WO2020115117A1 - Reinigungsgerät für ein applikationsgerät - Google Patents

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WO2020115117A1
WO2020115117A1 PCT/EP2019/083642 EP2019083642W WO2020115117A1 WO 2020115117 A1 WO2020115117 A1 WO 2020115117A1 EP 2019083642 W EP2019083642 W EP 2019083642W WO 2020115117 A1 WO2020115117 A1 WO 2020115117A1
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WO
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cleaning
coating agent
jet
application
nozzles
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/083642
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Georg Fritz
Benjamin WÖHR
Jerome Lavallée
Moritz BUBEK
Timo Beyl
Frank Herre
Steffen Sotzny
Daniel Tandler
Tobias Berndt
Georg Sommer
Original Assignee
Dürr Systems Ag
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Publication date
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Priority to JP2021532170A priority patent/JP2022518341A/ja
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Priority to KR1020217021276A priority patent/KR20210102332A/ko
Priority to US17/299,047 priority patent/US20220040719A1/en
Priority to EP19817623.2A priority patent/EP3890895B1/de
Priority to MX2021006566A priority patent/MX2021006566A/es
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Priority to ZA2021/04708A priority patent/ZA202104708B/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/50—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter
    • B05B15/55—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids
    • B05B15/555—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids discharged by cleaning nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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    • B05B12/08—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means
    • B05B12/082—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area responsive to condition of liquid or other fluent material to be discharged, of ambient medium or of target ; responsive to condition of spray devices or of supply means, e.g. pipes, pumps or their drive means responsive to a condition of the discharged jet or spray, e.g. to jet shape, spray pattern or droplet size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16505—Caps, spittoons or covers for cleaning or preventing drying out
    • B41J2/16508—Caps, spittoons or covers for cleaning or preventing drying out connected with the printer frame
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    • B41J2/16552—Cleaning of print head nozzles using cleaning fluids
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    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16579—Detection means therefor, e.g. for nozzle clogging

Definitions

  • the invention relates to a cleaning device for cleaning an application device (e.g. printhead or non-atomizing application device), which applies at least one coating agent jet of a coating agent (e.g. paint, adhesive, sealant) to a component (e.g. vehicle body component) during operation.
  • a coating agent e.g. paint, adhesive, sealant
  • the invention further comprises an operating method for such a cleaning device.
  • rotary sprayers are usually used as an application device, which atomize the coating agent to be applied and emit a spray cloud of the coating agent.
  • these rotary atomizers must be cleaned inside and out to avoid contamination with paint residues or build-up of paint residues.
  • cleaning devices are known from the prior art, which are described, for example, in EP 1 671 706 A2, DE 10 2014 006 647 A1 and
  • a disadvantage of the known rotary atomizers is the fact that the degree of application is not 100%, so that part of the applied lacquer has to be disposed of as an overspray.
  • Printheads are used as application devices instead of rotary atomizers, as described for example in DE 10 2013 002 412 A1.
  • Printheads of this type do not emit a spray jet, but instead emit narrowly limited coating agents from small nozzles, so that no overspray is produced during operation.
  • Coating agent jet can be understood to mean a coherent jet which is not yet subject to natural decay, as well as a directed jet which at least partially consists of drops.
  • a disadvantage of the prior art is the fact that the known cleaning devices are designed for rotary atomizers and are therefore not suitable for printheads. Another disadvantage of the prior art is that the cleaning of the printheads on the one hand and the testing of the coating agent jets on the other hand have hitherto had to take place in separate devices.
  • EP 3 354 354 A1 DE 11 2016 001 682 T5 and DE 10 2016 206 995 A1.
  • the object of the invention is therefore to solve this problem.
  • This object is achieved by a cleaning device according to the invention and a corresponding operating method.
  • the invention encompasses the general technical teaching of integrating a cleaning device for an application device (e.g. printhead) and a jet test device into a single structural unit.
  • an application device e.g. printhead
  • a jet test device e.g. a jet test device
  • this has the advantage that only one device is required for the radiation test and for cleaning.
  • Another advantage is that one of two collecting devices for paint residues can be dispensed with, since otherwise a collecting device for the cleaning device and for the jet test device is required for separate devices.
  • the invention enables a central solution for painting booths and a complete elimination of washing out or dry separation.
  • the prior art can be used to some extent, so that, for example, DE 10 2010 052 698 A1,
  • the application device to be cleaned and measured is a printhead, such as that made of
  • printhead used in the context of the invention serves to differentiate from atomizers that apply a spray cloud of the atomized coating agent (e.g. paint).
  • a printhead in the sense of the invention emits one or more narrowly limited coating agent jets, which can have, for example, a beam expansion angle of less than 5 ° or 2 °, 1 °, 0.5 ° or 0.1 °.
  • Such printheads are essentially over spray-free, i.e. the order efficiency is practically 100%.
  • the coating agent jets can optionally consist of individual, separate coating agent drops or of a sequence of coating agent drops.
  • the individual coating agent jets are connected in the longitudinal direction of the jet, these alternatives being known from the prior art cited at the beginning and therefore need not be described in more detail.
  • the beam inspection device has a sensor for detecting the at least one coating agent jet, in particular an optical sensor, such as a camera or a high-speed camera.
  • an optical sensor such as a camera or a high-speed camera.
  • the beam inspection device When checking the at least one coating agent beam by means of an optical sensor, the beam inspection device has an illumination source, preferably a counter light source, which emits a light beam onto the optical sensor, the coating agent beam to be checked running in the beam path of the light beam between the counter light source and the optical sensor, so that the optical sensor checks the coating agent jet against the light.
  • the light beam of the backlight source runs transversely (for example at right angles, orthogonally) to the coating agent beam to be tested.
  • the light beam of the back light source runs transversely, in particular essentially at right angles, to the beam plane.
  • the light beam of the counter light source runs tangentially, in particular essentially at an angle of 0 °, to the beam plane.
  • the opening in the cleaning device must be large enough to accommodate the beams in both orientations or there must be two separate openings with different orientations.
  • the collecting device movable, in particular rotatable, in order to be able to check the different orientations of the beam plane.
  • the application device e.g. printhead
  • the application device typically emits several parallel coating agent jets that lie in a common jet plane.
  • the light beam from the backlight source is preferably oriented transversely (e.g. at right angles, orthogonally) to the beam plane of the coating agent beams.
  • the beam test device preferably has an optical diffuser which is arranged in the beam path of the back light source between the back light source and the coating agent beam to be tested, so that the back light is diffuse.
  • the diffuser can, for example, be arranged in a stationary manner, so that diffuse backlighting is used in every operating state.
  • the diffuser is arranged to be movable and can optionally be moved into the beam path of the back light source or out of the beam path of the back light source in order to provide the back light either diffusely or in a bundled form.
  • the jet inspection device preferably checks the coating agent jet in a specific inspection area (ROI: Region of Interest), the spatially limited inspection area preferably being located immediately after it emerges from the application device, that is to say immediately in front of the nozzle openings of the application device , for example at a distance of 0-100mm, especially 0-70mm, in particular from 0-40mm.
  • ROI Region of Interest
  • the preferred exemplary embodiment has an evaluation unit which is connected to the sensor on the input side and determines at least one of the following variables from the sensor signal:
  • Number of coating agent jets emerging from the application device In this way, for example, the clogging of a coating agent nozzle can be recognized if the number of coating agent jets determined does not correspond to the number of coating agent nozzles.
  • Exit angle of the at least one coating agent jet In this way, a beginning clogging of a coating agent nozzle can be recognized, since this often manifests itself in a slightly oblique exit of the respective coating agent jet.
  • Parallelism of the coating agent jets relative to one another can also be useful, for example, to detect clogging of the coating agent nozzles of the printhead, since the coating agent jets can then emerge at a slight angle, as already mentioned above.
  • Decay length of the at least one coating agent jet wherein the decay length is the length of the initially connected coating agent jet, from which the coating agent jet disintegrates into individual drops of coating agent. This can also be useful if, for example, to detect a beginning blockage of the coating agent nozzles of the print head, since clogging of the coating agent nozzles results in a shorter disintegration length.
  • Delay time of the individual coating agent jets between a valve opening command and the subsequent detection of the associated coating agent jet the delay time being determined individually for the individual coating agent jets.
  • this individual delay time can then be taken into account in a compensatory manner. Size of the individual coating agent drops of the coating agent jet.
  • the cleaning device preferably has a cleaning container in order to receive the application device or at least the coating agent jets emitted by the application device during a cleaning.
  • the cleaning container preferably has an insertion opening which is preferably arranged on the top of the cleaning container in order to receive the application device to be cleaned or at least the coating agent jet dispensed by the application device.
  • the insertion opening is preferably sufficiently large to be able to receive all of the coating medium jets of the application device without the coating agents jetting soiling the outer surface of the cleaning device.
  • the cleaning device has at least one further opening into which the application device releases the paint during the measurement, i.e. an opening for the cleaning process and at least one additional opening for the jet test process.
  • At least one cleaning nozzle is preferably arranged in the cleaning container in order to spray the application device from the outside with a cleaning fluid.
  • the cleaning fluid can be a detergent for water-based fluids or for fluids based on organic solvents. This also includes mixtures which, in addition to water and / or organic solvents, also contain other substances, such as, for example, wetting agents, co-solvents or other additives.
  • the cleaning nozzle can be arranged stationary in the cleaning container.
  • the at least one cleaning nozzle is arranged movably in the cleaning container, for example rotatable or pivotable, so that the cleaning effect can be improved.
  • the cleaning nozzle can also be moved linearly (forwards and backwards) by means of a cylinder, for example.
  • the cleaning container can have a discharge in order to be able to discharge residues of the coating agent and the cleaning agent into a return line.
  • at least one cleaning nozzle is preferably arranged in the cleaning container in order to blow on the application device from the outside with a drying gas (for example compressed air).
  • the drying nozzle can be rotatably or pivotably mounted or moved linearly (back and forth).
  • the cleaning nozzle preferably emits a flat jet of the cleaning agent from an essentially linear nozzle arrangement, for example from a slot nozzle or from numerous outlet nozzles, which are arranged in a row of nozzles.
  • the application device can also have a plurality of application nozzles which are arranged in a row of nozzles.
  • the linear nozzle arrangement of the cleaning nozzles is oriented essentially parallel to the row of nozzles of the application nozzles.
  • the flat jet of the cleaning agent preferably strikes the nozzle row of the application nozzles at an angle from below, at an angle of 5-45 °, in particular 15-35 °, based on the jet direction of the application nozzles.
  • the point of impact of the cleaning agent is not directed directly at the application nozzles in order to prevent cleaning agent from entering the application nozzles or from rinsing out paint from the application nozzles.
  • drying nozzle it should be mentioned that it can also be stationary or movable.
  • the drying nozzle With a movable arrangement of the drying nozzle, this can be moved, for example, by a pneumatic linear cylinder.
  • the drying nozzle also emits the drying gas preferably in the form of a flat jet from an essentially linear nozzle arrangement, in particular from a slot nozzle or from numerous outlet nozzles which are arranged in a row of nozzles.
  • the linear nozzle arrangement of the drying nozzles is preferably oriented transversely to the nozzle row of the application nozzles.
  • the cleaning device can have a moisturizing device in order to keep the outlet nozzles of the application device moist.
  • a moisturizing device can have, for example, a trough, a fleece, a sponge and / or a porous material which are impregnated with a solvent or through which the solvent flows.
  • the moisturizing device can also have a feed line and / or a discharge for the solvent.
  • the invention not only claims protection for the cleaning device according to the invention with the integrated beam inspection device. Rather, the invention also claims protection for a coating system according to the invention with the cleaning device according to the invention and with a multi-axis application robot for moving the application device and a controller, the controller controlling both the application robot and the cleaning device and the beam inspection device. It is possible that the coating system has a paint booth without a washout and without a dry deposit. Finally, the invention also claims protection for a corresponding operating method, where the individual steps of the operating method according to the invention already result from the preceding description, so that a separate description of the operating method according to the invention can be dispensed with.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a cleaning device according to the invention with an integrated beam testing device
  • FIG. 2 shows another schematic illustration of the cleaning device according to FIG. 1,
  • Figure 3 is a simplified plan view of the insertion opening of the cleaning device according to the
  • Figure 4A is a schematic representation of a cleaning device according to the invention, wherein a
  • Robot positions a printhead in a cleaning position
  • FIG. 4B shows a modification of FIG. 4A, the robot positioning the print head in a test position
  • FIGS. 4A-4B shows the operating method of the cleaning device according to FIGS. 4A-4B in the form of a
  • Figure 5 is a schematic representation of a modification of the cleaning device according to Figure 1.
  • Figure 6 is a schematic representation of a coating system according to the invention.
  • FIG. 1 first shows a printhead 1 which applies a plurality of coating agent jets 2 of a coating agent, the coating agent jets 2 being aligned equidistantly and parallel to one another. Only five of the coating agent jets 2 are shown in the drawing. In fact, however, the print head 1 can emit a much larger number of coating agent jets 2. It should be mentioned here that the coating agent jets 2 are emitted from coating agent nozzles which are arranged side by side in a linear nozzle row in the print head 1.
  • the coating agent jets 2 are discharged into an insertion opening 3 of a cleaning device 4, the cleaning device 4 being shown only schematically here.
  • the cleaning device 4 has on its underside an outlet 5 for removing residues of coating agent and detergent.
  • the print head 1 can be cleaned in the cleaning device 4. Flierzu the print head 1 is lowered onto the cleaning device 4, as will be described in detail.
  • the print head 1 is in a test position in which the print head 1 is lifted off the cleaning device 4.
  • the beam test device enables the measurement of the coating agent rays 2 which are emitted by the print head 1.
  • the beam inspection device initially has a back light source 6, which guides a light beam 7 through a diffuser 8, so that the coating agent beams 2 are illuminated with a diffuse counter light.
  • the beam inspection device comprises a camera 9, which is arranged in the beam path of the light beam 7 of the back light source 6 behind the coating agent rays 2 and measures the coating agent rays 2.
  • the image signal of the camera 9 is then forwarded to an evaluation unit 10, which evaluates the image signal and can determine, for example, the number of coating agent jets 2, the exit angle of the coating agent jets 2, the decay length of the coating agent jets 2 and other sizes.
  • jet test device is shown separately from the cleaning device 4 in the drawing. However, this only serves to illustrate the functioning of the beam testing device. In fact, the beam testing device and the cleaning device 4 form a structural unit.
  • FIGS 2 and 3 show other views of the overall device of Figure 1, so that to avoid repetition reference is made to the above description.
  • FIGS. 4A-4C The exemplary embodiment according to FIGS. 4A-4C is now described below, this exemplary embodiment partially matching the exemplary embodiment described above, so that in order to avoid repetition reference is made to the above description, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • FIG. 4A shows how the painting robot 11 positions the print head 1 in a cleaning position above the cleaning device 4. In this cleaning position, the print head 1 is directly above the cleaning device 4 or even in direct contact with it. In this cleaning position, the outlet nozzles of the printhead 1 can be cleaned by a cleaning fluid which is sprayed against the outlet nozzles from the inside.
  • FIG. 4B shows how the painting robot 11 positions the print head 1 in a test position in which the print head 1 is lifted off the cleaning device 4.
  • the coating agent jets 2 nevertheless enter completely into the insertion opening 3 of the cleaning device 4 without the outer surfaces of the cleaning device 4 being contaminated by the coating agent jets 2.
  • the camera 9 can then measure the coating agents 2, as already explained above.
  • a first step S1 the print head 1 is moved into the cleaning position according to FIG. 4A.
  • step S2 the print head 1 is then cleaned in the cleaning position by the cleaning device 4.
  • the painting robot 11 then moves the print head 1 to a test position in a step S3, which is shown in FIG. 4B.
  • a step S4 the print head 1 then ejects the coating agent jets 2.
  • a step S5 the coating agent jets 2 are then measured by the camera 9.
  • steps S1-S6 are repeated with a new cleaning.
  • the print head 1 is ready for normal application of the coating agent in a step S7.
  • FIG. 5 shows a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 1, so that in order to avoid repetition, we refer to the above description of FIG. 1, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a coating system according to the invention a cleaning device 12 which is controlled by a higher-level control 14 via a solenoid valve cabinet 13.
  • FIG. 5 shows a painting robot 15 which guides an application device and is controlled by the controller 14.
  • the drawing shows a jet inspection device 16, which is used to measure the coating agent jets emitted by the application device, as described above.
  • the dashed line makes it clear that the jet test device 16 and the cleaning device 12 form a structural unit.
  • controller controls both the cleaning device 12 and the jet test device 16 and the painting robot 15.
  • the invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, a large number of variants and modifications are possible which also make use of the inventive idea and therefore fall within the scope of protection.
  • the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims, regardless of the respectively referred claims and in particular also without the features of the main claim.
  • the invention thus encompasses a large number of different aspects of the invention, which enjoy protection independently of one another.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät (4) zum Reinigen eines Applikationsgeräts (1), das im Betrieb mindestens einen Beschichtungsmittelstrahl (2) eines Beschichtungsmittels (z.B.Lack)auf ein Bauteil (z.B.Kraftfahrzeugkarosseriebauteil) appliziert. Die Erfindung sieht vor, dass in das Reinigungsgerät (4) eine Strahlprüfungseinrichtung (6-10) integriert ist, um den von dem Applikationsgerät (1) abgegebenen Beschichtungsmittelstrahl (2) zu überprüfen, so dass das Reinigungsgerät (4) mit der Strahlprüfungseinrichtung (6-10) eine bauliche Einheit bildet.

Description

BESCHREIBUNG
REINIGUNGSGERÄT FÜR EIN APPLIKATIONSGERÄT
Die Erfindung betrifft ein Reinigungsgerät zum Reinigen eines Applikationsgeräts (z.B. Druckkopf oder nicht zerstäubendes Applikationsgerät), das im Betrieb mindestens einen Beschichtungsmit telstrahl eines Beschichtungsmittels (z.B. Lack, Klebstoff, Dichtmasse) auf ein Bauteil (z.B. Kraft fahrzeugkarosseriebauteil) appliziert. Weiterhin umfasst die Erfindung ein Betriebsverfahren für ein solches Reinigungsgerät.
In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen werden als Ap plikationsgerät üblicherweise Rotationszerstäuber eingesetzt, die das zu applizierende Beschich tungsmittel zerstäuben und eine Sprühwolke des Beschichtungsmittels abgeben. Bei einem Farb wechsel oder in Betriebspausen (z.B. bei einem Schichtwechsel oder am Wochenende) müssen diese Rotationszerstäuber außen und innen gereinigt werden, um Kontaminationen mit Farbres ten oder Anhaftungen von Farbresten zu vermeiden. Hierzu sind aus dem Stand der Technik Reini gungsgeräte bekannt, die beispielsweise in EP 1 671 706 A2, DE 10 2014 006 647 Al und
DE 10 2010 052 698 Al beschrieben sind.
Nachteilig an den bekannten Rotationszerstäubern ist jedoch die Tatsache, dass der Auftragswir kungsgrad nicht 100% ist, so dass ein Teil des applizierten Lacks als Overspray entsorgt werden muss.
Zur Vermeidung dieses Problems sieht eine neuere Entwicklungslinie vor, dass als Applikationsge räte anstelle von Rotationszerstäubern sogenannte Druckköpfe verwendet werden, wie sie bei spielsweise in DE 10 2013 002 412 Al beschrieben sind. Derartige Druckköpfe stoßen keinen Sprühstrahl aus, sondern geben aus kleinen Düsen jeweils eng begrenzte Beschichtungsmittel strahlen ab, so dass im Betrieb kein Overspray anfällt. Unter„Beschichtungsmittelstrahl" kann so wohl ein zusammenhängender, dem natürlichen Zerfall noch nicht unterliegender Strahl verstan den werden, als auch ein gerichteter, zumindest teilweise aus Tropfen bestehender Strahl.
Problematisch an derartigen Druckköpfen ist jedoch die Tatsache, dass die Düsen der Druckköpfe im Betrieb zusetzen können, was zu einer Fehlfunktion führt. Aus DE 10 2016 014 951 Al ist des halb eine Strahlprüfungseinrichtung bekannt, die ein derartiges Zusetzen einer Beschichtungsmit teldüse eines solchen Druckkopfs erkennen kann.
Nachteilig an dem Stand der Technik ist also die Tatsache, dass die bekannten Reinigungsgeräte für Rotationszerstäuber konzipiert sind und sich deshalb nicht für Druckköpfe eignen. Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik besteht darin, dass die Reinigung der Druckköpfe einerseits und die Prüfung der Beschichtungsmittelstrahlen andererseits bisher in getrennten Geräten erfolgen muss.
Schließlich ist zum allgemeinen technischen Hintergrund der Erfindung hinzuweisen auf EP 3 354 354 Al, DE 11 2016 001 682 T5 und DE 10 2016 206 995 Al.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, dieses Problem zu lösen.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Reinigungsgerät gemäß dem Hauptanspruch und ein entsprechendes Betriebsverfahren gelöst.
Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, ein Reinigungsgerät für ein Applikations gerät (z.B. Druckkopf) und eine Strahlprüfungseinrichtung in einer einzigen baulichen Einheit zu integrieren. Dies bietet zunächst den Vorteil, dass für die Strahlprüfung und für die Reinigung nur ein einziges Gerät erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auf eine von zwei Auf fangvorrichtungen für Lackreste verzichtet werden kann, da ansonsten bei separaten Geräten je weils eine Auffangvorrichtung für das Reinigungsgerät und für die Strahlprüfungseinrichtung er forderlich ist. Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung eine zentrale Lösung für Lackierkabinen und einen vollständigen Verzicht auf eine Auswaschung bzw. eine Trockenabscheidung.
Hinsichtlich der konstruktiven Merkmale des Reinigungsgeräts kann teilweise auf den Stand der Technik zurückgegriffen werden, so dass beispielsweise auf DE 10 2010 052 698 Al,
DE 10 2014 006 647 Al und EP 1 671 706 A2 verwiesen werden kann. Der Inhalt dieser Patentan meldungen ist deshalb hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der Reinigungsvorrichtung der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen.
Hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der Strahlprüfungseinrichtung kann ebenfalls teilweise auf den Stand der Technik verwiesen werden, wie er beispielsweise in DE 10 2016 014 951 Al be schrieben ist. Der Inhalt dieser früheren Patentanmeldung ist deshalb der vorliegenden Beschrei bung hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der Strahlprüfungseinrichtung in vollem Umfang zuzurechnen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei dem zu reinigenden und zu vermessenden Applikationsgerät um einen Druckkopf, wie er beispielsweise aus
DE 10 2013 002 412 Al bekannt ist. Der Inhalt dieser Patentanmeldung ist deshalb der vorliegen den Beschreibung in vollem Umfang zuzurechnen, was die konstruktive Gestaltung des Applikati onsgerätes betrifft. An dieser Stelle ist jedoch zu erwähnen, dass der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Druckkopfs zur Unterscheidung gegenüber Zerstäubern dient, die eine Sprühwolke des zerstäubten Beschichtungsmittels (z.B. Lack) applizieren. Im Gegensatz dazu gibt ein Druckkopf im erfindungsgemäßen Sinne einen oder mehrere jeweils eng begrenzte Beschich tungsmittelstrahlen ab, die beispielsweise einen Strahlaufweitungswinkel von weniger als 5° oder 2°, 1°, 0,5° oder 0,l°aufweisen können. Derartige Druckköpfe sind also im Wesentlichen over sprayfrei, d.h. der Auftragswirkungsgrad liegt praktisch bei 100%.
Hierbei ist zu erwähnen, dass die Beschichtungsmittelstrahlen wahlweise aus einzelnen, getrenn ten Beschichtungsmitteltropfen oder aus einer Abfolge von Beschichtungsmitteltropfen bestehen können. Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die einzelnen Beschichtungsmittelstrahlen in Strahllängsrichtung Zusammenhängen, wobei diese Alternativen aus dem eingangs zitierten Stand der Technik bekannt sind und deshalb nicht näher beschrieben werden müssen.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Strahlprüfungseinrichtung zur Erfassung des mindestens einen Beschichtungsmittelstrahls einen Sensor auf, insbesondere einen optischen Sensor, wie eine Kamera oder eine Hochgeschwindigkeitskamera.
Bei der Überprüfung des mindestens eines Beschichtungsmittelstrahls mittels eines optischen Sensors weist die Strahlprüfungseinrichtung eine Beleuchtungsquelle, vorzugsweise eine Gegen lichtquelle auf, die einen Lichtstrahl auf den optischen Sensor abgibt, wobei der zu überprüfende Beschichtungsmittelstrahl im Strahlengang des Lichtstrahls zwischen der Gegenlichtquelle und dem optischen Sensor verläuft, so dass der optische Sensor den Beschichtungsmittelstrahl im Ge genlicht prüft. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verläuft der Lichtstrahl der Gegenlicht quelle quer (z.B. rechtwinklig, orthogonal) zu dem zu prüfenden Beschichtungsmittelstrahl. Dabei verläuft der Lichtstrahl der Gegenlichtquelle quer, insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig, zu der Strahlebene.
In einem anderen Ausführungsbeispiel verläuft der Lichtstrahl der Gegenlichtquelle tangential, insbesondere im Wesentlichen im Winkel von 0°, zu der Strahlebene.
Es ist auch möglich, beide Ausrichtungen der Gegenlichtquelle zur Strahlebene nacheinander zu prüfen. Dazu muss entweder die Öffnung im Reinigungsgerät groß genug sein, um die Strahlen bei beiden Ausrichtungen aufnehmen zu können oder es müssen zwei separate Öffnungen mit unter schiedlicher Ausrichtung vorhanden sein. Des Weiteren ist es möglich, die Auffangvorrichtung be weglich, insbesondere drehbar auszuführen um die unterschiedlichen Ausrichtungen der Strahl ebene prüfen zu können.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass das Applikationsgerät (z.B. Druckkopf) typischerweise mehrere parallele Beschichtungsmittelstrahlen abgibt, die in einer gemeinsamen Strahlebene liegen. Hier bei ist der Lichtstrahl der Gegenlichtquelle vorzugsweise quer (z.B. rechtwinklig, orthogonal) zu der Strahlebene der Beschichtungsmittelstrahlen ausgerichtet.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Strahlprüfungseinrichtung vorzugsweise einen optischen Dif fusor aufweist, der im Strahlengang der Gegenlichtquelle zwischen der Gegenlichtquelle und dem zu prüfenden Beschichtungsmittelstrahl angeordnet ist, so dass das Gegenlicht diffus ist.
Der Diffusor kann beispielsweise ortsfest angeordnet sein, so dass in jedem Betriebszustand diffu ses Gegenlicht verwendet wird. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass der Diffusor beweglich angeordnet ist und wahlweise in den Strahlengang der Gegenlichtquelle hinein oder aus dem Strahlengang der Gegenlichtquelle heraus bewegt werden kann, um das Gegenlicht wahlweise diffus oder in gebündelter Form zu liefern.
Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass die Strahlprüfungseinrichtung den Beschichtungsmittel strahl vorzugsweise in einem bestimmten Überprüfungsbereich (ROI: Region of Interest) über prüft, wobei der räumlich begrenzte Überprüfungsbereich vorzugsweise unmittelbar nach dem Austritt aus dem Applikationsgerät liegt, d.h. unmittelbar vor den Düsenöffnungen des Applikati onsgeräts, zum Beispiel in einem Abstand von 0-100mm, speziell von 0-70mm, insbesondere von 0-40mm.
Darüber hinaus weist das bevorzugte Ausführungsbeispiel eine Auswertungseinheit auf, die ein gangsseitig mit dem Sensor verbunden ist und aus dem Sensorsignal mindestens eine der folgen den Größen ermittelt:
Anzahl der Beschichtungsmittelstrahlen, die aus dem Applikationsgerät austreten. Auf diese Weise kann beispielsweise das Zusetzen einer Beschichtungsmitteldüse erkannt werden, wenn die Anzahl der ermittelten Beschichtungsmittelstrahlen nicht der Anzahl der Beschichtungsmitteldüsen entspricht.
Austrittswinkel des mindestens einen Beschichtungsmittelstrahls. Auf diese Weise kann ein beginnendes Zusetzen einer Beschichtungsmitteldüse erkannt werden, da sich dies oftmals in einem leicht schrägen Austreten des jeweiligen Beschichtungsmittelstrahls äu ßert.
Parallelität der Beschichtungsmittelstrahlen relativ zueinander. Dies kann ebenfalls sinn voll sein, um beispielsweise ein Zusetzen der Beschichtungsmitteldüsen des Druckkopfs zu erkennen, da die Beschichtungsmittelstrahlen dann - wie bereits vorstehend erwähnt - leicht schräg austreten können.
Zerfallslänge des mindestens einen Beschichtungsmittelstrahls, wobei die Zerfallslänge die Länge des zunächst zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahls ist, ab der der Be schichtungsmittelstrahl in einzelne Beschichtungsmitteltropfen zerfällt. Dies kann eben falls sinnvoll sein, um beispielsweise eine beginnende Verstopfung der Beschichtungsmit teldüsen des Druckkopfs zu erkennen, da ein Zusetzen der Beschichtungsmitteldüsen in einer geringeren Zerfallslänge resultieren.
Verzögerungszeit der einzelnen Beschichtungsmittelstrahlen zwischen einem Ventilöff nungsbefehl und der anschließenden Erfassung des zugehörigen Beschichtungsmittel strahls, wobei die Verzögerungszeit individuell für die einzelnen Beschichtungsmittelstrah len ermittelt wird. Bei der Ansteuerung der einzelnen Ventile für die einzelnen Beschich tungsmitteldüsen des Druckkopfs kann diese individuelle Verzögerungszeit dann kompen satorisch berücksichtigt werden. Größe der einzelnen Beschichtungsmitteltropfen des Beschichtungsmittelstrahls.
Abstand der benachbarten Beschichtungsmitteltropfen entlang dem Beschichtungsmittel strahl.
Hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung des Reinigungsgeräts ist zu erwähnen, dass das Reini gungsgerät vorzugsweise einen Reinigungsbehälter aufweist, um das Applikationsgerät oder zumin dest die von dem Applikationsgerät abgegebenen Beschichtungsmittelstrahlen während einer Rei nigung aufzunehmen. Der Reinigungsbehälter weist vorzugsweise eine Einführöffnung auf, die vor zugsweise an der Oberseite des Reinigungsbehälters angeordnet ist, um das zu reinigende Applika tionsgerät oder zumindest die von dem Applikationsgerät abgegebenen Beschichtungsmittelstrah len aufzunehmen. Die Einführöffnung ist vorzugsweise hinreichend groß, um alle Beschichtungs mittelstrahlen des Applikationsgeräts aufnehmen zu können, ohne dass die Beschichtungsmittel strahlen die Außenfläche des Reinigungsgeräts verschmutzen.
In einer besonderen Ausführungsform hat das Reinigungsgerät mindestens eine weitere Öffnung, in die das Applikationsgerät den Lack während der Messung abgibt, d.h. eine Öffnung für den Rei nigungsvorgang und mindestens eine zusätzliche Öffnung für den Vorgang der Strahlprüfung.
In dem Reinigungsbehälter ist vorzugsweise mindestens eine Reinigungsdüse angeordnet, um das Applikationsgerät von außen mit einem Reinigungsfluid zu besprühen. Beispielsweise kann es sich bei dem Reinigungsfluid um ein Spülmittel für wasserbasierte Fluide oder für Fluide auf Basis orga nischer Lösemittel handeln. Darunter fallen auch Gemische, die neben Wasser und/oder organi schen Lösemitteln auch andere Substanzen enthalten, wie z.B. Netzmittel, Co-Löser oder andere Additive. Die Reinigungsdüse kann in dem Reinigungsbehälter ortsfest angeordnet sein. Vorzugs weise ist die mindestens eine Reinigungsdüse jedoch in dem Reinigungsbehälter beweglich ange ordnet, beispielsweise drehbar oder schwenkbar, wodurch sich die Reinigungswirkung verbessern lässt. Die Reinigungsdüse kann aber auch zum Beispiel mittels eines Zylinders linear (vor- und zu rück) bewegt werden. An seiner Unterseite kann der Reinigungsbehälter eine Abführung aufweisen, um Reste des Beschichtungsmittels und des Reinigungsmittels in eine Rückführung ableiten zu kön nen. Weiterhin ist zu erwähnen, dass in dem Reinigungsbehälter vorzugsweise mindestens eine Reinigungsdüse angeordnet ist, um das Applikationsgerät von außen mit einem Trocknungsgas (z.B. Druckluft) anzublasen. Die Trocknungsdüse kann ähnlich der Reinigungsdüse drehbar oder schwenkbar gelagert sein oder linear (vor- und zurück) bewegt werden. Die Reinigungsdüse gibt vorzugsweise einen Flachstrahl des Reinigungsmittels aus einer im We sentlichen linienförmigen Düsenanordnung ab, beispielsweise aus einer Schlitzdüse oder aus zahl reichen Austrittsdüsen, die in einer Düsenreihe angeordnet sind. Das Applikationsgerät kann ebenfalls mehrere Applikationsdüsen aufweisen, die in einer Düsenreihe angeordnet sind. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die linienförmige Düsenanordnung der Reinigungsdüsen im Wesentlichen parallel zu der Düsenreihe der Applikationsdüsen ausgerichtet ist. Der Flachstrahl des Reinigungs mittels trifft dabei vorzugsweise schräg von unten, in einem Winkel von 5-45°, insbesondere 15- 35°, bezogen auf die Strahlrichtung der Applikationsdüsen, auf die Düsenreihe der Applikationsdü sen auf. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn der Auftreffpunkt des Reinigungsmittels nicht direkt auf die Applikationsdüsen gerichtet ist, um einen Eintrag von Reinigungsmittel in die Applikationsdü sen bzw. ein Ausspülen von Lack aus den Applikationsdüsen zu verhindern.
Zu der Trocknungsdüse ist zu erwähnen, dass diese ebenfalls ortsfest oder beweglich sein kann.
Bei einer beweglichen Anordnung der Trocknungsdüse kann diese beispielsweise von einem pneu matischen Linearzylinder bewegt werden. Auch die Trocknungsdüse gibt das Trocknungsgas vor zugsweise in Form eines Flachstrahls aus einer im Wesentlichen linienförmigen Düsenanordnung ab, insbesondere aus einer Schlitzdüse oder aus zahlreichen Austrittsdüsen, die in einer Düsen reihe angeordnet sind. Hierbei ist die linienförmige Düsenanordnung der Trocknungsdüsen vor zugsweise quer zu der Düsenreihe der Applikationsdüsen ausgerichtet.
Darüber hinaus kann das Reinigungsgerät eine Feuchthaltevorrichtung aufweisen, um die Aus trittsdüsen des Applikationsgeräts feucht zu halten. Eine solche Feuchthaltevorrichtung kann bei spielsweise eine Wanne, ein Vlies, einen Schwamm und/oder ein poröses Material aufweisen, die mit einem Lösemittel getränkt sind oder von dem Lösemittel durchströmt werden. Beispielsweise kann die Feuchthaltevorrichtung auch eine Zuleitung und/oder eine Abführung für das Lösemittel aufweisen.
Ferner ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur Schutz beansprucht für das erfindungsge mäße Reinigungsgerät mit der integrierten Strahlprüfungseinrichtung. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für eine erfindungsgemäße Beschichtungsanlage mit dem erfindungsgemä ßen Reinigungsgerät sowie mit einem mehrachsigen Applikationsroboter zum Bewegen des Appli kationsgeräts und einer Steuerung, wobei die Steuerung sowohl den Applikationsroboter als auch das Reinigungsgerät und die Strahlprüfungseinrichtung steuert. Hierbei ist es möglich, dass die Be schichtungsanlage eine Lackierkabine ohne eine Auswaschung und ohne eine Trockenabschei dung aufweist. Schließlich beansprucht die Erfindung auch Schutz für ein entsprechendes Betriebsverfahren, wo bei sich die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens bereits aus der voran gehenden Beschreibung ergeben, so dass auf eine separate Beschreibung des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens verzichtet werden kann.
Es ist jedoch zu erwähnen, dass es im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens mög lich ist, dass mehrfach hintereinander eine Reinigung und eine Strahlvermessung erfolgt. Die Rei nigung des Applikationsgeräts (z.B. Druckkopf) wird dann so lange wiederholt, bis die anschlie ßende Strahlüberprüfung der applizierten Beschichtungsmittelstrahlen ergibt, dass eine ord nungsgemäße Strahlabgabe erfolgt. Bei dieser zyklischen Wiederholung von Reinigung und Strahl vermessung ist es möglich, dass zunehmend intensivere Reinigungsprogramme verwendet wer den.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Reinigungsgeräts mit einer integrierten Strahlprüfungseinrichtung,
Figur 2 eine andere schematische Darstellung des Reinigungsgeräts gemäß Figur 1,
Figur 3 eine vereinfachte Aufsicht auf die Einführöffnung des Reinigungsgeräts gemäß den
Figuren 1 und 2,
Figur 4A eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Reinigungsgeräts, wobei ein
Roboter einen Druckkopf in einer Reinigungsposition positioniert,
Figur 4B eine Abwandlung von Figur 4A, wobei der Roboter den Druckkopf in einer Prüfposi tion positioniert,
Figur 4C das Betriebsverfahren des Reinigungsgeräts gemäß den Figuren 4A-4B in Form eines
Flussdiagramms, Figur 5 eine schematische Darstellung einer Abwandlung des Reinigungsgeräts gemäß Fi gur 1, sowie
Figur 6 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage.
Figur 1 zeigt zunächst einen Druckkopf 1, der mehrere Beschichtungsmittelstrahlen 2 eines Be schichtungsmittels appliziert, wobei die Beschichtungsmittelstrahlen 2 äquidistant und parallel zueinander ausgerichtet sind. In der Zeichnung sind nur fünf der Beschichtungsmittelstrahlen 2 dargestellt. Tatsächlich kann der Druckkopf 1 jedoch eine wesentlich größere Anzahl der Beschich tungsmittelstrahlen 2 abgeben. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Beschichtungsmittelstrahlen 2 aus Beschichtungsmitteldüsen abgegeben werden, die in dem Druckkopf 1 in einer linearen Dü senreihe nebeneinander angeordnet sind.
In der Zeichnung werden die Beschichtungsmittelstrahlen 2 in eine Einführöffnung 3 eines Reini gungsgeräts 4 abgegeben, wobei das Reinigungsgerät 4 hierbei nur schematisch dargestellt ist.
Das Reinigungsgerät 4 verfügt an seiner Unterseite über einen Ablauf 5 zum Abführen von Resten von Beschichtungsmittel und Spülmittel.
In dem Reinigungsgerät 4 kann der Druckkopf 1 gereinigt werden. Flierzu wird der Druckkopf 1 auf das Reinigungsgerät 4 abgesenkt, wie noch detailliert beschrieben wird.
In Figur 1 befindet sich der Druckkopf 1 jedoch in einer Prüfposition, in der der Druckkopf 1 von dem Reinigungsgerät 4 abgehoben ist. In dieser Prüfposition ermöglicht eine baulich in das Reini gungsgerät 4 integrierte Strahlprüfungseinrichtung die Vermessung der Beschichtungsmittelstrah len 2, die von dem Druckkopf 1 abgegeben werden.
Die Strahlprüfungseinrichtung weist zunächst eine Gegenlichtquelle 6 auf, die einen Lichtstrahl 7 durch einen Diffusor 8 leitet, so dass die Beschichtungsmittelstrahlen 2 mit einem diffusen Gegen licht beleuchtet werden.
Weiterhin umfasst die Strahlprüfungseinrichtung eine Kamera 9, die im Strahlengang des Licht strahls 7 der Gegenlichtquelle 6 hinter den Beschichtungsmittelstrahlen 2 angeordnet ist und die Beschichtungsmittelstrahlen 2 vermisst. Der Lichtstrahl 7 der Gegenlichtquelle verläuft hierbei in einem Winkel ß=90° zu den Beschich tungsmittelstrahlen 2 und in einem Winkel a=90° zur Düsenreihe in dem Druckkopf 1.
Das Bildsignal der Kamera 9 wird dann an eine Auswertungseinheit 10 weitergeleitet, die das Bildsignal auswertet und beispielsweise die Anzahl der Beschichtungsmittelstrahlen 2, den Aus trittswinkel der Beschichtungsmittelstrahlen 2, die Zerfallslänge der Beschichtungsmittelstrahlen 2 und andere Größen ermitteln kann.
Hierbei ist zu erwähnen, dass die Strahlprüfungseinrichtung in der Zeichnung getrennt von dem Reinigungsgerät 4 gezeichnet ist. Dies dient jedoch nur zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Strahlprüfungseinrichtung. Tatsächlich bilden die Strahlprüfungseinrichtung und das Reini gungsgerät 4 eine bauliche Einheit.
Die Figuren 2 und 3 zeigen andere Ansichten der Gesamtvorrichtung aus Figur 1, so dass zur Ver meidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.
Im Folgenden wird nun das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 4A-4C beschrieben, wobei dieses Ausführungsbeispiel teilweise 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 wer den.
Aus den Figuren 4A und 4B ist ersichtlich, dass der Druckkopf 1 von einem mehrachsigen Lackier roboter 11 mit einer seriellen Roboterkinematik bewegt wird, wobei der Aufbau des Lackierrobo ters 11 an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben wer den muss.
Figur 4A zeigt hierbei, wie der Lackierroboter 11 den Druckkopf 1 in einer Reinigungsposition über dem Reinigungsgerät 4 positioniert. In dieser Reinigungsposition befindet sich der Druckkopf 1 un mittelbar über dem Reinigungsgerät 4 oder sogar in direktem Berührungskontakt dazu. In dieser Reinigungsposition können die Austrittsdüsen des Druckkopfs 1 durch ein Reinigungsfluid gerei nigt werden, das von innen gegen die Austrittsdüsen gesprüht wird.
Figur 4B zeigt dagegen, wie der Lackierroboter 11 den Druckkopf 1 in einer Prüfposition positio niert, in welcher der Druckkopf 1 von dem Reinigungsgerät 4 abgehoben ist. In dieser Prüfposition treten die Beschichtungsmittelstrahlen 2 dennoch vollständig in die Einführöffnung 3 des Reini gungsgeräts 4 ein, ohne dass dabei die Außenflächen des Reinigungsgeräts 4 von den Beschich tungsmittelstrahlen 2 verschmutzt werden. Die Kamera 9 kann dann die Beschichtungsmittel strahlen 2 vermessen, wie bereits vorstehend erläutert wurde.
Im Folgenden wird nun das Flussdiagramm gemäß Figur 4C erläutert.
In einem ersten Schritt S1 wird der Druckkopf 1 in die Reinigungsposition gemäß Figur 4A bewegt.
In einem folgenden Schritt S2 wird der Druckkopf 1 dann in der Reinigungsposition von dem Reini gungsgerät 4 gereinigt.
Anschließend bewegt der Lackierroboter 11 dann den Druckkopf 1 in einem Schritt S3 in eine Prüfposition, die in Figur 4B dargestellt ist.
In einem Schritt S4 stößt der Druckkopf 1 dann die Beschichtungsmittelstrahlen 2 aus.
In einem Schritt S5 werden die Beschichtungsmittelstrahlen 2 dann von der Kamera 9 vermessen.
Falls die Auswertung in einem folgenden Schritt S7 dann ergibt, dass die Beschichtungsmittel strahlen 2 nicht ordnungsgemäß abgegeben werden, so werden die Schritte S1-S6 mit einer er neuten Reinigung wiederholt.
Falls die Auswertung dagegen ergibt, dass die Beschichtungsmittelstrahlen 2 ordnungsgemäß ab gegeben werden, so ist der Druckkopf 1 in einem Schritt S7 bereit zur normalen Applikation des Beschichtungsmittels.
Figur 5 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung zu Figur 1 verwiesen wir, wobei für ent sprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der Lichtstrahl 7 der Gegen lichtquelle 6 mit einem Winkel a=0° in der Strahlebene Beschichtungsmittelstrahlen 2 verläuft.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage mit einem Reinigungsgerät 12, das über einen Magnetventilschrank 13 von einer übergeordneten Steuerung 14 angesteuert wird. Darüber hinaus zeigt Figur 5 einen Lackierroboter 15, der ein Ap plikationsgerät führt und von der Steuerung 14 angesteuert wird. Schließlich zeigt die Zeichnung noch eine Strahlprüfungseinrichtung 16, die zur Vermessung der Beschichtungsmittelstrahlen dient, die von dem Applikationsgerät abgegeben werden, wie vorste hend beschrieben wurde.
Die gestrichelte Linie verdeutlicht hierbei, dass die Strahlprüfungseinrichtung 16 und das Reini- gungsgerät 12 eine bauliche Einheit bilden.
Hierbei ist zu erwähnen, dass die Steuerung sowohl das Reinigungsgerät 12 als auch die Strahlprü fungseinrichtung 16 und den Lackierroboter 15 ansteuert. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele be schränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, 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 und insbeson dere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Erfindung umfasst also eine Vielzahl von verschiedenen Erfindungsaspekten, die unabhängig voneinander Schutz genießen.
Bezugszeichenliste:
1 Druckkopf
2 Beschichtungsmittelstrahlen
3 Einführöffnung der Reinigungsvorrichtung
4 Reinigungsgeräts
5 Ablauf
6 Gegenlichtquelle
7 Lichtstrahl der Gegenlichtquelle
8 Diffusor
9 Kamera
10 Auswertungseinheit
11 Lackierroboter
12 Reinigungsgerät
13 Magnetventilschrank
14 Steuerung
16 Strahlprüfungseinrichtung
a Winkel a=90° bzw. a=0° zwischen dem Lichtstrahl der Gegenlichtquelle und der Ebene der Be schichtungsmittelstrahlen
ß Winkel ß=90° zwischen dem Lichtstrahl der Gegenlichtquelle und der Düsenreihe der Beschich tungsmitteldüsen

Claims

ANSPRÜCHE
1. Reinigungsgerät (4; 12) zum Reinigen eines Applikationsgeräts (1), das im Betrieb mindestens einen Beschichtungsmittelstrahl (2) eines Beschichtungsmittels, insbesondere eines Lacks, auf ein Bauteil, insbesondere auf ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil, appliziert, insbesondere zum Reini gen eines Druckkopfs (1), dadurch gekennzeichnet, dass in das Reinigungsgerät (4; 12) eine Strahl prüfungseinrichtung (6-10; 16) integriert ist, um den mindestens einen von dem Applikationsgerät (1) abgegebenen Beschichtungsmittelstrahl (2) zu überprüfen, so dass das Reinigungsgerät (4; 12) mit der Strahlprüfungseinrichtung (6-10; 16) eine bauliche Einheit bildet.
2. Reinigungsgerät (4; 12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlprüfungs einrichtung (6-10; 16) zur Erfassung des mindestens einen Beschichtungsmittelstrahls (2) einen Sen sor (9) aufweist, insbesondere einen optischen Sensor (9), vorzugsweise eine Kamera (9), insbeson dere eine Hochgeschwindigkeitskamera.
3. Reinigungsgerät (4; 12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlprüfungs einrichtung (6-10; 16) eine Gegenlichtquelle (6) aufweist, die einen Lichtstrahl (7) auf den optischen Sensor (9) abgibt, wobei der zu prüfende Beschichtungsmittelstrahl (2) im Strahlengang des Licht strahls (7) zwischen der Gegenlichtquelle (6) und dem optischen Sensor (9) verläuft, so dass der optische Sensor (9) den Beschichtungsmittelstrahl (2) im Gegenlicht prüft.
4. Reinigungsgerät (4; 12) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Lichtstrahl (7) der Gegenlichtquelle (6) quer, insbesondere im Wesentlichen recht winklig, zu dem zu prüfenden Beschichtungsmittelstrahl (2) verläuft, und/oder
b) dass das Applikationsgerät (1) mehrere parallele Beschichtungsmittelstrahlen (2) abgibt, die in einer gemeinsamen Strahlebene verlaufen, und/oder
c) dass der Lichtstrahl (7) der Gegenlichtquelle (6) quer, insbesondere im Wesentlichen recht winklig, zu der Strahlebene verläuft, und/oder
d) dass der Lichtstrahl (7) der Gegenlichtquelle (6) in der Strahlebene oder spitzwinklig zu der Strahlebene verläuft, insbesondere mit einem Winkel (a) von weniger als 5°, 2° oder 1° zu der Strahlebene, und/oder
e) dass die Strahlprüfungseinrichtung (6-10; 16) einen Diffusor (8) aufweist, der im Strahlengang der Gegenlichtquelle (6) zwischen der Gegenlichtquelle (6) und dem zu prüfenden Beschich tungsmittelstrahl (2) angeordnet ist, so dass das Gegenlicht diffus ist, und/oder f) dass der Diffusor (8) beweglich angeordnet ist und wahlweise in den Strahlengang der Ge genlichtquelle (6) hinein oder aus dem Strahlengang der Gegenlichtquelle (6) heraus bewegt werden kann, um das Gegenlicht wahlweise in diffuser oder gebündelter Form zu liefern.
5. Reinigungsgerät (4; 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlprüfungseinrichtung (6-10; 16d) den Beschichtungsmittelstrahl (2) in einem be stimmten Überprüfungsbereich überprüft, insbesondere unmittelbar nach dem Austritt aus dem Applikationsgerät (1).
6. Reinigungsgerät (4; 12) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlprüfungseinrichtung (6-10; 16) eine Auswertungseinheit (10) aufweist, die eingangsseitig mit dem Sensor (9) verbunden ist und aus dem Sensorsignal mindestens eine der folgenden Größen ermittelt:
a) Anzahl der Beschichtungsmittelstrahlen (2), die aus dem Applikationsgerät (1) austreten, b) Austrittswinkel des mindestens einen Beschichtungsmittelstrahls (2),
c) Parallelität der Beschichtungsmittelstrahlen (2) relativ zueinander,
d) Zerfallslänge des mindestens einen Beschichtungsmittelstrahls (2), wobei die Zerfallslänge die Länge des zunächst zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahls (2) ist, ab der der Beschichtungsmittelstrahl (2) in einzelne Beschichtungsmitteltropfen zerfällt,
e) Verzögerungszeit der einzelnen Beschichtungsmittelstrahlen (2) zwischen einem Ventilöff nungsbefehl und der Erfassung des zugehörigen Beschichtungsmittelstrahls (2), wobei die Verzögerungszeitindividuell für die einzelnen Beschichtungsmittelstrahlen (2) ermittelt wird, f) Größe der einzelnen Beschichtungsmitteltropfen des Beschichtungsmittelstrahls (2), g) Abstand der benachbarten Beschichtungsmitteltropfen entlang dem Beschichtungsmittel strahl (2).
7. Reinigungsgerät (4; 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass das Reinigungsgerät (4; 12) einen Reinigungsbehälter aufweist, um das Applikationsge rät (1) während einer Reinigung aufzunehmen, und/oder
b) dass der Reinigungsbehälter eine Einführöffnung (3) aufweist, insbesondere an der Oberseite des Reinigungsbehälters, um die Beschichtungsmittelstrahlen (2) aufzunehmen und/oder das Applikationsgerät (1) für eine Reinigung in den Reinigungsbehälter einführen zu können, und/oder
c) dass die Einführöffnung (3) hinreichend groß ist, um alle Beschichtungsmittelstrahlen (2) des Applikationsgeräts (1) aufnehmen zu können, ohne dass die Beschichtungsmittelstrahlen (2) die Außenfläche des Reinigungsgeräts verschmutzen, und/oder
d) dass das Gerät mindestens eine zweite Öffnung aufweist, um die Beschichtungsmittelstrah len während der Prüfung aufzunehmen, und/oder
e) dass in dem Reinigungsbehälter mindestens eine Reinigungsdüse angeordnet ist, um das Ap plikationsgerät (1) von außen mit einem Reinigungsfluid zu besprühen, und/oder f) dass die mindestens eine Reinigungsdüse ortsfest oder beweglich angeordnet ist, insbeson dere drehbar, linear oder schwenkbar, und/oder
g) dass der Reinigungsbehälter an seiner Unterseite eine Abführung (5) aufweist zur Abführung von Resten des Beschichtungsmittels und Reinigungsmittel, und/oder
h) dass in dem Reinigungsbehälter mindestens eine Trocknungsdüse angeordnet ist, um das Applikationsgerät (1) von außen mit einem Trocknungsgas zu anzublasen und/oder i) dass die mindestens eine Trocknungsdüse ortsfest oder beweglich angeordnet ist, insbeson dere drehbar, linear oder schwenkbar.
8. Reinigungsgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Reinigungsbehälter eine erste Einführöffnung aufweist zur Aufnahme des mindes tens einen Beschichtungsmittelstrahls während der Reinigung des Applikationsgeräts, und b) dass der Reinigungsbehälter eine zweite Einführöffnung aufweist zur Aufnahme des mindes tens einen Beschichtungsmittelstrahls während der Strahlprüfung.
9. Reinigungsgerät (4; 12) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Reinigungsdüse einen Flachstrahl des Reinigungsmittels aus einer im Wesentlichen linienförmigen Düsenanordnung abgibt, insbesondere aus einer Schlitzdüse oder zahlreichen Austrittsdüsen in einer Düsenreihe,
b) dass das Applikationsgerät (1) mehrere Applikationsdüsen aufweist, die in einer Düsenreihe angeordnet sind,
c) dass die linienförmigen Düsenanordnung der Reinigungsdüsen im Wesentlichen parallel zu der Düsenreihe der Applikationsdüsen ausgerichtet ist,
d) dass der Flachstrahl des Reinigungsmittels vorzugsweise schräg von unten auf die Düsenreihe der Applikationsdüsen gerichtet ist, insbesondere in einem Winkel von 5°-45° oder 10°-30°, und/oder
e) dass der Flachstrahl des Reinigungsmittels vorzugsweise nicht direkt auf die Applikationsdü sen gerichtet ist.
10. Reinigungsgerät (4; 12) nach Anspruch 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Trocknungsdüse beweglich ist,
b) dass zur Bewegung der Trocknungsdüse vorzugsweise mindestens ein pneumatischer Line arzylinder vorgesehen ist,
c) dass die Trocknungsdüse vorzugsweise einen Flachstrahl des Trocknungsgases aus einer im Wesentlichen linienförmigen Düsenanordnung abgibt, insbesondere aus einer Schlitzdüse o- der zahlreichen Austrittsdüsen in einer Düsenreihe,
d) dass die linienförmige Düsenanordnung der Trocknungsdüsen vorzugsweise quer zu der Dü senreihe der Applikationsdüsen ausgerichtet ist.
11. Reinigungsgerät (4; 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass das Reinigungsgerät (4; 12) eine Feuchthaltevorrichtung aufweist, um die Austrittsdüsen des Applikationsgeräts (1) feucht zu halten,
b) dass die Feuchthaltevorrichtung vorzugsweise eine Wanne, ein Vlies, einen Schwamm und/o der ein poröses Material aufweist, die mit einem Lösemittel getränkt sind oder von dem Lö semittel durchströmt werden,
c) dass die Feuchthaltevorrichtung vorzugsweise eine Zuleitung und/oder eine Abführung für das Lösemittel aufweist.
12. Reinigungsgerät (4; 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass das Applikationsgerät (1) keinen Sprühnebel des Beschichtungsmittels abgibt, sondern einen räumlich eng begrenzten Beschichtungsmittelstrahl (2), insbesondere mit einem Strahlaufweitungswinkel von weniger als 10°, 5° oder 2°, und/oder
b) dass das Applikationsgerät (1) im Wesentlich oversprayfrei arbeitet, und/oder
c) dass das Applikationsgerät (1) ein Druckkopf ist, und/oder
d) dass der Beschichtungsmittelstrahl (2) aus einzelnen Beschichtungsmitteltropfen oder einer Abfolge von Beschichtungsmitteltropfen besteht oder in Strahllängsrichtung zusammenhän gend ist.
13. Beschichtungsanlage zur Beschichtung von Bauteilen, insbesondere von Kraftfahrzeugkaros seriebauteilen, mit
a) einem mehrachsigen Applikationsroboter (11) zum Bewegen des Applikationsgeräts (1), b) dem Reinigungsgerät (4; 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und c) einer Steuerung (14), die den Applikationsroboter (11) und das Reinigungsgerät (4; 12) und die Strahlprüfungseinrichtung (6-10; 16) steuert,
d) wobei die Beschichtungsanlage vorzugsweise eine Lackierkabine ohne Auswaschung und ohne Trockenabschneidung aufweist.
14. Betriebsverfahren für ein Reinigungsgerät (4; 12) zum Reinigen eines Applikationsgeräts (1), insbesondere für ein Reinigungsgerät (4; 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den folgenden Schritten:
a) Positionieren des Applikationsgeräts (1) in einer Reinigungsposition in oder an dem Reini gungsgerät (4; 12), insbesondere in einem Abstand zu dem Reinigungsgerät (4; 12) von we niger als 10mm, 5mm oder 1mm oder mit direktem Berührungskontakt zwischen dem Appli kationsgerät (1) und dem Reinigungsgerät (4; 12), und
b) Reinigen des in der Reinigungsposition befindlichen Applikationsgeräts (1) durch das Reini gungsgerät (4; 12),
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
c) Überprüfen des von dem Applikationsgerät (1) abgegebenen Beschichtungsmittelstrahls (2) durch eine Strahlprüfungseinrichtung (6-10; 16), die in das Reinigungsgerät (4; 12) integriert ist.
15. Betriebsverfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
a) Positionieren des Applikationsgeräts (1) in einer Prüfposition in oder an dem Reinigungsgerät (4; 12) für eine anschließende Überprüfung des Beschichtungsmittelstrahls (2), wobei sich die Prüfposition von der Reinigungsposition unterscheidet, und/oder
al) dass die Prüfposition oberhalb der Reinigungsposition ist und die Beschichtungsmittel strahlen in die Reinigungsöffnung abgegeben werden, und/oder
a2) dass die mindestens eine Prüfposition sich neben der Reinigungsposition befindet und die Beschichtungsmittelstrahlen in mindestens eine zusätzliche Öffnung abgegeben werden,
b) Wiederholung der Reinigung und der anschließenden Überprüfung, bis die Überprüfung ergibt, dass die Strahlabgabe ordnungsgemäß ist, insbesondere mit einer zunehmenden In tensität der Reinigung.
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