WO2013110466A1 - Lackierkabine mit einer beschichtungsmittelleitung und entsprechendes herstellungsverfahren für die beschichtungsmittelleitung - Google Patents

Lackierkabine mit einer beschichtungsmittelleitung und entsprechendes herstellungsverfahren für die beschichtungsmittelleitung Download PDF

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WO2013110466A1 PCT/EP2013/000226 EP2013000226W WO2013110466A1 WO 2013110466 A1 WO2013110466 A1 WO 2013110466A1 EP 2013000226 W EP2013000226 W EP 2013000226W WO 2013110466 A1 WO2013110466 A1 WO 2013110466A1
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coating
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Andreas Collmer
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Definitions

  • the invention relates to a painting booth with a coating agent line for passing a coating agent, in particular in a painting installation with an electrostatic coating agent charge. Furthermore, the invention relates to a corresponding manufacturing method for producing such a coating agent line.
  • Modern painting systems for painting motor vehicle body components generally have an electrostatic coating ⁇ charging the coating electrostatically charges the paint to be applied so that the paint adheres better to the vehicle body component to be painted, which is therefore electrically grounded.
  • the actual painting is performed in this case as a rule by painting robots within a painting booth, wherein the La ⁇ ckierroboter be powered by coating medium lines with the to be applied.
  • These coating agents leads lead from a paint supply located outside the paint booth to the atomizer on the painting robot, wherein the painting robot additionally carries a high-voltage cascade in order to electrostatically charge the paint to be applied.
  • the high voltage required for electrostatic coating agent charging within the paint booth generally involves a risk potential, so that a fire protection device (eg sprinkler system, CC> 2 extinguishing system, fire protection sensor) is installed inside the spray booth, which can intervene in case of fire to prevent it in that the high voltage of the electrostatic coating agent charging causes fire or other damage.
  • a fire protection device eg sprinkler system, CC> 2 extinguishing system, fire protection sensor
  • these conventional painting plants is usually a ground interface, which is located inside the paint booth, or at least to the cabin wall and the coating medium lines electrically there he ⁇ det. This prevents the high voltage potential applied to the coating medium line inside the paint booth from passing outward along the coating medium line, which could lead to a fire or other disturbance there. This is all the more remarkable because the fire protection device is disposed within the spray booth and therefore can only access those high-voltage incidents that occur within the spray booth.
  • the above-mentioned conventional grounding interfaces for coating lines usually have so-called grounding bulkheads, which are associated with various disadvantages.
  • grounding interfaces require a large number of hose connections, via which the electrostatically charged coating agent connects to the Each grounding robot may require up to 56 hose fittings.
  • additional components are required for mechanical attachment of the conventional earthing interfaces, such as angle plates, bulkhead plates, bulkhead screw connections, strain reliefs, covers, foils, etc.
  • the invention is therefore based on the object to provide an improved possibility for electrical grounding of a coating agent line in a paint booth.
  • the invention comprises a complete painting booth for loading coating components, in particular for painting motor vehicle body parts, wherein the spray booth comprises a coating medium line, which supplies a located inside the paint booth application device (eg rotation ⁇ atomizer) with the to be applied coating agent.
  • the coating agent line is guided through a cabin wall of the spray booth from a cabin exterior into a cabin interior, wherein a potential ⁇ compensation element within the coating agent line from the cabin exterior through the cabin wall extends through, so that the free end of the equipotential ⁇ elements and so that the starting point of the grounding interface is located in the cabin interior. This is advantageous because then in the cabin exterior space on additional fire protection can be dispensed with, since then there is no high voltage potential.
  • the invention provides a coating medium line (eg hose line), which is suitable for passing a coating agent (eg paint) in a coating plant, in particular in a paint shop with an electrostatic coating agent charge.
  • the coating agent line according to the invention in accordance with the prior art, has a hollow conduit interior for passing the coating agent and a conduit wall surrounding the hollow conduit interior.
  • the coating medium line according to the invention has an electrically conductive equipotential bonding element (eg a grounding element) in order to electrically connect the coating agent (eg paint) located in the hollow line interior of the coating agent line to a reference potential (eg earth potential or ground potential), wherein the equipotential bonding element extends in the axial direction along the Be ⁇ coating medium line.
  • the potential compensation element is not integrated into the conduit wall of the coating agent line, but in the pipe inner space disposed separately from the line ⁇ wall.
  • the equipotential bonding element (eg grounding element) is elongate and connected at one end to the reference potential (eg earth or ground potential) and projects axially with its opposite free end into the line interior of the coating agent line.
  • the equipotential bonding element according to the invention is thus preferably lance-shaped and can therefore also be referred to as a grounding lance.
  • the electrically grounded equipotential bonding member protrudes with its free end in the direction of flow into the coating agent conduit, so that the coating agent column is electrically grounded upstream of the free end of the equipotential bonding element, whereas the voltage of the coating agent in the coating agent column is downstream of the free end of the equipotential bonding element increases substantially linearly with respect to the distance from the free end of the equipotential bonding element.
  • the free end of the potential equalization element thus forms a starting point of the grounding interface according to the invention and should therefore remain as possible at a constant position during operation. In operation, however, different forces can act on the free end of the equipotential bonding element and thereby cause a shift of the free end of the equipotential bonding element.
  • the OF INVENTION ⁇ dung proper potential compensating element is preferably designed such that the axial length of the equipotential bonding element is independent of the direction of flow of the coating agent of the coating medium line. Representation beyond the potential compensation element preferably in the axial direction is not compressible, ie, the potential compensation element is in the axial direction preferably We ⁇ sentlichen rigid. Furthermore, it should be mentioned that the coating agent line is usually passed through a highly mobile painting robot and is therefore subjected to dynamic bending during operation, which also applies to the potential compensation element located in the coating medium line.
  • the equipotential bonding element is therefore preferably flexible, in particular flexurally elastic.
  • the potential equalization element in the preferred embodiment of the invention consists of an electrically conductive material.
  • the equipotential bonding element is massively made of an electrical material.
  • the potential equalization element consists of any material which may also be electrically insulating, wherein the equipotential bonding element is then provided at least with an electrically conductive coating.
  • the equipotential bonding element in the preferred embodiment consists of a solvent-resistant and paint-resistant material, since the equipotential bonding element is exposed during operation to solvents and paints.
  • the equipotential ⁇ element therefore consist of stainless steel (VA steel).
  • the potential equalization ⁇ element extends in the preferred embodiment of the invention, only over part of the length of the coating agent line, since the coating center column within the coating medium line at the high voltage side of the coating medium line is not to be electrically grounded.
  • the potential equalization element over a length of more than 50 cm, I m, 1.50 m, 2 m and / or over a length of less than 10 m, 9 m, 8 m, 7 m, 6 m, 5 m , 4 m or 3 m.
  • Decisive for the extension of the equipotential bonding element within the scope of the invention is the desired position of the starting point of the grounding interface, ie the free end of the equipotential bonding element. management.
  • the starting point of the grounding interface should be within the spray booth, since only then located within the spray booth fire protection device can engage in a high-voltage incident.
  • the starting point of the grounding interface should be outside the spray booth, additional fire protection equipment would be required outside the spray booth.
  • the equipotential bonding element is thus cut to length so that the free end of the equipotential bonding element is located inside the paint booth.
  • the equipotential bonding element is simply a wire that protrudes into the coating medium line.
  • Another possibility for the technical realization of the equipotential bonding element consists of a helical spiral which projects into the coating medium line.
  • the invention is not limited to the two aforementioned examples with regard to the technical realization of the equipotential bonding element.
  • the coating agent line itself, it should be mentioned that the coating agent line is preferably flexible, in particular flexurally elastic.
  • the coating agent line according to the invention may therefore be a conventional coating agent tube, as is known per se from the prior art and therefore does not need to be described in detail.
  • the conduit wall of the coating agent line according to the invention can consist partly or completely of an electrically insulating material in order smnenraum located and partially electrostatically aufa dene coating agent to the outside electrically isolie ren.
  • the conduit wall of the coating-medium line consists, at least in its interior, of a solvent-resistant and paint-resistant material, which of course is self-evident.
  • the potential equalization element according to the invention is preferably a grounding element, wherein the reference potential is a ground potential or a ground potential.
  • the invention also claims protection for corresponding coating agent lines in which the equipotential bonding element charges the coating agent within the coating medium line to a different reference potential, for example to a high-voltage potential.
  • a ground-side connection element is additionally provided, since it is electrically grounded and connected to the ground side with the coating medium line.
  • a voltage-side connection element is preferably provided which is at a high voltage potential and is connected to the high-voltage side of the coating agent line.
  • connection between the connection elements and the coating medium line can take place, for example, by a screw connection, as are known, for example, from patent patent application DE 103 13 063 A1. It has already been explained above that the erfindungsge Permitted coating medium line offers the possibility to arrange the starting point of the grounding interface flexible within the spray booth.
  • the painting booth according to the invention preferably has an electrostatic coating agent charge which charges the coating agent electrostatically by direct charging, which is known per se from the prior art and therefore does not need to be described in detail.
  • the paint booth according to the invention comprises preference as a fire protection device which is installed in the cabin interior of the spray booth, in particular with a sprinkler system, a carbon dioxide extinguishing system and / or a fire protection sensor.
  • the painting of the components is carried out in the painting booth preferably by a conventional painting robot having a plurality of movable robot members, the coating agent pipe being guided by the movable robot members to the application apparatus (e.g., rotary atomizer)
  • the application apparatus e.g., rotary atomizer
  • the invention also encompasses a corresponding production method for the coating medium line according to the invention described above.
  • the production method according to the invention is initially distinguished by the fact that the electrically conductive equipotential bonding element is inserted into the hollow conductor interior of the coating agent line.
  • theticiansverfah ren invention provides that the equipotential bonding element cut to length is that the free end of the equipotential bonding element and thus the starting point of the grounding interface is located within the spray booth.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a coating agent line for a painting booth according to the invention
  • FIG. 2 shows a modification of the coating agent line according to FIG.
  • FIG. 1 A first figure.
  • FIG. 3 shows the potential curve along the coating agent line according to FIGS. 1 and 2, as well as FIG.
  • Figure 4 is a longitudinal view of a Lackierka ⁇ invention bine.
  • Figures 1 and 4 show a coating agent line 1, which can be used in a paint shop for painting motor vehicle ⁇ body components to direct the paint to be applied from a paint supply 2 to a rotary atomizer 3.
  • the rotary atomizer 3 is in this case carried out in a conventional manner by a multi-axis paint robot 4 having a robot hand axis 5, two robot arms 6, 7 and a rotatable Ro ⁇ boterglied 8, wherein the robot element 8 along a traversing rail 9 perpendicularly movable to the drawing plane
  • the painting robot 4 is in this case arranged in a cabin interior of a spray booth, whereas the paint supply 2 is located in a cabin exterior of the spray booth.
  • the coating agent line 1 is therefore passed through a cabin wall 10 of the paint booth, wherein the cabin wall 10 separates the cabin interior from the cabin exterior, which is known per se from the prior art.
  • a high voltage cascade 11 is mounted to electrostatically charge the paint to be applied by direct charging, which is known per se from the prior art.
  • the coating agent line 1 consists essentially of a largely conventional tube 12, a ground-side connection element 13, a voltage-side connection element 14 and a lance-shaped grounding element 15, which protrudes axially from the ground-side connection element 13 into the tube 12.
  • the voltage-side connection element 14 is connected by a connecting element with the hose 12, wherein the connecting element may be formed, for example, according to the patent application DE 103 13 063 AI. Furthermore, erways ⁇ nen to that the voltage-side connector 14 is connected to the high-voltage cascade 11 and is therefore charged to the e- LECTROSTATIC charging voltage.
  • the ground-side connecting element 13 is likewise connected to the hose 12 by a connecting element, whereby this connecting element can also be designed in the manner mentioned above.
  • the ground-side connection element 13 is electrically grounded.
  • the grounding element 15 in this case consists of an electrically conductive, flexurally elastic wire, which is connected at its one end to the ground-side connection element 13 and projects axially into the tube 12.
  • the hose 12 is divided into a high-voltage side hose portion 16 and a low-side hose portion 17, wherein the paint column in the ground-side hose portion 17 is electrically grounded upstream of a free end 18 of the ground member 15, whereas the voltage in the voltage-side hose portion 16 is electrically grounded Starting at the end 18 of the grounding element 15, starting in the flow direction increases linearly, as shown in Figure 3.
  • the electrical voltage U at a point x2 corresponding to the voltage-side connection element 14 U U ES TA.
  • the voltage U of the paint column in the hose section 16 therefore increases linearly in the flow direction.
  • grounding element 15 is cut to length so that the free end 18 of the grounding element 15 and thus the starting point of the grounding interface is located inside the cabin interior. This is important because only a fire protection device is located inside the cabin interior, whereas additional fire protection devices should be dispensed with in the cabin exterior space. This is made possible by the grounding element 15 ensuring that the paint column outside the paint booth is electrically grounded.
  • the coating medium line has an electrically grounded line section 19 and one in operation at high voltage potential line section 20.
  • Figure 2 shows a modification of the embodiment of Figure 1, this embodiment is largely consistent with the embodiment described above, so reference is made to avoid repetition of the above description, wherein the same reference numerals are used for corresponding details.
  • a grounding element 15 ' is provided in the form of a wire helix.
  • both the grounding element 15 according to FIG. 1 and the grounding element 15 'according to FIG. 2 have in common that the axial length of the grounding element 15 or 15' remains substantially constant during operation. This is important so that the free end 18 of the grounding element 15 or 15 'remains in operation, independent of the movements of the painting robot 4 and of the flow direction in the coating agent line 1, at a constant location within the painting booth. In any case, it must be prevented that the free end 18 of the grounding element 15 or 15 'shifts so that the free end 18 is then outside the painting booth, since then a fire ⁇ protection device would be required outside of the paint booth.

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  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lackierkabine zur Beschichtung von Bauteilen, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, mit einer Kabinenwand (10) und einer Beschichtungsmittelleitung (1), die von dem Kabinenaußenraum durch die Kabinenwand (10) hindurch in den Kabineninnenraum verläuft. Es wird vorgeschlagen, dass die Beschichtungsmittelleitung (1) im Leitungsinnenraum ein elektrisch leitfähiges und axial verlaufendes Potentialausgleichselement (15) aufweist zur elektrischen Verbindung des Beschichtungsmittels in dem Leitungsinnenraum mit einem elektrischen Referenzpotential, wobei sich das Potentialausgleichselement (15) von dem Kabinenaußenraum durch die Kabinenwand (10) hindurch erstreckt, so dass sich das freie Ende des Potentialausgleichselements (15) in dem Kabineninnenraum befindet.

Description

BESCHREIBUNG Lackierkabine mit einer Beschichtungsmittelleitung und entsprechendes Herstellungsverfahren für die Beschichtungsmittelleitung
Die Erfindung betrifft eine Lackierkabine mit einer Beschichtungsmittelleitung zum Durchleiten eines Beschichtungsmit- tels, insbesondere in einer Lackieranlage mit einer elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung . Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Herstellungsverfahren zur Herstellung einer solchen Beschichtungsmittelleitung.
Moderne Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen weisen in der Regel eine elektrostatische Be¬ schichtungsmittelaufladung auf, die den zu applizierenden Lack elektrostatisch auflädt, damit der Lack besser an dem zu lackierenden Kraftfahrzeugkarosseriebauteil anhaftet, das deshalb elektrisch geerdet ist.
Eine Möglichkeit zur technischen Realisierung einer derartigen elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung besteht in einer sogenannten Direktaufladung, bei welcher der zu appli¬ zierende Lack selbst elektrostatisch aufgeladen wird und des¬ halb bereits in den Beschichtungsmittelleitungen innerhalb der Applikationstechnik (z.B. Zerstäuber, etc.) auf einem ho¬ hen elektrischen Potential liegt.
Die eigentliche Lackierung erfolgt hierbei in der Regel durch Lackierroboter innerhalb einer Lackierkabine, wobei die La¬ ckierroboter durch Beschichtungsmittelleitungen mit dem zu applizierenden Lack versorgt werden. Diese Beschichtungsmit- telleitungen führen von einer außerhalb der Lackierkabine befindlichen Farbversorgung zu dem Zerstäuber auf dem Lackierroboter, wobei der Lackierroboter zusätzlich eine Hochspannungskaskade trägt, um den zu applizierenden Lack elektrosta- tisch aufzuladen. Die zur elektrostatischen Beschichtungsmit- telaufladung erforderliche Hochspannung innerhalb der Lackierkabine birgt grundsätzlich ein Gefahrenpotential, so dass innerhalb der Lackierkabine auch eine Brandschutzeinrichtung (z.B. Sprinkleranlage, CC>2-Löschanlage, Brandschutz- sensor) installiert ist, die im Brandfall eingreifen kann, um zu verhindern, dass die Hochspannung der elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung einen Brand oder einen sonstigen Schaden verursacht. Darüber hinaus weisen diese herkömmlichen Lackieranlagen in der Regel eine Erdungsschnittstelle auf, die innerhalb der Lackierkabine oder zumindest an der Kabinenwand angeordnet ist und die Beschichtungsmittelleitungen dort elektrisch er¬ det. Dadurch wird verhindert, dass das innerhalb der Lackier- kabine an der Beschichtungsmittelleitung anliegende Hochspannungspotential entlang der Beschichtungsmittelleitung nach außen tritt, was dort zu einem Brand oder einer sonstigen Störung führen könnte. Dies ist um so beachtlicher, weil die Brandschutzeinrichtung innerhalb der Lackierkabine angeordnet ist und deshalb nur bei solchen hochspannungsbedingten Störfällen greifen kann, die innerhalb der Lackierkabine auftreten. Die vorstehend erwähnten herkömmlichen Erdungsschnittstellen für Beschichtungsmittelleitungen weisen in der Regel sogenannte Erdungsschottplatten auf, die mit verschiedenen Nachteilen verbunden sind.
Zum einen benötigen derartige Erdungsschnittstellen eine hohe Anzahl von Schlauchverschraubungen, über die das elektrostatisch aufgeladene Beschichtungsmittel eine Verbindung zu dem jeweiligen Erdungsanschluss bekommt, wobei für jeden Lackierroboter bis zu 56 Schlauchverschraubungen erforderlich sein können . Zum anderen sind zur mechanischen Befestigung der herkömmlichen Erdungsschnittstellen zusätzliche Bauteile erforderlich, wie beispielsweise Winkelplatten, Schottplatten, Schottver- schraubungen, Zugentlastungen, Abdeckungen, Folien, etc. Darüber hinaus ist zu beachten, dass für die Lackierroboter innerhalb der Lackierkabine entsprechend dem jeweiligen
Einsatzfeld unterschiedliche Montagemöglichkeiten (z.B. oben, unten, direkt an der Kabinenwand oder mit einem Abstand zur Kabinenwand) bestehen, so dass auch die Erdungsschnittstellen entsprechend angepasst werden müssen, was eine Standardisierung der Erdungsschnittstellen erschwert oder sogar unmöglich macht. In der Praxis werden bei der Montage einer Lackieranlage vor Ort oftmals zusätzliche Anpassungskonstruktionen erforderlich, was die Montage erschwert.
Ferner ist zum Stand der Technik hinzuweisen auf die Patentanmeldung EP 1 500 435 A2, die einen molchbaren Beschich- tungsmittelschlauch offenbart, wobei die Innenfläche des Be- schichtungsmittelschlauchs elektrisch leitfähig sein kann. Hierbei ist der Beschichtungsmittelschlauch jedoch über seine gesamte Länge elektrisch leitfähig, was bei der erfindungsge¬ mäßen Beschichtungsmittelleitung unerwünscht ist, da die e- lektrische Erdung des Beschichtungsmittelschlauchs nur auf der Erdungsseite wirken soll, nicht dagegen auf der Hochspan- nungsseite. Dieser herkömmliche, elektrisch leitfähige Beschichtungsmittelschlauch eignet sich also nicht im Rahmen der Erfindung. Aus DE 35 26 013 Cl ist eine Lackierkabine bekannt, bei der der Hochspannungsgenerator außerhalb der Lackierkabine angeordnet ist. Schließlich ist zum Stand der Technik noch hinzuweisen auf DE 24 55 161 OS, DE 1 965 509 OS, DE 1 246 478 AS und DE 973 208 PS.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine ver- besserte Möglichkeit zur elektrischen Erdung einer Beschichtungsmittelleitung in einer Lackierkabine zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Lackierkabine gemäß dem Hauptanspruch bzw. durch ein entsprechendes Her- stellungsverfahren gemäß dem Nebenanspruch gelöst.
Die Erfindung umfasst eine komplette Lackierkabine zur Be- schichtung von Bauteilen, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, wobei die Lackierkabine ei- ne Beschichtungsmittelleitung aufweist, die ein innerhalb der Lackierkabine befindliches Applikationsgerät (z.B. Rotations¬ zerstäuber) mit dem zu applizierenden Beschichtungsmittel versorgt. » Die Beschichtungsmittelleitung wird hierbei durch eine Kabinenwand der Lackierkabine hindurch aus einem Kabinenaußenraum in einen Kabineninnenraum geführt, wobei sich ein Potential¬ ausgleichselement innerhalb der Beschichtungsmittelleitung von dem Kabinenaußenraum durch die Kabinenwand hindurch er- streckt, so dass sich das freie Ende des Potentialausgleichs¬ elements und damit der Startpunkt der Erdungsschnittstelle in dem Kabineninnenraum befindet. Dies ist vorteilhaft, weil dann in dem Kabinenaußenraum auf zusätzliche Brandschutzein- richtungen verzichtet werden kann, da sich dann dort kein Hochspannungspotential befindet.
Die Erfindung sieht eine Beschichtungsmittelleitung (z.B. Schlauchleitung) vor, die zum Durchleiten eines Beschichtungsmittels (z.B. Lack) in einer Beschichtungsanlage geeignet ist, insbesondere in einer Lackieranlage mit einer elektrostatischen Beschichtungsmittelaufladung. Die erfindungsgemäße Beschichtungsmittelleitung weist in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik einen hohlen Leitungsinnenraum zum Durchleiten des Beschichtungsmittels und eine Leitungswandung auf, die den hohlen Leitungsinnenraum umgibt. Darüber hinaus weist die erfindungsgemäße Beschichtungsmittelleitung ein e- lektrisch leitfähiges Potentialausgleichselement (z.B. ein Erdungselement) auf, um das in dem hohlen Leitungsinnenraum der Beschichtungsmittelleitung befindliche Beschichtungsmit- tel (z.B. Lack) elektrisch mit einem Referenzpotential (z.B. Erd- bzw. Massepotential) zu verbinden, wobei sich das Potentialausgleichselement in axialer Richtung entlang der Be¬ schichtungsmittelleitung erstreckt. Im Gegensatz zu der eingangs erwähnten Beschichtungsmittelleitung gemäß EP 1 500 435 A2 ist das Potentialausgleichselement jedoch nicht in die Leitungswandung der Beschichtungsmittelleitung integriert, sondern in dem Leitungsinnenraum getrennt von der Leitungs¬ wandung angeordnet .
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Potentialausgleichselement (z.B. Erdungselement) langgestreckt und mit einem Ende an das Referenzpotential (z.B. Erd- bzw. Massepotential) angeschlossen und ragt mit seinem gegenüberliegenden freien Ende axial in den Leitungsinnenraum der Beschichtungsmittelleitung hinein. Das erfindungsgemäße Potentialausgleichselement ist also vorzugsweise lanzenförmig und kann deshalb auch als Erdungslanze bezeichnet werden. Im Betrieb ragt das elektrisch geerdete Potentialausgleichselement mit seinem freien Ende in Strömungsrichtung in die Beschichtungsmittelleitung hinein, so dass die Beschichtungs- mittelsäule stromaufwärts vor dem freien Ende des Potentialausgleichselements elektrisch geerdet ist, wohingegen die Spannung des Beschichtungsmittels in der Beschichtungsmittel- säule stromabwärts hinter dem freien Ende des Potentialausgleichselements im Wesentlichen linear zu dem Abstand gegen- über dem freien Ende des Potentialausgleichselements zunimmt. Das freie Ende des Potentialausgleichselements bildet also einen Startpunkt der erfindungsgemäßen Erdungsschnittstelle und sollte deshalb im Betrieb möglichst an einer konstanten Position verbleiben. Im Betrieb können jedoch verschiedene Kräfte auf das freie Ende des Potentialausgleichselements wirken und dadurch eine Verschiebung des freien Endes des Potentialausgleichselements bewirken. Beispielsweise kann eine Änderung der Strömungsrichtung des Beschichtungsmittels innerhalb der Beschichtungsmittelleitung zu einer solchen Ver- Schiebung des Potentialausgleichselements führen. Das erfin¬ dungsgemäße Potentialausgleichselement ist jedoch vorzugsweise so ausgebildet, dass die axiale Länge des Potentialausgleichselements unabhängig von der Strömungsrichtung des Beschichtungsmittels der Beschichtungsmittelleitung ist. Dar- über hinaus ist das Potentialausgleichselement vorzugsweise in axialer Richtung nicht stauchbar, d.h. das Potentialausgleichselement ist in axialer Richtung vorzugsweise im We¬ sentlichen starr. Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Beschichtungsmittelleitung in der Regel durch einen hochbeweglichen Lackierroboter hindurchgeführt ist und deshalb im Betrieb dynamisch auf Biegung beansprucht wird, was auch für das in der Beschichtungsmittelleitung befindliche Potentialausgleichselement gilt. Das Potentialausgleichselement ist deshalb vorzugsweise biegsam, insbesondere biegeelastisch.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass das Potentialausgleichselement in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht. Eine Möglichkeit hierzu besteht darin, dass das Potentialausgleichselement massiv aus einem elektrischen Material hergestellt ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass das Potentialausgleichselement aus einem beliebigen Material besteht, das auch elektrisch isolierend sein kann, wobei das Potentialausgleichselement dann zumindest mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen ist.
Ferner ist zu erwähnen, dass das Potentialausgleichselement in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus einem lösemittelbeständigen und lackbeständigen Material besteht, da das Potentialausgleichselement im Betrieb Lösemitteln und Lacken ausgesetzt ist. Beispielsweise kann das Potentialausgleichs¬ element deshalb aus rostfreiem Stahl (VA-Stahl) bestehen.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass sich das Potentialausgleichs¬ element in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung nur über einen Teil der Länge der Beschichtungsmittelleitung erstreckt, da die Beschichtungsmittelsäule innerhalb der Beschichtungsmittelleitung auf der Hochspannungsseite der Beschichtungsmittelleitung nicht elektrisch geerdet werden soll. Beispielsweise kann sich das Potentialausgleichselement über eine Länge von mehr als 50 cm, I m, 1,50 m, 2 m und/oder über eine Länge von weniger als 10 m, 9 m, 8 m, 7 m, 6 m, 5 m, 4 m oder 3 m erstrecken. Entscheidend für die Ablängung des Potentialausgleichselements ist im Rahmen der Erfindung die gewünschte Position des Startpunkts der Erdungsschnittstelle, d.h. des freien Endes des Potentialausgleichsele- ments. So sollte der Startpunkt der Erdungsschnittstelle innerhalb der Lackierkabine liegen, da nur dann die innerhalb der Lackierkabine befindliche Brandschutzeinrichtung bei einem hochspannungsbedingten Störfall greifen kann. Falls der Startpunkt der Erdungsschnittstelle dagegen außerhalb der Lackierkabine liegen sollte, so wären außerhalb der Lackierkabine zusätzliche Brandschutzeinrichtungen erforderlich. Im Rahmen der Erfindung wird das Potentialausgleichselement also so abgelängt, dass sich das freie Ende des Potentialaus- gleichselements innerhalb der Lackierkabine befindet.
Hinsichtlich der konstruktiven Ausgestaltung des Potentialausgleichselements bestehen im Rahmen der Erfindung verschiedene Möglichkeiten. Im einfachsten Fall handelt es sich bei dem Potentialausgleichselement einfach um einen Draht, der in die Beschichtungsmittelleitung hineinragt. Eine andere Möglichkeit zur technischen Realisierung des Potentialausgleichselements besteht in einer Spiralwendel, die in die Beschichtungsmittelleitung hineinragt. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der technischen Realisierung des Potentialausgleichselements nicht auf die beiden vorstehend genannten Beispiele beschränkt.
Hinsichtlich der Beschichtungsmittelleitung selbst ist zu er- wähnen, dass die Beschichtungsmittelleitung vorzugsweise biegsam ist, insbesondere biegeelastisch. Bei der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelleitung kann es sich also um einen herkömmlichen Beschichtungsmittelschlauch handeln, wie er an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss.
Die Leitungswandung der erfindungsgemäßen Beschichtungsmittelleitung kann teilweise oder vollständig aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen, um das in dem Leitung- smnenraum befindliche und teilweise elektrostatisch aufgela dene Beschichtungsmittel nach außen hin elektrisch zu isolie ren .
Ferner ist zu erwähnen, dass die Leitungswandung der Be- schichtungsmittelleitung in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zumindest innen aus einem lösemittelbeständigen und lackbeständigen Material besteht, was an sich selbstverständlich ist.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht bereits hervor, dass es sich bei dem erfindungsgemäßen Potentialausgleichselement vorzugsweise um ein Erdungselement handelt, wobei das Referenzpotential ein Erdpotential oder ein Massepotential ist. Die Erfindung beansprucht jedoch auch Schutz für entsprechen de Beschichtungsmittelleitungen, bei denen das Potentialausgleichselement das Beschichtungsmittel innerhalb der Be- schichtungsmittelleitung auf ein anderes Referenzpotential auflädt, beispielsweise auf ein Hochspannungspotential.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zusätzlich ein erdungsseitiges Anschlusselement vorgesehen, da elektrisch geerdet und an der Masseseite mit der Beschich- tungsmittelleitung verbunden ist.
Weiterhin ist vorzugsweise ein spannungsseitiges Anschlusselement vorgesehen, das auf einem Hochspannungspotential liegt und mit der Hochspannungsseite der Beschichtungsmittel leitung verbunden ist.
Die Verbindung zwischen den Anschlusselementen und der Be- schichtungsmittelleitung kann beispielsweise durch eine Ver- schraubung erfolgen, wie sie beispielsweise aus der Patentan meidung DE 103 13 063 AI bekannt sind. Es wurde bereits vorstehend erläutert, dass die erfindungsge mäße Beschichtungsmittelleitung die Möglichkeit bietet, den Startpunkt der Erdungsschnittstelle flexibel innerhalb der Lackierkabine anzuordnen.
Die erfindungsgemäße Lackierkabine weist vorzugsweise eine elektrostatische Beschichtungsmittelaufladung auf, die das Beschichtungsmittel durch eine Direktaufladung elektrostatisch auflädt, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss.
Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Lackierkabine Vorzugs weise eine Brandschutzeinrichtung, die im Kabineninnenraum der Lackierkabine installiert ist, insbesondere mit einer Sprinkleranlage, einer Kohlendioxid-Löschanlage und/oder einem Brandschutzsensor.
Die Lackierung der Bauteile erfolgt in der Lackierkabine vor zugsweise durch einen herkömmlichen Lackierroboter mit mehre ren beweglichen Robotergliedern, wobei die Beschichtungsmittelleitung durch die beweglichen Roboterglieder hindurch zu dem Applikationsgerät (z.B. Rotationszerstäuber) geführt ist
Schließlich umfasst die Erfindung auch ein entsprechendes Herstellungsverfahren für die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Beschichtungsmittelleitung. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zeichnet sich zunächst dadurch aus, dass das elektrisch leitfähige Potentialausgleichselement in den hohlen Leitungsinnenraum der Beschichtungsmittelleitung eingesetzt wird.
Darüber hinaus sieht das erfindungsgemäße Herstellungsverfah ren vor, dass das Potentialausgleichselement so abgelängt wird, dass sich das freie Ende des Potentialausgleichselements und damit der Startpunkt der Erdungsschnittstelle innerhalb der Lackierkabine befindet.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Beschichtungsmittelleitung für eine erfindungsgemäße Lackierkabine,
Figur 2 eine Abwandlung der Beschichtungsmittelleitung gemäß
Figur 1,
Figur 3 den Potentialverlauf entlang der Beschichtungsmittelleitung gemäß den Figuren 1 und 2, sowie
Figur 4 eine Längsansicht einer erfindungsgemäßen Lackierka¬ bine .
Die Figuren 1 und 4 zeigen eine Beschichtungsmittelleitung 1, die in einer Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeug¬ karosseriebauteilen eingesetzt werden kann, um den zu applizierenden Lack von einer Farbversorgung 2 zu einem Rotationszerstäuber 3 zu leiten.
Der Rotationszerstäuber 3 wird hierbei in herkömmlicher Weise von einem mehrachsigen Lackierroboter 4 geführt, der eine Roboterhandachse 5, zwei Roboterarme 6, 7 und ein drehbares Ro¬ boterglied 8 aufweist, wobei das Roboterglied 8 entlang einer Verfahrschiene 9 rechtwinklig zur Zeichnungsebene verfahrbar Der Lackierroboter 4 ist hierbei in einem Kabineninnenraum einer Lackierkabine angeordnet, wohingegen sich die Farbversorgung 2 in einem Kabinenaußenraum der Lackierkabine befindet. Die Beschichtungsmittelleitung 1 ist deshalb durch eine Kabinenwand 10 der Lackierkabine hindurchgeführt, wobei die Kabinenwand 10 den Kabineninnenraum von dem Kabinenaußenraum trennt, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Auf dem Roboterarm 6, 7 des Lackierroboters 4 ist eine Hochspannungskaskade 11 montiert, um den zu applizierenden Lack durch eine Direktaufladung elektrostatisch aufzuladen, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Beschichtungsmittelleitung 1 besteht im Wesentlichen aus einem weitgehend herkömmlichen Schlauch 12, einem masseseiti- gen Anschlusselement 13, einem spannungsseitigen Anschlusselement 14 und einem lanzenförmigen Erdungselement 15, das von dem masseseitigen Anschlusselement 13 ausgehend axial in den Schlauch 12 hineinragt.
Das spannungsseitige Anschlusselement 14 ist durch ein Verbindungselement mit dem Schlauch 12 verbunden, wobei das Verbindungselement beispielsweise gemäß der Patentanmeldung DE 103 13 063 AI ausgebildet sein kann. Weiterhin ist zu erwäh¬ nen, dass das spannungsseitige Anschlusselement 14 mit der Hochspannungskaskade 11 verbunden ist und deshalb auf die e- lektrostatische Aufladungsspannung aufgeladen wird.
Das masseseitige Anschlusselement 13 ist ebenfalls durch ein Verbindungselement mit dem Schlauch 12 verbunden, wobei auch dieses Verbindungselement in der vorstehend erwähnten Weise ausgebildet sein kann. Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass das masseseitige Anschlusselement 13 elektrisch geerdet ist. Das Erdungselement 15 besteht hierbei aus einem elektrisch leitfähigen, biegeelastischen Draht, der mit seinem einen Ende mit dem masseseitigen Anschlusselement 13 verbunden ist und axial in den Schlauch 12 hineinragt. Dadurch wird der Schlauch 12 in einen hochspannungsseitigen Schlauchabschnitt 16 und einen masseseitigen Schlauchabschnitt 17 aufgeteilt, wobei die Lacksäule in dem masseseitigen Schlauchabschnitt 17 stromaufwärts vor einem freien Ende 18 des Erdungselements 15 elektrisch geerdet ist, wohingegen die elektrische Spannung in dem spannungsseitigen Schlauchabschnitt 16 von dem freien Ende 18 des Erdungselements 15 ausgehend in Strömungsrichtung linear zunimmt, wie in Figur 3 dargestellt ist. So weist die Lacksäule in dem Schlauchabschnitt 16 an einem Punkt xl entsprechend dem freien Ende 18 des Erdungselements 15 eine Spannung U=0V auf, wohingegen die elektrische Spannung U an einem Punkt x2 entsprechend dem spannungsseitigen Anschlusselement 14 U=UE STA ist. Zwischen den Punkten xl und x2 nimmt die Spannung U der Lacksäule in dem Schlauchabschnitt 16 in Strömungsrichtung also linear zu.
Wichtig ist hierbei, dass das Erdungselement 15 so abgelängt ist, dass sich das freie Ende 18 des Erdungselements 15 und damit der Startpunkt der Erdungsschnittstelle innerhalb des Kabineninnenraums befindet. Dies ist wichtig, weil sich nur innerhalb des Kabineninnenraums eine Brandschutzeinrichtung befindet, wohingegen in dem Kabinenaußenraum auf zusätzliche Brandschutzeinrichtungen verzichtet werden soll. Dies wird dadurch ermöglicht, dass durch das Erdungselement 15 sichergestellt wird, dass die Lacksäule außerhalb der Lackierkabine elektrisch geerdet ist.
Insgesamt weist die Beschichtungsmittelleitung also einen e- lektrisch geerdeten Leitungsabschnitt 19 und einen im Betrieb auf Hochspannungspotential liegenden Leitungsabschnitt 20 auf .
Figur 2 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1, wobei dieses Ausführungsbeispiel weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Anstelle des drahtförmigen Erdungselements 15 ist hierbei jedoch ein Erdungselement 15' in Form einer Drahtwendel vorgesehen . Sowohl das Erdungselement 15 gemäß Figur 1 als auch das Erdungselement 15' gemäß Figur 2 haben jedoch gemeinsam, dass die axiale Länge des Erdungselements 15 bzw. 15' im Betrieb im Wesentlichen konstant bleibt. Dies ist wichtig, damit das freie Ende 18 des Erdungselements 15 bzw. 15' im Betrieb un- abhängig von den Bewegungen des Lackierroboters 4 und von der Strömungsrichtung in der Beschichtungsmittelleitung 1 möglichst an einem konstanten Ort innerhalb der Lackierkabine bleibt. Auf jeden Fall muss verhindert werden, dass sich das freie Ende 18 des Erdungselements 15 bzw. 15' so verschiebt, dass sich das freie Ende 18 dann außerhalb der Lackierkabine befindet, da dann außerhalb der Lackierkabine eine Brand¬ schutzeinrichtung erforderlich wäre.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen be- vorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Darüber hinaus beansprucht die Erfindung auch Schutz für die Merkmale und den Gegenstand der Unteransprüche unabhängig von in Bezug genommenen Ansprüchen.
Bezugszeichenliste :
1 Beschichtungsmittelleitung
2 Farbversorgung
3 Rotationszerstäuber
4 Lackierroboter
5 Roboterhandachse
6 Roboterarm
7 Roboterarm
8 Drehbares Roboterglied
9 Verfahrschiene
10 Kabinenwand
11 Hochspannungskaskade
12 Schlauch
13 Masseseitiges Anschlusselement
14 Spannungsseitiges Anschlusselement
15 Erdungselement
15' Erdungselement
16 Hochspannungsseitiger Schlauchabschnitt
17 Masseseitiger Schlauchabschnitt
18 Freies Ende des Erdungselements
19 Geerdeter Leitungsabschnitt
20 Leitungsabschnitt auf Hochspannungspotential
U Spannung
xl Punkt entsprechend dem freien Ende 18 des Erdungselements x2 Punkt entsprechend dem spannungsseitigen Anschlusselement

Claims

ANSPRÜCHE
1. Lackierkabine zur Beschichtung von Bauteilen, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, mit a) einer Kabinenwand (10), die einen Kabineninnenraum von einem Kabinenaußenraum trennt,
b) einer Beschichtungsmittelleitung (1) mit
bl) einem hohlen Leitungsinnenraum zum Durchleiten des
Beschichtungsmittels und
b2 ) einer Leitungswandung, die den Leitungsinnenraum umgibt ,
b3) wobei die Beschichtungsmittelleitung (1) von dem Kabinenaußenraum durch die Kabinenwand (10) hin¬ durch in den Kabineninnenraum verläuft,
dadurch gekennzeichnet:,
c) dass die Beschichtungsmittelleitung (1) ein elektrisch leitfähiges Potentialausgleichselement (15, 15') auf¬ weist zur elektrischen Verbindung des Beschichtungsmittels in dem Leitungsinnenraum mit einem elektrischen Referenzpotential ,
d) dass sich das Potentialausgleichselement (15, 15') in axialer Richtung entlang der Beschichtungsmittelleitung (1) erstreckt,
e) dass das Poatentialausgleichselement (15, 15') in dem Leitungsinnenraum getrennt von der Leitungswandung angeordnet ist, und
f) dass sich das Potentialausgleichselement (15, 15') von dem Kabinenaußenraum durch die Kabinenwand (10) hin¬ durch erstreckt, so dass sich das freie Ende des Poten¬ tialausgleichselements (15, 15') in dem Kabineninnen¬ raum befindet.
2. Lackierkabine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Potentialausgleichselement (15, 15') mit einem Ende an das Referenzpotential angeschlossen ist und mit seinem gegenüber liegenden freien Ende axial in den Leitungsinnenraum hineinragt .
3. Lackierkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass das Potentialausgleichselement (15, 15') eine axiale Länge aufweist, die unabhängig von der Strömungsrichtung des Beschichtungsmittels in der Beschichtungs- mittelleitung (1) im Wesentlichen konstant ist,
und/oder
b) dass das Potentialausgleichselement (15, 15') in axialer Richtung im Wesentlichen nicht stauchbar ist.
4. Lackierkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass das Potentialausgleichselement (15, 15') biegsam ist, insbesondere biegeelastisch, und/oder
b) dass das Potentialausgleichselement (15, 15') aus einem elektrisch leitfähigen Material besteht, und/oder c) dass das Potentialausgleichselement (15, 15') aus einem lösemittelbeständigen und lackbeständigen Material besteht, insbesondere aus rostfreiem Stahl, und/oder d) dass sich das Potentialausgleichselement (15, 15') nur über einen Teil der Länge der Beschichtungsmittellei- tung (1) erstreckt, insbesondere über eine Länge von mehr als 50cm, Im, 1,5m oder 2m und/oder über eine Länge von weniger als 10m, 9m, 8m, 7m, 6m, 5m, 4m oder 3m, und/oder
e) dass das Potentialausgleichselement (15, 15') langgestreckt ist.
5. Lackierkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Potentialausgleichselement (15, 15')
a) eine Spiralwendel (151) oder
b) ein Draht (15) ist.
6. Lackierkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Beschichtungsmittelleitung (1) biegsam ist, insbesondere biegeelastisch, insbesondere in Form eines Schlauchs (12), und/oder
b) dass die Leitungswandung der Beschichtungsmittelleitung
(1) mindestens teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material besteht und das in dem Leitungsinnenraum befindliche Beschichtungsmittel nach außen elektrisch isoliert, und/oder
c) dass die Leitungswandung der Beschichtungsmittelleitung
(1) zumindest innen aus einem lösemittelbeständigen und lackbeständigen Material besteht.
7. Lackierkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Potentialausgleichselement (15, 15') ein Erdungselement ist und das Referenzpotential ein Erdpotential ist.
8. Lackierkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass ein erdungsseitiges Anschlusselement (13) vorgese¬ hen ist, das elektrisch geerdet ist,
b) dass ein spannungsseitiges Anschlusselement (14) vorge¬ sehen ist, das auf einem Hochspannungspotential liegt, c) dass die Beschichtungsmittelleitung (1) zwischen dem erdungsseitigen Anschlusselement (13) und dem hochspan nungsseitigen Anschlusselement (14) verläuft,
d) dass das Potentialausgleichselement (15, 15') elekt- risch an das erdungsseitige Anschlusselement (13) ange schlössen und damit ebenfalls elektrisch geerdet ist.
9. Lackierkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch
a) eine elektrostatische Beschichtungsmittelaufladung, d das Beschichtungsmittel durch eine Direktaufladung e- lektrostatisch auflädt, und/oder
b) eine Brandschutzeinrichtung, die im Kabineninnenraum der Lackierkabine installiert ist, insbesondere mit e ner Sprinkleranlage, einer Kohlendioxid-Löschanlage und/oder einem Brandschutzsensor, und/oder
c) einen Lackierroboter (4) mit mehreren beweglichen Rob tergliedern, wobei die Beschichtungsmittelleitung (1) durch die beweglichen Roboterglieder (6-8) hindurch g führt ist.
10. Herstellungsverfahren für eine Beschichtungsmittelleitung (1), insbesondere für eine Lackierkabine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit folgendem Schritt:
Einsetzen eines elektrisch leitfähigen Potentialausgleichselements (15, 15') in einen hohlen Leitungsinnenraum der Beschichtungsmittelleitung (1),
gekennzeichnet: durch folgenden Schritt:
Ablängen des Potentialausgleichselements (15, 15'), so dass dass das Potentialausgleichselement (15, 15') aus einem Kabi nenaußenraum einer Lackierkabine durch eine Kabinenwand (10) hindurch bis in einen Kabineninnenraum der Lackierkabine hin ein reicht.
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