/oder den Beschichtungsmittelstrahl (70') mit einer Schwingung zu beaufschlagen, insbesondere
über das Gehäuse des Applikationsgeräts (8, 9) ;
und/oder
über das die zumindest eine Beschichtungsmitteldüse aufweisende Trägerelement und/oder die Beschichtungsmitteldüse .
6. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung mittels eines Piezo-Elements erzeugbar ist.
7. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsgerät (8, 9) vorgesehen ist,
- Tropfen (70) von im Wesentlichen gleichem Durchmesser zu erzeugen; oder
eine festgelegte Mischung bestimmter Tropfengrößen zu erzeugen .
8. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Beschichtungsmitteldüse im Wesentlichen kreisförmig ist oder schlitzförmig ist und einen Durchmesser oder eine
Schlitzbreite aufweist von
- zwischen ungefähr 5 ym bis 300 ym;
zwischen ungefähr 10 ym bis 150 ym;
zwischen ungefähr 10 ym bis 80 ym. 9. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Applikationsgerät (8,
9) mehrere Beschichtungsmitteldüsen (29) aufweist, die in mehreren Düsenreihen (28.1-28.4) angeordnet sind, insbesondere matrixförmig in Zeilen und Spalten.
10. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
ein mehrachsiger Beschichtungsroboter oder eine Maschine, insbesondere eine Dachmaschine und/oder eine Seitenmaschine, vorgesehen ist, um das Applikationsgerät (8, 9) relativ zum Bauteil zu bewegen; und/oder
ein mehrachsiger Handhabungsroboter und/oder ein Förderweg vorgesehen ist, um das Bauteil relativ zum Applikationsgerät (8, 9) zu bewegen.
11. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsgerät (8, 9)
zumindest eine Beschichtungsmitteldüsenanordnung oder eine Vielzahl von Beschichtungsmitteldüsenanordnungen (BAI, BA2, BA3) mit jeweils einer Vielzahl von Beschichtungsmitteldüsen umfasst; und/oder
zumindest zwei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen (BAI, BA2 , BA3) umfasst, die unabhängig voneinander angesteuert und unabhängig voneinander mit Beschichtungsmittel versorgt werden können; und/oder
zumindest zwei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen in unterschiedlichen Ebenen angeordnet sind; und/oder zumindest zwei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen eine zum Bauteil im Wesentlichen komplementäre Form aufweisen, um zu ermöglichen, dass das Bauteil ohne Umorien- tierung des Applikationsgeräts (8, 9) beschichtet werden kann; und/oder zumindest zwei Beschichtungsmitteldüsenanordnungen rela tiv zueinander in mindestens einer Achse schwenkbar sind .
12. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest drei unabhängig von einander ansteuerbare Beschichtungsmitteldüsenanordnungen (BAI, BA2, BA3) vorgesehen sind, wobei die äußeren Beschichtungsmit- teldüsenanordnungen (BAI, BA3) zur Erzeugung einer ü- berlappungsoptimierten Schichtdickenverteilung vorgesehen sind und die innere Beschichtungsmitteldüsenan- ordnung zur Erzeugung einer im Wesentlichen homogenen Schichtdickenverteilung vorgesehen ist; und/oder zumindest eine äußere Beschichtungsmitteldüsenanord- nung (BAI, BA3) abgeschaltet werden kann, um ein randscharfes Beschichten zu ermöglichen.
13. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschich- tungsmitteldruck und/oder der Dosierdruck, mit dem das Be- schichtungsmittel dem Applikationsgerät (8, 9) und/oder dem Bauteil zugeführt wird, steuerbar ist.
14. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der folgenden Parameter einstellbar ist:
Ausstoßgeschwindigkeit des Beschichtungsmittels ;
Amplitude der Schwingung;
Frequenz der Schwingung.
15. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf dem Weg zum Bauteil die Beschichtungs- mitteltropfen eines Beschichtungsmittelstrahls nicht vereinen; oder
dass sich Beschichtungsmitteltropfen aus einem ersten Beschichtungsmittelstrahl nicht mit Beschichtungsmit- teltropfen aus einem anderen zweiten Beschichtungsmittelstrahl vereinen.
16. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschich- tungsmitteldüse und/oder die Beschichtungsmitteldüsenanord- nung (BAI, BA2 , BA3) an einem Trägerelement angeordnet ist, und vorzugsweise das Trägerelement mittels einer Schnellwechselvorrichtung auswechselbar an dem Applikationsgerät (8, 9) befestigt ist.
17. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungseinrichtung zumindest eines der folgenden Teile umfasst und/oder das Applikationsgerät (8, 9) mit zumindest einem der folgenden Teile in Wirkverbindung steht oder in Wirkverbindung bringbar ist:
zumindest einer Dosiereinrichtung, vorzugsweise zumindest eine Dosierpumpe oder zumindest ein Kolbendosie- rer;
zumindest ein Farbwechsler;
zumindest ein Mischer für Zwei- oder Mehr-Komponenten- Lacke oder unterschiedliche Beschichtungsmittel .
18. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsgerät (8, 9)
zumindest eine Hüllstromdüse aufweist, die vorgesehen ist, einen Hüllstrom aus Luft oder einem anderen Gas ab- zugeben, mit dem das ausgegebene Beschichtungsmittel umhüllt werden kann; und/oder
zumindest eine Lenkluftstromdüse aufweist, die vorgesehen ist, um einen Lenkluftstrom aus Luft oder einem anderen Gas abzugeben, mit dem der ausgegebene Beschich- tungsmittelstrahl beeinflusst werden kann; und/oder mehrere Hüllstrom- und/oder Lenkluftstromdüsen aufweist, die in einem oder mehreren Ringen oder Teilringen um die zumindest eine Beschichtungsmitteldüse und/oder Be- schichtungsmitteldüsenanordnung angeordnet sind;
und/oder
mehrere Hüllstrom- und/oder Lenkluftstromdüsen aufweist, die sich in einer im Wesentlichen geradlinigen Anordnung entlang zumindest einer oder aller Seiten der Beschich- tungsmitteldüsenanordnung erstrecken .
19. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass
ein erster Schwingungserzeuger (SE, SE1) vorgesehen ist, um das Beschichtungsmittel für zumindest eine erste Beschichtungsmitteldüse und/oder Beschichtungs- mitteldüsenanordnung zu beaufschlagen; und
ein anderer zweiter Schwingungserzeuger (SE, SE') vorgesehen ist, um das Beschichtungsmittel für zumindest eine andere Beschichtungsmitteldüse und/oder andere Beschichtungsmitteldüsenanordnung zu beaufschlagen.
20. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel ein Automobillack, ein Basislack, ein Klarlack, ein Effektlack, ein Mica-Lack, ein Metalliclack, ein wasserbasierter Lack oder ein lösemittelbasierter Lack ist und vorzugsweise die festen Lackpartikel eine Partikelgröße von größer als ungefähr 4 μπι, 5 μιη oder 6 m aufweisen.
21. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Applikationsgerät (8, 9) eine Flächenbeschich- tungsleistung von mindestens lm2/min, 2m2/min, 3m2/min 4m2/min oder 5m2 /min erzielt; und/oder
das Applikationsgerät (8, 9) einen Beschichtungsmit- telausstoß von mindestens 50 ml/min, 100 ml/min, 150 ml/min, 200 ml/min, 300 ml/min, 400 ml/min oder 500 ml/min erzielt.
22. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass dem Applikationsgerät (8, 9) mindestens ein Farbwechsler (13) zugeordnet ist, der ausgangsseitig mit dem Applikationsgerät (8, 9) verbunden ist und ein- gangsseitig mit verschiedenen Beschichtungsmitteln versorgbar ist, so dass der Farbwechsler (13) eines der Beschichtungsmittel auswählen und das Applikationsgerät (8, 9) mit dem ausgewählten Beschichtungsmittel speisen kann, und/oder
dass der Farbwechsler (13) einen Spül- /Lösemittelanschluss und/oder einen Pulsluftanschluss aufweist, um das Applikationsgerät (8, 9) mittels Spül- /Lösemittel und/oder Pulsluft reinigen zu können;
und/oder
der Farbwechsler ein Andock-Farbwechsler ist, der über eine Linear oder Rotationsbewegung an die jeweilige Be- schichtungsmittelzuleitung andockbar ist.
23. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschich- tungsmitteldüsen (29) der verschiedenen Düsenreihen (28.1- 28.4) und/oder das Applikationsgerät (8, 9) gemeinsam von einem Farbwechsler (30) gespeist werden.
24. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Beschichtungsmitteldüsen (29) der verschiedenen Düsenreihen (28.1-28.4 ) gemeinsam mit einer Be- schichtungsmittelzuleitung (31) verbunden sind, über die das zu applizierende Beschichtungsmittel zuführbar ist, und/oder
dass die gemeinsame Beschichtungsmittelzuleitung (31) von einem Farbwechsler und/oder einem Mischer speisbar ist .
25. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Applikationsgerät vorgesehen ist, das von mehreren getrennten Beschichtungsmittelzulei- tungen, denen jeweils ein Farbwechsler oder eine Do- siereinrichtung zugeordnet ist, speisbar ist; und/oder dass zumindest ein Applikationsgerät eine integrierte Umschalteinrichtung umfasst, um einzustellen, von welcher der mehreren Beschichtungsmittelzuleitungen und/oder von welchem der mehreren Farbwechsler das Be- schichtungsmittel ausgegeben wird.
26. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrostatisches Beschichtungsmittelaufladungssystem zur Erhöhung des Auftragswirkungsgrads und/oder der Beschichtungsmittelausbeu- te vorgesehen ist, insbesondere ein Außenaufladungssystem (AA) und/oder ein Direktaufladungssystem (DA) , wobei vorzugsweise das Außenaufladungssystem (AA) eine Vielzahl von Außen- elektroden (E) umfasst, und/oder das Direktaufladungssystem (DA) eine oder mehrere Innenelektroden umfasst.
27. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Beschichtungsmitteldüse, insbesondere deren Längs- oder Querschnitt,
zylinderförmig ausgebildet ist; oder
zumindest zwei Ausbauchungen (82) mit einer dazwi- schenliegenden Einschnürung (81) umfasst; oder
konisch verjüngend mit zylinderförmigem Auslass ausgebildet ist; oder
konisch aufweitend mit zylinderförmigem Einlass ausgebildet ist; oder
- eine Laval- oder Venturi-Düse ist.
28. Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsgerät (8, 9) zumindest eine Rückführung für Beschichtungsmittel , Pulsluft und/oder Spül-/Reinigungsmittel umfasst, vorzugsweise in der Beschichtungsmittelzufuhr für die Beschichtungsmitteldüse und/oder dem Trägerelement eine Entgasungsöffnung und/oder eine Rückführung für Beschichtungsmittel, Pulsluft und/oder Spül-/Reinigungsmittel angeordnet ist.
29. Beschichtungsverfahren zur Beschichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen und/oder Anbauteilen mit einem Lack, vorzugsweise mit einer Beschichtungseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Applikationsgerät (8, 9) das Beschichtungsmittel aus mindestens einer Beschichtungsmitteldüse (16.1-16.6; 29; 36) ausgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsgerät (8, 9) das Beschichtungsmittel und/oder zumindest einen Beschichtungsmittelstrahl mit einer Schwingung beaufschlagt, um das Beschichtungsmittel und/oder den zumindest einen Beschichtungsmittelstrahl (70') in Trop- fen (70) zerfallen zu lassen.
30. Beschichtungsverfahren gemäß Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Applikationsgerät (8, 9) zumindest einen zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl (70') aus- gibt, der zwischen der Beschichtungsmitteldüse und dem Bauteil in Tropfen (70) zerfällt.
31. Beschichtungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schwin- gungserzeuger (SE, SE') das Beschichtungsmittel und/oder den zumindest einen Beschichtungsmittelstrahl (70')
über das Gehäuse des Applikationsgeräts (8, 9) ;
und/oder
über das die Beschichtungsmitteldüse aufweisende Trä- gerelement;
beaufschlagt .
32. Beschichtungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung mittels eines Piezo-Elements erzeugt wird.
33. Beschichtungsverfahren gemäß einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass
das Applikationsgerät (8, 9) Tropfen (70) von im e- sentlichen gleichem Durchmesser erzeugt; oder
eine festgelegte Mischung bestimmter Tropfengrößen erzeugt .
34. Lackierkabine, umfassend eine Beschichtungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1-28.
35. Lackierkabine nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackierkabine keine Auswaschung aufweist.
PCT/EP2011/002265 2010-05-06 2011-05-06 Beschichtungseinrichtung mit zertropfendem beschichtungsmittelstrahl WO2011138048A1 (de)

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