WO2018108563A1 - Beschichtungseinrichtung und zugehöriges betriebsverfahren - Google Patents

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WO2018108563A1
WO2018108563A1 PCT/EP2017/081099 EP2017081099W WO2018108563A1 WO 2018108563 A1 WO2018108563 A1 WO 2018108563A1 EP 2017081099 W EP2017081099 W EP 2017081099W WO 2018108563 A1 WO2018108563 A1 WO 2018108563A1
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filter
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Hans-Georg Fritz
Benjamin WÖHR
Marcus Kleiner
Moritz BUBEK
Timo Beyl
Frank Herre
Steffen Sotzny
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Dürr Systems Ag
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Definitions

  • the invention relates to a coating device for loading coating of components with a coating agent, len into ⁇ special for painting Kraft povertykarosseriebautei-.
  • the invention further relates to an associated Be ⁇ operating method for such a coater.
  • Rotationszerstäu- be as an application device usually employed about, but have the disadvantage of a limited transfer efficiency, that is only part of the appli ⁇ ed varnish deposits on the components to be coated, while the rest of the applied coating disposed of as so-called overspray must become.
  • print heads as the application device , as are known, for example, from DE 10 2013 002 412 A1, US Pat. No. 9,108,424 B2 and DE 10 2010 019 612 A1.
  • printheads are in contrast to the known rotary atomizers from no spray of the paint to be applied, but a spatially narrow paint jet, which almost completely reflected on the component to be painted, so that almost no over ⁇ spray.
  • Such printheads have, however, generally nozzles ei ⁇ nem very small nozzle diameter of less than 500ym or even less than lOOym.
  • nozzles ei ⁇ nem very small nozzle diameter of less than 500ym or even less than lOOym.
  • small nozzles can easily clog or clog completely during operation.
  • individual paint particles may be deposited in the nozzle, which at first only adversely affect the otherwise laminar coating agent stream, for example by causing turbulence. In a further deposition of paint particles, it may then come to a complete clogging of the nozzle.
  • a nozzle applicator e.g., printhead
  • the coating device according to the invention is used for loading coating of components with a coating agent, len into ⁇ special for painting Kraft povertykarosseriebautei-.
  • the components to be coated therefore do not necessarily have to be motor vehicle body components. Rather, the coating device according to the invention can also be used for coating other types of components.
  • processing means preferably is a paint in the coating, as in ⁇ game as a base coat, a clear coat, a water-based paint or a solvent-based lacquer.
  • the coating device can also be designed for the application of other coating agents, such as, for example, for the application of adhesives, insulating materials, sealants, primers, etc.
  • the coating device according to the invention initially has, in accordance with the prior art, a nozzle applicator, such as, for example, a print head as mentioned in the introduction and in DE 10 2013 002 412 A1,
  • the coating device according to the invention is characterized by an additional device for preventing and / or detecting clogging of the nozzle.
  • An aspect of the invention therefore depends on preventing clogging of the nozzle.
  • another aspect of the invention is based on the fact that clogging of the nozzle with a resulting deterioration of the coating quality is recognized in order to be able to take countermeasures if necessary.
  • the clogging of the nozzle can be prevented in the context of the invention, for example by a filter which is arranged upstream of the nozzle and the coating agent fil ⁇ tert, thus, for example, solid coating agent particles be filtered out because they could lead to clogging of the nozzle.
  • the filter preferably has a certain filter mesh size, which is preferably adapted to the nozzle size of the nozzle opening of the nozzle.
  • the ratio of the filter mesh size may be to the nozzle size in the range of 0.01-5, wherein any interim ⁇ rule intervals are possible.
  • Preferred values for The ratio of the filter mesh to the nozzle size are at ⁇ play, 0, 075, 0, 1, 0, 15, 0, 66, 1, 0 and 2.0.
  • this filter can be flushed with a rinsing agent in order to be able to rinse out filtered coating agent residues from the filter again.
  • the filter is flowed through with a detergent.
  • the rinsing agent can be passed through the filter either contrary to the normal flow direction or in the normal flow direction.
  • the detergent is passed, at ei ⁇ nem flushing alternately against the normal flow direction and the normal direction of flow through the filter to extend the best possible flushing action to it ⁇ . Therefore, the coating device has preference, a detergent connector on to zuzu the detergent ⁇ lead.
  • the coating device preferably has a return port to return a mixture of coating agent residues and detergent in a return.
  • the coating device may have a flushing valve arrangement, which is connected on the one hand to the flushing agent connection and the return connection and on the other hand to two corresponding connections of the filter.
  • the flushing valve arrangement here preferably allows bidirectional purging of the filter with the flushing agent. tel, ie either against the normal flow direction or in the normal flow direction.
  • the filter is a double filter and has two individual filters, which are arranged parallel to each other.
  • the coating agent can then be passed by means of actionventilanord ⁇ tion either in a single filter or in the other single filter.
  • the selection valve arrangement selectively directs the rinsing agent into the one single filter or into the other individual filter.
  • This offers the possibility that one single filter is passed through by coating agent, while the other single filter is rinsed.
  • Such an operation can also be referred to as A / B operation, as is known in the field of painting ⁇ technology of so-called A / B valves. In this way, the necessary rinsing processes do not lead to Un ⁇ interruption of the normal coating operation because still available during the flushing of a single filter, the other single filter for filtering the coating agent.
  • the coating device according to the invention preferably has a metering pump which conveys the coating agent to the nozzle applicator.
  • the filter may optionally be arranged between the Do ⁇ sierpumpe and the nozzle applicator or upstream of the metering pump.
  • Be istungsein- direction a color changer which selects from a plurality of coating compositions leads a desired coating composition and forwards it to the nozzles ⁇ applicator.
  • a filter is arranged upstream of the color changer in the individual coating agent supply lines in order to filter the supplied coating agent.
  • the individual filters at the inputs of the color changer can then be individually adapted to the respective coating agent.
  • the filter preferably has inner contours which are free of undercuts.
  • the inner surfaces of the filter preferably have a very low roughness Rz ⁇ 10, Rz ⁇ 8, Rz ⁇ 7, Rz ⁇ 6.3, Rz ⁇ 5 or even Rz ⁇ 4 in the regions through which they flow.
  • a second aspect of the invention is not to prevent the clogging of
  • This aspect of the invention therefore provides preferential ⁇ , before a sensor array, to distinguish a flawless Strahlab ⁇ reproducing from a faulty beam delivery.
  • the sensor arrangement ⁇ an image sensor, such as a Kame ⁇ ra.
  • the image sensor captures an image of at least one coating-center beam or radiation a plurality of coating agent, are discharged from the nozzle applicator.
  • the visual axis of the image sensor eg camera
  • the visual axis of the image sensor is preferential ⁇ orthogonal to the coating agent and excluded rays parallel to the plane of the coating medium jets directed, that is, the image sensor views the Be istungsmit ⁇ telstrahlen from the front.
  • the visual axis is oriented transversely to the plane of the coating compositions beams, ie, the image sensor views the Be ⁇ coating agents radiate from the side.
  • both views can be detected sequentially or by means of two sensors.
  • the sensor arrangement preferably has an image evaluation unit which evaluates the image of the coating agent beams detected by the image sensor and detects error cases therein, such as, for example, a missing coating agent jet due to the clogging of a nozzle.
  • the image acquisition can be improved by means of a lighting device which is in the visual axis of the
  • Image sensor is arranged on the opposite side of the coating agent jets.
  • the image evaluation unit can detect and distinguish preferably following error ⁇ cases:
  • the sensor arrangement has a capacitive sensor which jointly measures a plurality of coating agent beams.
  • the ka ⁇ pazitive sensor only missing a single coating agent ⁇ beam capacitively, in which case for each nozzle is preferably provided in each case a capacitive sensor.
  • the sensor arrangement has a light barrier, wherein the coating agent beam from the nozzle passes the light barrier and is measured by the light barrier.
  • vorzugswei ⁇ se each nozzle is associated with a respective photocell, which is passed by the respective coating agent beam.
  • the coating agent flows through a coating medium channel and is measured in the coating agent channel from a kapaziti ⁇ ven sensor or a resistive sensor (resistive sensor) in order to deduce error cases (eg to lower flow rate).
  • the printhead preferably emits a narrow confining coating agent jet as opposed to a spray, as is the case with conventional atomizers (e.g., rotary atomizers).
  • conventional atomizers e.g., rotary atomizers
  • the print head for example, a droplet jet ist ⁇ ben as opposed to a coherent beam in the longitudinal direction coating midstream.
  • a droplet jet ist ⁇ ben as opposed to a coherent beam in the longitudinal direction coating midstream.
  • Printhead emits a coherent in the beam longitudinal direction coating agent jet as opposed to a droplet jet.
  • the print head has a very high transfer efficiency of at least 80%, 90%, 95% or even 99%, so that substantially all of the applied coating ⁇ medium is completely deposited on the component without disturbing overspray.
  • the print head preferably ⁇ has a high surface coating performance, which is preferably so large that the print head is suitable for painting automotive body components.
  • the surface coating performance of the Düsenapplikators is therefore preferably greater than 0.5m 2 / min, lm 2 / min or even 3m 2 / min.
  • the nozzle applicator is preferably moved by means of a manipulator, which is preferably a multi-axis painting robot with a serial robot kinematics and at least six movable robot axes.
  • control of the coating agent delivery in the nozzle applicator is preferably carried out by control valves with a controllable actuator, such as a magnetic actuator or a piezoelectric actuator.
  • the invention also comprises a corresponding method of operation, whereby the method steps of the operating procedure Be ⁇ already apparent from the foregoing description, and therefore need not be described separately.
  • the nozzle applicator is moved with opened nozzles over a test surface (eg fleece, glass plate), wherein the nozzle applicator coating agent jets on the Applied test area and thereby generates a spray pattern on the test area. Can then be ermit ⁇ telt based on the spray pattern, whether the nozzles are partially or entirely supplied ⁇ sets.
  • the operating method according to the invention therefore provides in this variant that the spray pattern on the
  • Test area is evaluated, for example, with a camera and an image evaluation unit.
  • Figure 1 er a schematic representation of an inventive device with a coating SEN ⁇ Düsenappli- and a filter for preventing clogging of the nozzles of the Düsenapplikators,
  • Figure 2 shows a modification of Figure 1 with two optional
  • FIG. 3 shows a modification of FIG. 3 with a color changer and numerous filters in the supply lines of FIG
  • Figure 4A is a schematic representation of an inventive ⁇ SEN coating device with a camera were based means for detecting the clogging of the
  • Figure 4B is a modification of Figure 4A
  • Figure 5 shows a modification of Figure 4A or 4B with several
  • FIG. 6 shows a modification of FIG. 5 with a capacitive one
  • Figure 7 shows a modification of Figure 6 with a capacitive
  • FIG. 1 shows a greatly simplified illustration of a coating device according to the invention with a nozzle applicator 1 as an application device, wherein, for example, can act as a printhead, the spatially limited coating agent beams instead of a Sprühne ⁇ lever releases, as is the case with conventional atomizers (eg Rotationszerstäubern).
  • a nozzle applicator 1 as an application device, wherein, for example, can act as a printhead, the spatially limited coating agent beams instead of a Sprühne ⁇ lever releases, as is the case with conventional atomizers (eg Rotationszerstäubern).
  • the jet applicator 1 is supplied on the input side via a filter 2, a metering pump 3 and a color changer 4 to the appli ⁇ ornamental paint.
  • the color changer 4 is connected on the input side to a plurality of coating agent supply lines F1-F6, can be supplied via the different colored paints.
  • the color changer 4 is connected on the input side to a pulse air line PL and to a diluting line V, via which pulse air or rinsing agent (thinner) can be supplied for rinsing the nozzle applicator 1, the filter 2 and the dosing pump 3.
  • the coating device has a return valve 5, via which rinsed coating agent residues and rinsing agent can be conducted into a return line R.
  • the nozzle applicator 1 has numerous nozzles with a very small nozzle diameter, so that the risk of clogging of the nozzle of the Düsenappli ⁇ cator 1 consists.
  • the filter 2 reduces this risk of clogging of the nozzles, since the filter 2 filters out coating agent constituents which can lead to clogging of the nozzles.
  • the filter 2 can be rinsed in order to be able to rinse the filtered coating constituents out of the filter 2 again.
  • the coating device has a Spülventilanord- 6, which is connected on the input side to the flushing agent supply line V and to the return line R.
  • the flushing valve arrangement 6 is connected to an upstream and to a downstream flushing connection of the filter 2. The flushing valve arrangement 6 can therefore guide flushing means either in the normal flow direction or counter to the normal flow direction through the filter 2 in order to flush out coating agent residues located therein from the filter 2.
  • FIG. 2 shows a modification of Figure 1, so that reference is made to avoid repetition of the foregoing description, are used for corresponding details diesel ⁇ reference symbols.
  • a special feature of this embodiment is that two individual filters 2.1, 2.2 are provided, which are connected in parallel. Upstream and downstream of the two individual filters 2.1, 2.2 each have a selector valve arrangement 7 or 8 is arranged, which is connected to the two individual filters 2.1, 2.2.
  • the upstream selector valve assembly 7 can optionally supply coating agent and rinsing agent to the single filter 2.1 or the single filter 2.2.
  • downstream selection valve arrangement 8 can receive coating agent from one single filter 2.1 or 2.2 and supply it to the nozzle applicator 1 and take up rinsing agent and coating agent residues from the respective other individual filter 2.2 or 2.1 and guide it into the return R.
  • FIG. 3 shows a further modification, so reference is made to avoid repetition of the foregoing description, and the same for corresponding details reference sign ⁇ be used.
  • a special feature of this exemplary embodiment is that a filter 2.1-2.6 is arranged in each of the coating agent supply lines F1-F6. This provides the Mög ⁇ friendliness that the filter characteristics and filter characteristics of individual filters can be individually adapted to the characteristics of the particular coating agent 2.1-2.4.
  • FIG. 4A is based on a second aspect of the invention in which the clogging of the nozzles of the nozzle applicator 1 is detected, so that countermeasures can be taken if necessary.
  • the coating apparatus first an Kame ⁇ ra 9 which is located laterally adjacent to nozzle applicator 1 and aligned with its viewing axis substantially perpendicular to the plane of the coating agent rays.
  • the camera 9 thus views the coating agent jets of the nozzle applicator 1 from the side.
  • a lighting device 10 is arranged on the opposite side of the coating agent beams.
  • the camera 9 has an outlet side connected to a Schmaustechnischsein ⁇ unit 11 which evaluates the image captured by the camera 9 of the coating compositions beams to detect errors.
  • the drawing shows in the lower area an exemplary, simplified representation of a captured image 12 with several ⁇ ren coating agent beams 13-19.
  • the coating agent beams 13-15 are error-free in this case.
  • the coating agent jet 16 obliquely emerges from the nozzle applicator 1, which may be caused by a partial clogging of the nozzle in question.
  • the coating agent jet 17 is unstable.
  • the coating agent jet 18 has too small an amount of the coating agent, which can be caused by a partial addition of the coating agent feed.
  • the image evaluation unit 11 now makes it possible to recognize and distinguish between the different types of defect-free or defective coating agent beams 13-19.
  • Figure 4B shows a variation of Figure 4A, so that for the avoidance of repetition of the foregoing description will refer, being used for corresponding details diesel ⁇ reference symbols.
  • a special feature of this embodiment is that the viewing axis of the camera 9 is aligned at right angles to the individual coating agent beams, but parallel to the plane of the coating agent beams.
  • FIG. 5 shows a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 4A or FIG. 4B, 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 embodiment is that instead of the camera-based image acquisition system meh ⁇ rere photocells 20-23 are provided, each measuring a coating agent beam 24-27 and are each connected to an evaluation unit 28-31 to recognize a lack ⁇ the coating agent beam ,
  • FIG. 6 shows a further modification, so reference is made again to the above description to avoid repetition, being used for corresponding details diesel ⁇ reference symbols.
  • a special feature of this embodiment is that instead of the light barriers 20-23, a capacitive sensor with two capacitor plates 32, 33 is used to measure the coating agent beams 24-27.
  • the coating agent jets 24-27 thus run between the two capacitor plates 32, 33, so that the capacitive sensor jointly measures all the coating agent jets 24-27.
  • the capacitive sensor 32, 33 is connected to an evaluation unit 34, which can detect errors.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 7 corresponds in part to the exemplary embodiment according to FIG. 6, 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 embodiment is that the two capacitor plates 32, 33 of the capacitive sensor are arranged on the walls of a nozzle channel 35 which extends through a nozzle plate 36. The capacitive sensor with the two capacitor plates 32, 33 thus misses the
  • the coating agent is in this case by a paint feed 37 in the printhead supplied ⁇ .

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungseinrichtung zur Beschichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, mit einem Düsenapplikator (1), insbesondere einem Druckkopf, mit mindestens einer Düse zur Abgabe eines Beschichtungsmittelstrahls (13-19) des Beschichtungsmittels auf das zu beschichtende Bauteil. Die Erfindung sieht eine Einrichtung zum Verhindern und/oder Erkennen eines Zusetzens der Düse vor.

Description

BESCHREIBUNG Beschichtungseinrichtung und zugehöriges Betriebsverfahren
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungseinrichtung zur Be- schichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel , ins¬ besondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebautei- len. Weiterhin betrifft die Erfindung ein zugehöriges Be¬ triebsverfahren für eine solche Beschichtungseinrichtung.
Zur Serienlackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden als Applikationsgerät üblicherweise Rotationszerstäu- ber eingesetzt, die jedoch den Nachteil eines beschränkten Auftragswirkungsgrades haben, d.h. nur ein Teil des appli¬ zierten Lacks lagert sich auf den zu beschichtenden Bauteilen ab, während der Rest des applizierten Lacks als sogenannter Overspray entsorgt werden muss.
Eine neuere Entwicklungslinie sieht dagegen als Applikations¬ gerät sogenannte Druckköpfe vor, wie sie beispielsweise aus DE 10 2013 002 412 AI, US 9 108 424 B2 und DE 10 2010 019 612 AI bekannt sind. Derartige Druckköpfe geben im Gegensatz zu den bekannten Rotationszerstäubern keinen Sprühnebel des zu applizierenden Lacks ab, sondern einen räumlich eng begrenzten Lackstrahl, der sich nahezu vollständig auf dem zu lackierenden Bauteil niederschlägt, so dass nahezu kein Over¬ spray entsteht.
Derartige Druckköpfe haben jedoch in der Regel Düsen mit ei¬ nem sehr kleinen Düsendurchmesser von weniger als 500ym oder sogar weniger als lOOym. Derartig kleine Düsen können jedoch im Betrieb leicht zusetzen oder gar vollständig verstopfen. Beispielsweise können sich zunächst einzelne Lackpartikel in der Düse ablagern, die zunächst nur den ansonsten laminaren Beschichtungsmittelstrom negativ beeinflussen, indem beispielsweise Turbulenzen verursacht werden. Bei einer weiteren Ablagerung von Lackpartikeln kann es dann zu einem vollständigen Zusetzen der Düse kommen.
Zum allgemeinen technischen Hintergrund der Erfindung ist auch hinzuweisen auf DE-AS 1 284 250, DE 10 2004 021 223 AI, GB 2 507 069 A, DE 103 31 206 AI, WO 2016/145000 AI, EP 0 297 309 A2, DE 689 24 202 T2, DE 103 07 719 AI und DE 30 45 401 AI. Teilweise betreffen diese Druckschriften jedoch keine Dü- senapplikatoren, sondern Sprühapplikatoren, die einen Sprühstrahl abgeben. Teilweise leiden die aus diesen Druckschrif- ten bekannten Beschichtungseinrichtung aber auch unten den vorstehend beschriebenen Problemen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für das Problem des vollständigen oder teilweisen Zusetzens der Düsen bei einem Düsenapplikator (z.B. Druckkopf) zu schaffen .
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Beschichtungs¬ einrichtung gemäß dem Hauptanspruch bzw. durch ein entspre- chendes Betriebsverfahren gemäß dem Nebenanspruch gelöst.
Die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung dient zur Be- schichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel , ins¬ besondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebautei- len.
Bei den zu beschichtenden Bauteilen muss es sich also nicht notwendigerweise um Kraftfahrzeugkarosseriebauteile handeln. Vielmehr kann die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung auch zur Beschichtung von anderen Typen von Bauteilen dienen.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass es sich bei dem Beschich- tungsmittel vorzugsweise um einen Lack handelt, wie bei¬ spielsweise einen Basislack, einen Klarlack, einen Wasserlack oder einen lösemittelbasierten Lack. Im Rahmen der Erfindung kann die Beschichtungseinrichtung jedoch auch zur Applikation anderer Beschichtungsmittel ausgelegt sein, wie beispielswei- se zur Applikation von Klebstoffen, Dämmstoffen, Dichtstoffen, Primer, etc.
Die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung weist zunächst in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik einen Düsen- applikator auf, wie beispielsweise einen Druckkopf, wie er eingangs erwähnt wurde und in DE 10 2013 002 412 AI,
US 9 108 424 B2 und DE 10 2010 019 612 AI beschrieben ist, so dass auf eine detaillierte Beschreibung des Aufbaus und der Funktionsweise derartiger Druckköpfe verzichtet werden kann.
Die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung zeichnet sich durch eine zusätzliche Einrichtung zum Verhindern und/oder Erkennen eines Zusetzens der Düse aus. Ein Erfindungsaspekt stellt also darauf ab, dass das Zusetzen der Düse verhindert wird. Ein anderer Erfindungsaspekt stellt dagegen darauf ab, dass ein Zusetzen der Düse mit einer resultierenden Verschlechterung der Beschichtungsqualität erkannt wird, um ggf. Gegenmaßnahmen ergreifen zu können. Das Zusetzen der Düse kann im Rahmen der Erfindung beispielsweise durch einen Filter verhindert werden, der stromaufwärts vor der Düse angeordnet ist und das Beschichtungsmittel fil¬ tert, damit beispielsweise feste Beschichtungsmittelpartikel ausgefiltert werden, da diese zu einem Zusetzen der Düse führen könnten.
Hierbei ist zu erwähnen, dass der Filter vorzugsweise eine bestimmte Filtermaschenweite aufweist, die vorzugsweise an die Düsengröße der Düsenöffnung der Düse angepasst ist. Bei¬ spielsweise kann das Verhältnis der Filtermaschenweite zu der Düsengröße im Bereich von 0,01-5 liegen, wobei beliebige Zwi¬ schenintervalle möglich sind. Bevorzugte Werte für das Ver- hältnis der Filtermaschenweite zu der Düsengröße sind bei¬ spielsweise 0, 075, 0, 1, 0, 15, 0, 66, 1, 0 und 2,0.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dieser Filter mit einem Spülmittel spülbar, um ausgefilterte Beschichtungsmittelreste wieder aus dem Filter ausspülen zu können. Hierzu wird der Filter mit einem Spülmittel durchströmt. Das Spülmittel kann hierbei wahlweise entgegen der normalen Strömungsrichtung oder in der normalen Strömungsrichtung durch den Filter durchgeleitet werden. Darüber hin- aus besteht auch die Möglichkeit, dass das Spülmittel bei ei¬ nem Spülvorgang abwechselnd entgegen der normalen Strömungsrichtung und in der normalen Strömungsrichtung durch den Filter geleitet wird, um eine möglichst gute Spülwirkung zu er¬ reichen. Die Beschichtungseinrichtung weist deshalb vorzugs- weise einen Spülmittelanschluss auf, um das Spülmittel zuzu¬ führen. Darüber hinaus weist die Beschichtungseinrichtung vorzugsweise einen Rückführanschluss auf, um ein Gemisch aus Beschichtungsmittelresten und Spülmittel in eine Rückführung zurückzuführen. Ferner kann die Beschichtungseinrichtung eine Spülventilanordnung aufweisen, die einerseits mit dem Spülmittelanschluss und dem Rückführanschluss und andererseits mit zwei entsprechenden Anschlüssen des Filters verbunden ist. Die Spülventilanordnung ermöglicht hierbei vorzugsweise eine bidirektionale Durchspülung des Filters mit dem Spülmit- tel, d.h. wahlweise entgegen der normalen Strömungsrichtung oder in der normalen Strömungsrichtung.
Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass der Filter ein Doppelfilter ist und zwei Einzelfilter aufweist, die parallel zueinander angeordnet sind. Das Be- schichtungsmittel kann dann mittels einer Auswahlventilanord¬ nung wahlweise in den einen Einzelfilter oder in den anderen Einzelfilter geleitet werden. Darüber hinaus leitet die Aus- wahlventilanordnung das Spülmittel wahlweise in den einen Einzelfilter oder in den anderen Einzelfilter. Dies bietet die Möglichkeit, dass der eine Einzelfilter von Beschich- tungsmittel durchströmt wird, während der andere Einzelfilter gespült wird. Ein derartiger Betrieb kann auch als A/B- Betrieb bezeichnet werden, wie es auf dem Gebiet der Lackier¬ technik von sogenannten A/B-Ventilen bekannt ist. Auf diese Weise führen die notwendigen Spülvorgänge nicht zu einer Un¬ terbrechung des normalen Beschichtungsbetriebs , da während der Spülung des einen Einzelfilters immer noch der andere Einzelfilter zur Filterung des Beschichtungsmittels zur Verfügung steht.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die erfindungsgemäße Be- schichtungseinrichtung vorzugsweise eine Dosierpumpe auf- weist, die das Beschichtungsmittel zu dem Düsenapplikator fördert. Der Filter kann hierbei wahlweise zwischen der Do¬ sierpumpe und dem Düsenapplikator oder stromaufwärts vor der Dosierpumpe angeordnet sein. Darüber hinaus umfasst die erfindungsgemäße Beschichtungsein- richtung in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Farbwechsler, der aus mehreren Beschichtungsmittelzuleitungen ein gewünschtes Beschichtungsmittel auswählt und an den Düsen¬ applikator weiterleitet. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass in den einzelnen Beschichtungsmittelzuleitungen jeweils stromaufwärts vor dem Farbwechsler jeweils ein Filter angeordnet ist, um das zugeführte Beschichtungsmittel zu filtern. Die einzelnen Filter an den Eingängen des Farbwechslers kön- nen dann an das jeweilige Beschichtungsmittel individuell an- gepasst werden.
Ferner ist zu erwähnen, dass der Filter vorzugsweise Innenkonturen aufweist, die hinterschneidungsfrei sind. Darüber hinaus weisen die Innenflächen des Filters in den durchströmten Bereichen vorzugsweise eine sehr geringe Rauzahl Rz<10, Rz<8, Rz<7, Rz<6,3, Rz<5 oder sogar Rz<4 auf.
Es wurde bereits vorstehend kurz erwähnt, dass ein zweiter Erfindungsaspekt nicht auf das Verhindern des Zusetzens der
Düse abzielt, sondern eine Erkennung des Zusetzens einer Düse zum Ziel hat. Dieser Erfindungsaspekt sieht deshalb vorzugs¬ weise eine Sensoranordnung vor, um eine fehlerfreie Strahlab¬ gabe von einer fehlerhaften Strahlabgabe unterscheiden zu können.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Sensor¬ anordnung einen Bildsensor auf, wie beispielsweise eine Kame¬ ra. Der Bildsensor erfasst ein Bild mindestens eines Be- schichtungsmittelstrahls oder mehrerer Beschichtungsmittel- strahlen, die von dem Düsenapplikator abgegeben werden. Hierbei ist die Sichtachse des Bildsensors (z.B. Kamera) vorzugs¬ weise orthogonal zu den Beschichtungsmittelstrahlen und parallel zu der Ebene der Beschichtungsmittelstrahlen ausge- richtet, d.h. der Bildsensor betrachtet die Beschichtungsmit¬ telstrahlen von vorne. Es ist aber auch möglich, dass die Sichtachse quer zu der Ebene der Beschichtungsmittelstrahlen ausgerichtet ist, d.h. der Bildsensor betrachtet die Be¬ schichtungsmittelstrahlen von der Seite. In einer besonderen Ausführung können beide Ansichten nacheinander oder mittels zweier Sensoren erfasst werden. Darüber hinaus weist die Sensoranordnung in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise eine Bildauswertungseinheit auf, die das von dem Bildsensor er- fasste Bild der Beschichtungsmittelstrahlen auswertet und darin Fehlerfälle erkennt, wie beispielsweise einen fehlenden Beschichtungsmittelstrahl aufgrund des Zusetzens einer Düse.
Die Bilderfassung kann hierbei durch eine Beleuchtungsein- richtung verbessert werden, die in der Sichtachse des
Bildsensors auf der gegenüberliegenden Seite der Beschichtungsmittelstrahlen angeordnet ist.
Die Bildauswertungseinheit kann vorzugsweise folgende Fehler¬ fälle erkennen und unterscheiden:
einen schiefen Beschichtungsmittelstrahl, der aufgrund eines teilweisen Zusetzens einer Düse schräg zur Dü¬ senachse austritt,
einen instabilen Beschichtungsmittelstrahl, der vorzeitig in Beschichtungsmitteltröpfchen zerfällt,
einen Beschichtungsmittelstrahl mit einer zu geringen Beschichtungsmittelmenge,
einen gestörten Beschichtungsmittelstrahl, und/oder einen fehlenden Beschichtungsmittelstrahl aufgrund eines vollständigen Zusetzens der Düse.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Sensoranordnung dagegen einen kapazitiven Sensor auf, der mehrere Beschichtungsmittelstrahlen gemeinsam vermisst.
Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der ka¬ pazitive Sensor lediglich einen einzigen Beschichtungsmittel¬ strahl kapazitiv vermisst, wobei dann vorzugsweise für jede Düse jeweils ein kapazitiver Sensor vorgesehen ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Sensoranordnung eine Lichtschranke auf, wobei der Beschich- tungsmittelstrahl aus der Düse die Lichtschranke passiert und von der Lichtschranke vermessen wird. Hierbei ist vorzugswei¬ se jeder Düse jeweils eine Lichtschranke zugeordnet, die von dem jeweiligen Beschichtungsmittelstrahl passiert wird.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung strömt das Beschichtungsmittel durch einen Beschichtungsmittelkanal und wird in dem Beschichtungsmittelkanal von einem kapaziti¬ ven Sensor oder von einem resistiven Sensor (Widerstandssensor) vermessen, um daraus auf Fehlerfälle (z.B. zu geringer Mengenstrom) zu schließen.
Allgemein ist zu erwähnen, dass der Druckkopf vorzugsweise einen eng begrenzten Beschichtungsmittelstrahl abgibt im Gegensatz zu einem Sprühnebel, wie es bei herkömmlichen Zerstäubern (z.B. Rotationszerstäuber) der Fall ist.
Der Druckkopf kann beispielsweise einen Tröpfchenstrahl abge¬ ben im Gegensatz zu einem in Strahllängsrichtung zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl . Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der
Druckkopf einen in Strahllängsrichtung zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl abgibt im Gegensatz zu einem Tröpfchenstrahl . Vorzugsweise hat der Druckkopf einen sehr hohen Auftragswirkungsgrad von mindestens 80%, 90%, 95% oder sogar 99%, so dass im Wesentlichen das gesamte applizierte Beschichtungs¬ mittel vollständig auf dem Bauteil abgelagert wird, ohne dass störender Overspray entsteht. Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass der Druckkopf vorzugs¬ weise eine hohe Flächenbeschichtungsleistung aufweist, die vorzugsweise so groß ist, dass der Druckkopf zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen geeignet ist. Die Flächenbeschichtungsleistung des Düsenapplikators ist deshalb vorzugsweise größer als 0,5m2/min, lm2/min oder sogar 3m2/min.
Der Düsenapplikator wird vorzugsweise mittels eines Manipula- tors bewegt, wobei es sich vorzugsweise um einen mehrachsigen Lackierroboter mit einer seriellen Roboterkinematik und mindestens sechs beweglichen Roboterachsen handelt.
Die Steuerung der Beschichtungsmittelabgabe in dem Düsen- applikator erfolgt vorzugsweise durch Steuerventile mit einem ansteuerbaren Aktor, wie beispielsweise einem Magnetaktor oder einem Piezoaktor.
Ferner ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur Schutz beansprucht für den vorstehend beschriebenen Düsenapplikator mit der Einrichtung zum Verhindern bzw. Erkennen des Zuset- zens einer Düse. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für eine komplette Lackieranlage, beispielsweise zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen.
Darüber hinaus umfasst die Erfindung auch ein entsprechendes Betriebsverfahren, wobei sich die Verfahrensschritte des Be¬ triebsverfahrens bereits aus der vorstehenden Beschreibung ergeben und deshalb nicht separat beschrieben werden müssen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens wird der Düsenapplikator mit geöffneten Düsen über eine Testfläche (z.B. Vlies, Glasplatte) bewegt, wobei der Düsenapplikator Beschichtungsmittelstrahlen auf die Testfläche appliziert und dadurch ein Spritzbild auf der Testfläche erzeugt. Anhand des Spritzbildes kann dann ermit¬ telt werden, ob die Düsen teilweise oder vollständig zuge¬ setzt sind. Das erfindungsgemäße Betriebsverfahren sieht des- halb in dieser Variante vor, dass das Spritzbild auf der
Testfläche ausgewertet wird, beispielsweise mit einer Kamera und einer Bildauswertungseinheit.
Nach der Erkennung einer Abweichung können beispielsweise folgende Aktionen ausgelöst werden:
- Fehlermeldung,
- Rückspülen von Applikator bzw. Düsenplatte Rückspülen (d.h. von außen nach innen) ,
- Düsenreinigen (von außen und von innen nach außen) ,
- Applikator-Wechsel (komplett ersetzen) .
Hinsichtlich der Häufigkeit des vorstehend erwähnten Tests bestehen beispielsweise folgenden Möglichkeiten:
- Durchführung des Tests vor jeder Karosse,
- Durchführung des Tests in vorbestimmten Zeitintervallen,
- Durchführung des Tests in vorbestimmten Zeitintervallen, in denen nicht appliziert wird,
- Durchführung des Tests nach jedem Farbwechsel,
- Durchführung des Tests jeweils zu Produktionsbeginn,
- Durchführung des Tests jeweils zum Schichtbeginn,
- Durchführung des Tests jeweils am Schichtende,
- Durchführung des Tests jeweils zum Produktionsende,
- Durchführung des Tests jeweils nach Störungen,
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 erfindungsgemä¬ ßen Beschichtungseinrichtung mit einem Düsenappli- kator und einem Filter zum Verhindern des Zusetzens der Düsen des Düsenapplikators ,
Figur 2 eine Abwandlung von Figur 1 mit zwei wahlweise
durchströmbaren Filtern,
Figur 3 eine Abwandlung von Figur 3 mit einem Farbwechsler und zahlreichen Filtern in den Zuleitungen des
Farbwechslers ,
Figur 4A eine schematische Darstellung einer erfindungsgemä¬ ßen Beschichtungseinrichtung mit einer Kamera ba- sierten Einrichtung zum Erkennen des Zusetzens der
Düsen des Düsenapplikators,
Figur 4B eine Abwandlung von Figur 4A, Figur 5 eine Abwandlung von Figur 4A bzw. 4B mit mehreren
Lichtschranken zur Vermessung der Beschichtungsmit- telstrahlen,
Figur 6 eine Abwandlung von Figur 5 mit einem kapazitiven
Sensor, der sämtliche Beschichtungsmittelstrahlen gemeinsam vermisst,
Figur 7 eine Abwandlung von Figur 6 mit einem kapazitiven
Sensor, der den Beschichtungsmittelstrom in einem Beschichtungsmittel führenden Kanal vermisst.
Figur 1 zeigt eine stark vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung mit einem Düsen- applikator 1 als Applikationsgerät, wobei es sich beispiels- weise um einen Druckkopf handeln kann, der räumlich eng begrenzte Beschichtungsmittelstrahlen anstelle eines Sprühne¬ bels abgibt, wie es bei herkömmlichen Zerstäubern (z.B. Rotationszerstäubern) der Fall ist.
Der Düsenapplikator 1 wird eingangsseitig über ein Filter 2, eine Dosierpumpe 3 und einen Farbwechsler 4 mit dem zu appli¬ zierenden Lack versorgt. Hierzu ist der Farbwechsler 4 eingangsseitig an mehrere Beschichtungsmittelzuleitungen F1-F6 angeschlossen, über die verschiedenfarbige Lacke zugeführt werden können.
Darüber hinaus ist der Farbwechsler 4 eingangsseitig an eine Pulsluftleitung PL und an eine Verdünnerleitung V angeschlos- sen, über die Pulsluft bzw. Spülmittel (Verdünner) zum Spülen des Düsenapplikators 1, des Filters 2 und der Dosierpumpe 3 zugeführt werden können.
Ferner weist die Beschichtungseinrichtung ein Rückführven- til 5 auf, über das ausgespülte Beschichtungsmittelreste und Spülmittel in eine Rückführung R geleitet werden können.
Hierbei ist zu erwähnen, dass der Düsenapplikator 1 zahlreiche Düsen mit einem sehr kleinen Düsendurchmesser aufweist, so dass die Gefahr eines Zusetzens der Düsen des Düsenappli¬ kators 1 besteht. Der Filter 2 verringert diese Gefahr des Zusetzens der Düsen, da der Filter 2 Beschichtungsmittelbe- standteile ausfiltert, die zu einem Zusetzen der Düsen führen können .
Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass der Filter 2 gespült werden kann, um die ausgefilterten Beschichtungsmittelbe- standteile wieder aus dem Filter 2 ausspülen zu können. Hierzu weist die Beschichtungseinrichtung eine Spülventilanord- nung 6 auf, die eingangsseitig an die Spülmittelzuleitung V und an die Rückführung R angeschlossen ist. Darüber hinaus ist die Spülventilanordnung 6 an einen stromaufwärtigen und an einen stromabseitigen Spülanschluss des Filters 2 ange- schlössen. Die Spülventilanordnung 6 kann deshalb Spülmittel wahlweise in der normalen Strömungsrichtung oder entgegen der normalen Strömungsrichtung durch den Filter 2 leiten, um darin befindliche Beschichtungsmittelreste aus dem Filter 2 aus zuspülen .
Figur 2 zeigt eine Abwandlung von Figur 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten diesel¬ ben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass zwei Einzelfilter 2.1, 2.2 vorgesehen sind, die parallel zueinander geschaltet sind. Stromaufwärts und stromabwärts hinter den beiden Einzelfiltern 2.1, 2.2 ist jeweils eine Auswahlventilanordnung 7 bzw. 8 angeordnet, die mit den beiden Einzelfiltern 2.1, 2.2 verbunden ist.
Die stromaufwärtige Auswahlventilanordnung 7 kann Beschich- tungsmittel und Spülmittel wahlweise dem Einzelfilter 2.1 o- der dem Einzelfilter 2.2 zuführen.
Die stromabwärtige Auswahlventilanordnung 8 kann dagegen aus dem einen Einzelfilter 2.1 oder 2.2 Beschichtungsmittel aufnehmen und dem Düsenapplikator 1 zuführen und aus dem jeweils anderen Einzelfilter 2.2 bzw. 2.1 Spülmittel und Beschichtungsmittelreste aufnehmen und in die Rückführung R leiten.
Auf diese Weise ist ein sogenannter A/B-Betrieb möglich, in dem immer einer der beiden Einzelfilter 2.1 bzw. 2.2 von Be- schichtungsmittel durchströmt wird, während der jeweils ande¬ re Einzelfilter 2.2 bzw. 2.1 mit Spülmittel gespült wird.
Figur 3 zeigt eine weitere Abwandlung, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugs¬ zeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass in jeder der Beschichtungsmittelzuleitungen F1-F6 jeweils ein Filter 2.1-2.6 angeordnet ist. Dies bietet die Mög¬ lichkeit, dass die Filtercharakteristiken und Filtereigenschaften der einzelnen Filter 2.1-2.4 an die Eigenschaften des jeweiligen Beschichtungsmittels individuell angepasst werden können.
Im Folgenden wird nun das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4A beschrieben, das auf einen zweiten Erfindungsaspekt abstellt, in dem das Zusetzen der Düsen des Düsenapplikators 1 erkannt wird, damit dann ggf. Gegenmaßnahmen ergriffen werden können.
Hierzu weist die Beschichtungseinrichtung zunächst eine Kame¬ ra 9 auf, die seitlich neben dem Düsenapplikator 1 angeordnet und mit ihrer Sichtachse im Wesentlichen rechtwinklig zu der Ebene der Beschichtungsmittelstrahlen ausgerichtet ist. Die Kamera 9 betrachtet die Beschichtungsmittelstrahlen des Düsenapplikators 1 also von der Seite.
Zur Verbesserung der Bilderfassung ist auf der gegenüberlie- genden Seite der Beschichtungsmittelstrahlen eine Beleuchtungseinrichtung 10 angeordnet. Die Kamera 9 ist ausgangsseitig mit einer Bildauswertungsein¬ heit 11 verbunden, die das von der Kamera 9 erfasste Bild der Beschichtungsmittelstrahlen auswertet, um Fehler zu erkennen. So zeigt die Zeichnung im unteren Bereich eine exemplarische, vereinfachte Darstellung eines erfassten Bildes 12 mit mehre¬ ren Beschichtungsmittelstrahlen 13-19.
Die Beschichtungsmittelstrahlen 13-15 sind hierbei fehler- frei.
Der Beschichtungsmittelstrahl 16 tritt dagegen schief aus dem Düsenapplikator 1 aus, was durch ein teilweises Zusetzen der betreffenden Düse verursacht werden kann.
Der Beschichtungsmittelstrahl 17 ist dagegen instabil.
Der Beschichtungsmittelstrahl 18 weist dagegen eine zu geringe Menge des Beschichtungsmittels auf, was durch ein teilwei- ses Zusetzen der Beschichtungsmittelzuführung verursacht werden kann.
Schließlich ist der Beschichtungsmittelstrahl 19 gestört. Die Bildauswertungseinheit 11 ermöglicht nun eine Erkennung und Unterscheidung der verschiedenen Typen von fehlerfreien bzw. fehlerhaften Beschichtungsmittelstrahlen 13-19.
Figur 4B zeigt eine Abwandlung von Figur 4A, so dass zur Ver- meidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verweisen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten diesel¬ ben Bezugszeichen verwendet werden. Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Sichtachse der Kamera 9 hierbei rechtwinklig zu den einzelnen Beschichtungsmittelstrahlen, aber parallel zur Ebene der Beschichtungsmittelstrahlen ausgerichtet ist.
Figur 5 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 4A bzw. Figur 4B, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen ver- wendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass anstelle des kamerabasierten Bilderfassungssystems meh¬ rere Lichtschranken 20-23 vorgesehen sind, die jeweils einen Beschichtungsmittelstrahl 24-27 vermessen und mit jeweils einer Auswertungseinheit 28-31 verbunden sind, um einen fehlen¬ den Beschichtungsmittelstrahl erkennen zu können.
Figur 6 zeigt eine weitere Abwandlung, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wieder auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten diesel¬ ben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass anstelle der Lichtschranken 20-23 ein kapazitiver Sensor mit zwei Kondensatorplatten 32, 33 eingesetzt wird, um die Beschichtungsmittelstrahlen 24-27 zu vermessen. Die Beschichtungsmittelstrahlen 24-27 verlaufen hierbei also zwischen den beiden Kondensatorplatten 32, 33, so dass der kapazitive Sen- sor alle Beschichtungsmittelstrahlen 24-27 gemeinsam ver- misst . Ausgangsseitig ist der kapazitive Sensor 32, 33 mit einer Auswertungseinheit 34 verbunden, die Fehlerfälle erkennen kann . Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 stimmt teilweise mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 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 die beiden Kondensatorplatten 32, 33 des kapazitiven Sensors an den Wänden eines Düsenkanals 35 angeordnet sind, der durch eine Düsenplatte 36 verläuft. Der kapazitive Sensor mit den beiden Kondensatorplatten 32, 33 vermisst also die
Beschichtungsmittelströmung durch den Düsenkanal 35 und kann dadurch Fehlerfälle erkennen. Das Beschichtungsmittel wird hierbei durch eine Lackzuführung 37 in dem Druckkopf zuge¬ führt .
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen be¬ vorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen. Die Erfindung umfasst also eine Vielzahl von Erfindungsaspekten, die unabhängig voneinander Schutz ge- nießen. Bezugs zeichenliste :
F1-F6 Beschichtungsmittel Zuleitungen
PL PulsluftZuleitung
V Spülmittelzuleitung
R Rückführung
1 Düsenapplikator
2 Filter
2.1-2.6 Einzelfilter
3 Dosierpumpe
4 Farbwechsler
5 Rückführventil
6 Spülventilanordnung
7 Auswahlventilanordnung
8 Auswahlventilanordnung
9 Kamera
10 Beleuchtungseinrichtung
11 Bildauswertungseinheit
12 Bild der Beschichtungsmittelstrahlen
13-15 Fehlerfreie Beschichtungsmittelstrahlen
16 Schiefer Beschichtungsmittelstrahl
17 instabiler Beschichtungsmittelstrahl
18 Beschichtungsmittelstrahl mit zu geringer Menge 19 gestörter Beschichtungsmittelstrahl
20-23 Lichtschranken
24-27 Beschichtungsmittelstrahlen
28-31 Auswertungseinheiten
32, 33 Kondensatorplatten des kapazitiven Sensors 34 Auswertungseinheit
35 Düsenkanal
36 Düsenplatte
37 Lackzuführung
-k -k -k -k -k

Claims

ANSPRÜCHE
1. Beschichtungseinrichtung zur Beschichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel , insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, mit
a) einem Düsenapplikator (1), insbesondere einem Druck- köpf, mit mindestens einer Düse zur Abgabe eines Be- schichtungsmittelstrahls (13-19; 24-27) des Beschich- tungsmittels auf das zu beschichtende Bauteil,
gekennzeichnet durch
b) eine Einrichtung zum Verhindern und/oder Erkennen eines
Zusetzens der Düse.
2. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Filter (2, 2.1-2.6) stromaufwärts vor der Dü¬ se zur Filterung des Beschichtungsmittels .
3. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Düse eine Düsenöffnung mit einer bestimmten Düsengröße aufweist, und
b) dass der Filter (2, 2.1-2.6) eine bestimmte Filterma¬ schenweite aufweist, und
c) dass das Verhältnis der Filtermaschenweite zu der Dü¬ sengröße größer ist als 0,01, 0,05, 0,1, 0,2, 0,5 oder 1, und/oder
d) dass das Verhältnis der Filtermaschenweite zu der Dü¬ sengröße kleiner ist als 5, 2, 1, 0,5, 0,2 oder 0,1.
4. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, a) dass das Beschichtungsmittel im Beschichtungsbetrieb in einer normalen Strömungsrichtung durch den Filter (2, 2.1-2.6) strömt,
b) dass der Filter in der normalen Strömungsrichtung mit einem Spülmittel spülbar ist, so dass das Spülmittel den Filter (2, 2.1-2.6) in der normalen Strömungsrichtung durchströmt, und/oder
c) dass der Filter (2, 2.1-2.6) entgegen der normalen
Strömungsrichtung mit einem Spülmittel spülbar ist, so dass das Spülmittel den Filter (2, 2.1-2.6) entgegen der normalen Strömungsrichtung durchströmt, und/oder d) dass die Beschichtungseinrichtung einen Spülmittelan- schluss (V) aufweist, um das Spülmittel zuzuführen, und/oder
e) dass die Beschichtungseinrichtung einen Rückführan- schluss (R) aufweist, um ein Gemisch aus Beschichtungs¬ mittel und Spülmittel in eine Rückführung zurückzuführen, und/oder
f) dass die Beschichtungseinrichtung eine Spülventilanord¬ nung (6) aufweist, um das Spülmittel wahlweise in der normalen Strömungsrichtung oder entgegen der normalen Strömungsrichtung durch den Filter (2, 2.1-2.6) zu leiten .
5. Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Filter (2.1-2.2) ein Doppelfilter ist mit zwei Einzelfiltern (2.1-2.2), die parallel zueinander angeordnet sind,
b) dass das Beschichtungsmittel durch eine Auswahlventila¬ nordnung (7, 8) wahlweise in den einen Einzelfilter (2.1) oder in den anderen Einzelfilter (2.2) geleitet wird,
c) dass das Spülmittel durch die Auswahlventilanordnung (7, 8) wahlweise in den einen Einzelfilter (2.1) oder in den anderen Einzelfilter (2.2) geleitet wird, und d) dass der eine Einzelfilter (2.1) von dem Spülmittel
durchströmt wird, während der andere Einzelfilter (2.2) von dem Beschichtungsmittel durchströmt wird.
6. Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis
5, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Beschichtungseinrichtung eine Dosierpumpe (3) aufweist, die das Beschichtungsmittel zu dem Düsenap- plikator (1) fördert, und
b) dass der Filter (2) zwischen der Dosierpumpe (3) und dem Düsenapplikator (1) angeordnet ist, oder
c) dass der Filter (2.1, 2.6) stromaufwärts vor der Do- sierpumpe angeordnet ist.
7. Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis
6, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Beschichtungseinrichtung einen Farbwechsler
(4) aufweist, der aus mehreren Beschichtungsmittelzu- leitungen (F1-F6) ein gewünschtes Beschichtungsmittel auswählt und an den Düsenapplikator (1) weiterleitet, b) dass in den Beschichtungsmittelzuleitungen (F1-F6)
stromaufwärts vor dem Farbwechsler (4) jeweils ein Fil- ter (2.1-2.6) angeordnet ist, und/oder
c) dass die Filter (2.1-2.6) am Eingang des Farbwechslers
(4) vorzugsweise unterschiedlich und an das jeweilige Beschichtungsmittel angepasst sind.
8. Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis
7, dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Filter (2, 2.1-2.6) Innenkonturen aufweist, die hinterschneidungsfrei sind, und/oder
b) dass der Filter (2, 2.1-2.6) Innenflächen aufweist mit einer Rauzahl Rz<10, Rz<8, Rz< 7, Rz<6,3, Rz<5 oder Rz<4.
9. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Sensoranordnung (9; 20- 23; 33, 33) zur Unterscheidung eines fehlerfreien Strahlabga be von einer fehlerhaften Strahlabgabe durch den Düsenappli- kator ( 1 ) .
10. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Sensoranordnung (9, 10, 11) einen Bildsensor
(9), insbesondere eine Kamera (9), aufweist, der ein Bild (12) der Beschichtungsmittelstrahlen (13-19) er- fasst, insbesondere mit einer Sichtachse
al) quer zur Ebene der Beschichtungsmittelstrahlen
(13-19) und quer zu den einzelnen Beschichtungs¬ mittelstrahlen (13-19), und/oder
a2) in der Ebene der Beschichtungsmittelstrahlen (13 19) und quer zu den einzelnen Beschichtungsmit¬ telstrahlen (13-19),
b) dass die Sensoranordnung (9, 10, 11) eine Bildauswertungseinheit (11) aufweist, die das von dem Bildsensor (9) erfasste Bild (12) auswertet und darin Fehlerfälle erkennt,
c) dass vorzugsweise eine Beleuchtungseinrichtung (10) vorgesehen ist, die in der Sichtachse des Bildsensors (9) auf der gegenüber liegenden Seite der Beschichtungsmittelstrahlen (13-19) angeordnet ist.
11. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswertungseinheit (11) durch die Bildauswertung folgende Fehlerfälle erkennt:
a) einen schiefen Beschichtungsmittelstrahl (16), der schräg zur Düsenachse austritt, und/oder
b) einen instabilen Beschichtungsmittelstrahl (17), der in Beschichtungsmitteltröpfchen zerfällt, und/oder
c) einen Beschichtungsmittelstrahl (18) mit einer zu geringen Beschichtungsmittelmenge, und/oder
d) einen gestörten Beschichtungsmittelstrahl (19),
und/oder
e) einen fehlenden Beschichtungsmittelstrahl aufgrund eines Zusetzens der Düse.
12. Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis
11, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Sensoranordnung einen kapazitiven Sensor (32, 33) aufweist, und
b) dass der kapazitive Sensor (32, 33) mehrere Beschich- tungsmittelstrahlen (24-27) gemeinsam vermisst, oder c) dass jeder Düse (35) jeweils ein kapazitiver Sensor
(32, 33) zugeordnet ist, der den jeweiligen Beschichtungsmittelstrahl kapazitiv vermisst.
13. Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis
12, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Sensoranordnung eine Lichtschranke (20-23) aufweist, wobei der Beschichtungsmittelstrahl (24-27) aus der Düse die Lichtschranke (20-23) passiert, und/oder
b) dass jeder Düse jeweils eine Lichtschranke (20-23) zu¬ geordnet ist, die von dem jeweiligen Beschichtungsmit¬ telstrahl (24-27) passiert wird.
14. Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis
13, dadurch gekennzeichnet,
a) dass Beschichtungsmittel durch eine Beschichtungsmit- telkanal (35) strömt, und b) dass ein kapazitiver oder resistiver Sensor (32, 33) die Beschichtungsmittelströmung in dem Beschichtungs- mittelkanal (35) vermisst, um daraus auf Fehlerfälle zu schließen .
15. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Druckkopf einen eng begrenzten Beschichtungs- mittelstrahl abgibt im Gegensatz zu einem Sprühnebel, und/oder
b) dass der Druckkopf einen Tröpfchenstrahl abgibt im Gegensatz zu einem in Strahllängsrichtung zusammen hängenden Beschichtungsmittelstrahl , oder
c) dass der Druckkopf einen in Strahllängsrichtung zusam- men hängenden Beschichtungsmittelstrahl abgibt im Gegensatz zu einem Tröpfchenstrahl, und/oder
d) dass der Druckkopf einen Auftragswirkungsgrad von min¬ destens 80%, 90%, 95% oder 99% aufweist, so dass im We¬ sentlichen das gesamte applizierte Beschichtungsmittel vollständig auf dem Bauteil abgelagert wird, ohne dass
Overspray entsteht, und/oder
e) dass der Druckkopf eine Flächenbeschichtungsleistung von mindestens 0,5 m2/min, lm2/min, 2m2 /min oder mindestens 3m2/min aufweist, und/oder
f) dass der Düsenapplikator (1) mittels eines Manipula¬ tors, insbesondere mittels eines mehrachsigen Roboters bewegt wird, und/oder
g) dass das Beschichtungsmittel ein Lack ist, insbesondere ein Basislack, ein Klarlack, ein Effektlack, ein Mica- Lack oder ein Metallic-Lack, und/oder
h) dass das Beschichtungsmittel ein Wasserlack oder ein Lösemittellack ist, und/oder
i) dass der Düsenapplikator (1) mindestens einen
elektrisch ansteuerbaren Aktor aufweist, um Tropfen des Beschichtungsmittels aus dem Druckkopf auszustoßen, insbesondere einen Magnetaktor oder einen Piezoaktor, und/oder
j) dass die Düse einen Düsendurchmesser von weniger als 1mm, 500μιη, 250μιη, 120μη oder 50μη aufweist.
16. Betriebsverfahren für eine Beschichtungseinrichtung mit einem Düsenapplikator (1) zur Beschichtung von Bauteilen mit einem Beschichtungsmittel , insbesondere für eine Lackieranla- ge zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, insbesondere für eine Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten:
a) Abgabe eines Beschichtungsmittelstrahls (13-19; 24-27) des Beschichtungsmittels durch den Düsenapplikator (1), gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
b) Erkennen und/oder Verhindern eines Zusetzens der Düse des Düsenapplikators (1).
17. Betriebsverfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch folgende Schritte zum Erkennen eines Zusetzens der Dü¬ sen des Düsenapplikators (1) :
a) Bewegen des Düsenapplikators (1) mit geöffneten Düsen über eine Testfläche, insbesondere über ein Vlies oder eine Glasplatte, wobei der Düsenapplikator (1) Be- schichtungsmittelstrahlen auf die Testfläche appliziert und ein Spritzbild auf der Testfläche erzeugt, und b) Auswerten des Spritzbildes auf der Testfläche zur Er¬ kennung eines Zusetzens der Düsen.
-k -k -k -k -k
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