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Title:
COATING DEVICE AND ASSOCIATED OPERATING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/131636
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a coating device, in particular for painting motor vehicle bodies, comprising a sprayer (1) for applying a coating material by means of an application element and an internal colour-changer valve assembly (3), said assembly having several colour inlets (4-7) for selecting coating materials of different colours. The internal colour-changer valve assembly (3) is integrated into the sprayer (1) and is connected by its outlet to the application element (2), in order to feed the selected coating material to the application element (2). The invention also comprises an external colour-changer valve assembly (14) with several colour inlets for selecting coating materials of different colours, said external colour-changer assembly (14) having a separate structure from the sprayer (1) and being connected by its outlet to the application element (2), in order to feed the selected coating material to the application element (2). The invention also relates to a corresponding operating method.

Inventors:
HERRE FRANK (DE)
Application Number:
PCT/EP2007/003874
Publication Date:
November 22, 2007
Filing Date:
May 02, 2007
Export Citation:
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Assignee:
DUERR SYSTEMS GMBH (DE)
HERRE FRANK (DE)
International Classes:
F04C2/10; B05B12/14; B05B12/00
Foreign References:
EP0850693B12003-05-21
GB2416720A2006-02-08
GB2084048A1982-04-07
US5378130A1995-01-03
Attorney, Agent or Firm:
BEIER, Ralph (Akademiestrasse 7, München, DE)
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Claims:

ANSPRüCHE

1. Beschichtungseinrichtung, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien, mit a) einem Zerstäuber (1) zur Applizierung eines Beschich- tungsmittels durch ein Applikationselement (2), und b) einer internen Farbwechselventilanordnung (3) mit meh- reren Farbeingängen (4-7) zur Auswahl verschiedenfarbiger Beschichtungsmittel, wobei die interne Farbwechselventilanordnung (3) baulich in den Zerstäuber (1) integriert und ausgangsseitig mit dem Applikationselement (2) verbunden ist, um das Applikationselement (2) mit dem ausgewählten Beschichtungsmittel zu speisen, gekennzeichnet durch c) eine externe Farbwechselventilanordnung (14) mit mehreren Farbeingängen zur Auswahl verschiedenfarbiger Beschichtungsmittel, wobei die externe Farbwechselventil- anordnung (14) baulich von dem Zerstäuber (1) getrennt und ausgangsseitig mit dem Applikationselement (2) verbunden ist, um das Applikationselement (2) mit dem ausgewählten Beschichtungsmittel zu speisen.

2. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet:, dass der Zerstäuber (1) zusätzlich zu den Farbeingängen der internen Farbwechselventilanordnung (3) mindestens einen weiteren Farbeingang (20, 21) aufweist, an den die externe Farbwechselventilanordnung (14) angeschlossen ist.

3. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die externe Farbwechselventilanordnung (14) mindestens zwei getrennte Farbausgänge aufweist,

b) dass der Zerstäuber (1) zusätzlich zu den Farbeingängen der internen Farbwechselventilanordnung (3) mindestens zwei weitere Farbeingänge (20, 21) aufweist, an die die Farbausgänge der externen Farbwechselventilanord- nung (14) anschlössen sind.

4. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens ein Rückführventil

(RA, RB) zur Rückführung des von der externen Farbwechselven- tilanordnung (14) ausgewählten Beschichtungsmittels und/oder eines Gemischs aus Beschichtungsmittel und Spülmittel.

5. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückführventil (RA, RB) a) baulich in den Zerstäuber (1) integriert oder b) baulich von dem Zerstäuber (1) getrennt ist.

6. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass die interne Farbwechselventilanordnung (3) von einer ersten Dosiereinrichtung (8) mit den verschiedenfarbigen Beschichtungsmitteln gespeist wird und/oder b) dass die externe Farbwechselventilanordnung (14) von einer zweiten Dosiereinrichtung (15) mit den verschie- denfarbigen Beschichtungsmittels versorgt wird.

7. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dosiereinrichtung (8) baulich von dem Zerstäuber (1) getrennt und a) an einem proximalen Roboterarm (26) eines Lackierroboters (23) , b) an einem distalen Roboterarm (27) eines Lackierroboters

(23), c) an einem Grundkörper (25) eines Lackierroboters (23) ,

d) feststehend innerhalb einer Lackierkabine oder e) feststehend außerhalb einer Lackierkabine angeordnet ist.

8. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die externe Farbwech- selventilanordnung (14) und/oder die dieser zugeordnete zweite Dosiereinrichtung (15) a) an einem proximalen Roboterarm (26) eines Lackierrobo- ters (23) oder b) an einem distalen Roboterarm (27) eines Lackierroboters

(23) angeordnet ist.

9. Beschichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Dosiereinrichtung (8) und/oder die zweite Dosiereinrichtung (15) als Zahnradpumpe (29) ausgebildet ist.

10. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Zahnradpumpe (29) mehrere Pumpenkammern (30- 33) mit jeweils einem darin drehbar angeordneten Zahnradpaar (52-56) aufweist, b) dass die einzelnen Pumpenkammern (30-33) jeweils einen Farbeingang (4-7, 20, 21) des Zerstäubers (1) versor ¬ gen, b) dass die Zahnradpumpe (29) zum Antrieb der einzelnen Zahnradpaare eine gemeinsame Antriebswelle (34) auf- weist.

11. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe (29) zur selektiven Kopp-

lung der Antriebswelle (34) mit den einzelnen Zahnradpaaren (52-56) mehrere Kupplungen (36-39) aufweist.

12. Beschichtungseinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet:, a) dass die Pumpenkammern (30-33) in Längsrichtung der Antriebswelle (34) hintereinander angeordnet sind, und b) dass die unmittelbar benachbarten Pumpenkammern (30-33) eine gemeinsame Kammerwandung aufweisen.

13. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Zerstäuber (63) eine erste Baugruppe (67) aufweist, in der die interne Farbwechselventilanordnung (70) angeordnet ist, b) dass der Zerstäuber (63) eine zweite Baugruppe (68, 69) mit einem Applikationselement (64), insbesondere einem Glockenteller (64), aufweist, und c) dass die erste Baugruppe (67) trennbar mit der zweiten Baugruppe (68, 69) verbunden ist.

14. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerstäuber (1; 63) a) ein Rotationszerstäuber, b) ein Ultraschallzerstäuber, c) ein Luftzerstäuber, d) ein Airless-Gerät oder e) ein Airmix-Gerät ist.

15. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmit- tel a) Wasserlack,

b) Lösemittellack, c) Pulverlack oder d) Nahtabdichtmittel ist.

16. Beschichtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmit- tel a) Füller, b) Basislack oder c) Klarlack ist.

17. Betriebsverfahren für eine Beschichtungseinrichtung mit einem Zerstäuber (1) mit den folgenden Schritten: a) Auswahl von verschiedenfarbigen Beschichtungsmitteln durch eine interne Farbwechselventilanordnung (3) , die baulich in den Zerstäuber (1) integriert ist, gekennzeichnet durch folgenden Schritt: b) Auswahl von verschiedenfarbigen Beschichtungsmitteln durch eine externe Farbwechselventilanordnung (14), die baulich von dem Zerstäuber (1) getrennt ist.

18. Betriebsverfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass häufig verwendete Beschichtungsmittel der internen Farbwechselventilanordnung (3) zur Auswahl zugeführt werden, während seltener verwendete Beschichtungsmittel der externen Farbwechselventilanordnung (14) zur Auswahl zugeführt werden.

19. Betriebsverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, a) dass abwechselnd häufig verwendete Beschichtungsmittel und seltener verwendete Beschichtungsmittel appliziert werden, und

b) dass die interne Farbwechselventilanordnung (3) gespült wird, während die seltener verwendeten Beschichtungs- mittel über die externe Farbwechselventilanordnung (14) appliziert werden, und c) dass die externe Farbwechselventilanordnung (14) gespült wird, während die häufiger verwendeten Beschich- tungsmittel über die interne Farbwechselventilanordnung

(3) appliziert wird.

* * * * *

Description:

BESCHREIBUNG

Beschichtungseinrichtung und zugehöriges Betriebsverfahren

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungseinrichtung, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien, sowie ein entsprechendes Betriebsverfahren gemäß dem Oberbegriff der Nebenansprüche.

In modernen Lackieranlagen zur Serienlackierung von Kraftfahrzeugkarosserien erfolgt die Lackierung meist durch Zerstäuber (z.B. Hochrotationszerstäuber), die nur einen einzi- gen Farbeingang aufweisen und deshalb eingangsseitig mit einem separaten Farbwechsler verbunden sind, damit ein bestimmter Zerstäuber verschiedenfarbige Lacke auftragen kann. Bei einem Farbwechsel muss dabei der gesamte Leitungsstrang zwischen dem Farbwechsler und dem Zerstäuber gespült werden, um den Leitungsstrang von verbliebenen Farbresten zu reinigen. Zum einen entstehen dadurch Farbwechselverluste im Bereich von 25-70 ml (je nach Ausführungsform), die in Ausnahmefällen auch über 100 ml betragen können. Zum anderen stört hierbei die für einen Farbwechsel erforderliche Farbwechselzeit, die im Bereich von 8-20 Sekunden liegt, wobei meist Farbwechselzeiten von 13-15 Sekunden erreicht werden. Die erforderliche Farbwechselzeit hängt hierbei von der Spülbarkeit der verwendeten Farben, dem eingesetzten Spülmittel, den Drücken der Medien sowie vom Aufbau der farbführenden Komponenten und der Position der Komponenten auf dem Applikationsgerät ab.

Darüber hinaus sind beispielsweise aus EP 1 502 658 Al Zerstäuber mit einem integrierten Farbwechsler bekannt, die auch als ICC-Zerstäuber (ICC : .Integrated Colour Changer) bezeich-

net werden. Vorteilhaft an diesen bekannten Zerstäubern mit einem integrierten Farbwechsler ist das geringe Volumen des Leitungsstrangs zwischen dem integrierten Farbwechsler und dem Applikationselement (z.B. einem Glockenteller), was vor- teilhaft zu wesentlich geringeren Farbwechselverlusten und einer kurzen Farbwechselzeit führt. Nachteilig an den bekannten Zerstäubern mit einem integrierten Farbwechsler ist jedoch die Tatsache, dass die mögliche Farbanzahl begrenzt ist, da der verfügbare Bauraum in dem Zerstäuber beschränkt ist.

Aus DE 697 22 155 T2, DE 696 22 407 T2, DE 103 42 643 Al, EP 1 502 658 Al, DE 101 57 966 Al, WO 2006/004601 Al, DE 103 35 358 Al, Dr. Richard Laible: "Umweltfreundliche Lackiersysteme für die industrielle Lackierung", 1989, expert Verlag, Ehnin- gen, Seite 55; Joachim Domnick: "Oversprayarme Spritzlackiertechnik", Metalloberfläche 1/1997, Seite 43-45, DE 10 2004 038 017 Al, DE 10 2004 033 619 Al, DE 36 41 416 Al sind verschiedene Lackiereinrichtungen bekannt, die teilweise einen internen Farbwechsler und einen externen Farbwechsler aufwei- sen. Der externe Farbwechsler weist hierbei jedoch nur einen einzigen Farbausgang auf und ist nicht als A/B-Farbwechsler ausgeführt. Bei einer Zuführung von sogenannten Low-Runnern über den externen Farbwechsler besteht deshalb das Problem, dass bei einem Wechsel von einem Low-Runner zu einem anderen Low-Runner eine relativ große Farbwechselzeit erforderlich ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine entsprechend verbesserte Beschichtungseinrichtung zu schaffen, die insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien und Anbauteilen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Beschichtungseinrichtung und ein entsprechendes Betriebsverfahren gemäß den Nebenansprüchen gelöst.

Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, in einer Beschichtungseinrichtung mit einem Zerstäuber sowohl eine interne, in den Zerstäuber integrierte Farbwechselventilan- ordnung vorzusehen als auch eine externe Farbwechselventilan- ordnung, die baulich von dem Zerstäuber getrennt und vorzugs- weise als A/B-Farbwechsler ausgeführt ist.

Die in den Zerstäuber integrierte Farbwechselventilanordnung wird hierbei vorzugsweise für häufig verwendete Farben (engl. "High Runner") verwendet, da die Farbwechselzeit und die Farbwechselverluste bei einem Farbwechsel der integrierten Farbwechselventilanordnung äußerst gering sind.

Die separate externe Farbwechselventilanordnung wird dagegen vorzugsweise für seltener verwendete Farben (engl. "Low Run- ner") eingesetzt, da ein Farbwechsel an der externen Farbwechselventilanordnung aufgrund des längeren Leitungsstrangs zwischen der externen Farbwechselventilanordnung und dem Applikationselement mit größeren Farbwechselverlusten verbunden ist und eine längere Farbwechselzeit in Anspruch nimmt. Durch die Kombination aus High-Runner- und Low-Runner-Farben sinkt der durchschnittliche Farbverbrauch/-verlust des Systems deutlich.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der Zerstäuber zusätzlich zu den Farbeingängen der internen

Farbwechselventilanordnung mindestens einen weiteren Farbeingang auf, an den die externe Farbwechselventilanordnung angeschlossen ist.

Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die externe Farb- wechselventilanordnung einen Farbeingang der internen Farb- wechselventilanordnung speist, so dass die externe Farbwech- selventilanordnung und die innere Farbwechselventilanordnung hintereinander geschaltet sind.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die externe Farbwechselventilanordnung als sogenannter A/B-Farbwechsler ausgebildet, der zwei getrennt spülbare Farbausgänge auf- weist. Entsprechend weist der Zerstäuber zusätzlich zu den

Farbeingängen der internen Farbwechselventilanordnung mindestens zwei entsprechende weitere Farbeingänge auf, an die die beiden Farbausgänge der externen Farbwechselventilanordnung angeschlossen sind. Durch die beiden getrennt spülbaren Farb- ausgänge der externen Farbwechselventilanordnung werden die Farbwechselverluste und die Farbwechselzeit auch bei der externen Farbwechselventilanordnung minimiert und auf den Stand des eingangs erwähnten ICC gebracht.

Hierbei ist vorzugsweise mindestens ein Rückführventil vorgesehen, das in dem einen Kanal einen Spülzyklus (z.B. bestehend aus Leerdrücken, Spülen, Befüllen bzw. Andrücken mit dem nächsten Farbmaterial, in die Rückführleitung drücken, d.h. Schmutzverdünner-Rückführung) während des Lackiervorgangs des anderen Kanals zulässt. Bei einer Ausführung der externen

Farbwechselventilanordnung als A/B-Farbwechsler sind vorzugsweise zwei Rückführventile vorgesehen, die für jeden Farbausgang der externen Farbwechselventilanordnung eine Rückführung und damit einen Spülzyklus ermöglichen. Die Rückführventile können hierbei wahlweise in dem Zerstäuber oder außerhalb des Zerstäubers angeordnet sein. Eine Anordnung der Rückführventile in dem Zerstäuber ermöglicht hierbei ein Spülen bis in den Zerstäuber hinein, während die Spülung bei einer Anord-

nung der Rückführventile außerhalb des Zerstäubers nur bis zu dem dort angeordneten Rückführventil erfolgt.

Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass die externe Farbwechselventilanordnung nur einen einzigen Farbausgang aufweist, was mit geringeren Investitionskosten, einem kleineren Bauraum und einer geringeren Masse verbunden ist. In dieser Variante werden vorzugsweise abwechselnd High- Runner und Low-Runner appliziert, so dass während der Appli- kation eines High-Runners über die interne Farbwechselventilanordnung genügend Zeit bleibt, um die externe Farbwechselventilanordnung zu spülen und mit dem nächsten Low-Runner anzudrücken.

Die in den Zerstäuber integrierte Farbwechselventilanordnung wird vorzugsweise von einer ersten Dosiereinrichtung mit den verschiedenfarbigen Beschichtungsmitteln gespeist, wobei die erste Dosiereinrichtung vorzugsweise baulich von dem Zerstäuber getrennt ist.

Bei einem Lackierroboter ist die erste Dosiereinrichtung für die integrierte Farbwechselventilanordnung vorzugsweise an dem sogenannten "Arm 1" des Lackierroboters angebracht, wobei es sich um den proximalen Arm des Lackierroboters handelt. Es ist jedoch alternativ auch möglich, dass die erste Dosiereinrichtung für die in den Zerstäuber integrierte Farbwechselventilanordnung an dem sogenannten "Arm 2" des Lackierroboters angebracht ist, wobei es sich um den distalen Roboterarm des Lackierroboters handelt. Ferner besteht die Möglichkeit, dass die erste Dosiereinrichtung für die in den Zerstäuber integrierte Farbwechselventilanordnung an einem Grundkörper des Lackierroboters angebracht ist, wobei der Grundkörper entlang einer Schiene (Achse 7) verfahrbar sein kann und eine Drehachse (Achse 1) enthält, die eine Drehung um die Z-

Koordinate ermöglicht. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass die erste Dosiereinrichtung für die integrierte Farbwechselventilanordnung innerhalb oder außerhalb einer Lackierkabine feststehend angeordnet ist, was jedoch in den meisten Fällen schwieriger ist.

Darüber hinaus wird die externe Farbwechselventilanordnung in der Regel durch eine zweite Dosiereinrichtung gespeist, die herkömmlich ausgebildet sein kann und deshalb nicht näher be- schrieben werden muss.

Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die externe Farbwechselventilanordnung und/oder die dieser zugeordnete zweite Dosiereinrichtung an dem sogenannten "Arm 1" oder an dem soge- nannten "Arm 2" des Lackierroboters angebracht ist. Vorzugsweise sind die vorstehend genannten Bauteile in unmittelbarer Nähe des Zerstäubers montiert und deshalb vorzugsweise auf dem "Arm 2" montiert.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste Dosiereinrichtung und/oder die zweite Dosiereinrichtung als Zahnradpumpe ausgebildet, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist, wie beispielsweise aus DE 600 09 577 T2.

Die Zahnradpumpe weist hierbei vorzugsweise mehrere Pumpenkammern mit jeweils einem darin drehbar angeordneten Zahnradpaar auf, wobei die einzelnen Pumpenkammern jeweils einen Farbeingang des Zerstäubers mit dem jeweiligen Beschichtungs- mittel versorgt. Darüber hinaus weist die Zahnradpumpe hierbei zum Antrieb der einzelnen Zahnradpumpen vorzugsweise eine gemeinsame Antriebswelle auf, was bei der vorstehend erwähnten bekannten Zahnradpumpe nicht der Fall ist. Diese erfindungsgemäße Konstruktion der Zahnradpumpe mit mehreren Pum-

penkammern ist von eigener schutzwürdiger Bedeutung, so dass die vorliegenden Anmeldung einen Schutz für diese Konstruktion einer Zahnradpumpe auch ohne die vorstehend beschriebenen Merkmale der erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung an- strebt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Zahnradpumpe zum Antrieb der einzelnen Zahnradpaare in den einzelnen Pumpenkammern der Zahnradpumpe eine gemeinsame An- triebswelle aufweist, was einen Antrieb durch einen einzigen Motor ermöglicht.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Zahnradpumpe mehrere Kupplungen aufweist, welche eine selektive Kopplung der An- triebswelle mit den einzelnen Zahnradpaaren ermöglicht. Die einzelnen Kupplungen können das jeweilige Zahnradpaar also wahlweise mit der Antriebswelle verbinden oder von dieser trennen.

Bei der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe sind die einzelnen

Pumpenkammern vorzugsweise in Längsrichtung der Antriebswelle hintereinander angeordnet, was eine kompakte Bauweise der Zahnradpumpe ermöglicht. Die unmittelbar benachbarten Pumpenkammern können hierbei eine gemeinsame Kammerwandung aufwei- sen, wodurch die erforderliche Baugröße der Zahnradpumpe weiter reduziert werden kann.

Ferner besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass der erfindungsgemäße Zerstäuber zwei Baugruppen aufweist, die trennbar miteinander verbunden sind. Die erste Baugruppe des Zerstäubers enthält hierbei vorzugsweise die interne Farb- wechselventilanordnung, während die zweite Baugruppe des Zerstäubers vorzugsweise das Applikationselement (z.B. einen Glockenteller) und/oder ein Hauptnadelventil enthält. Dies

bietet den Vorteil, dass die beiden Baugruppen des Zerstäubers nur durch wenige Leitungen miteinander verbunden sind, so dass bei einer Trennung der beiden Baugruppen nur geringfügige Verschmutzungen auftreten. Falls die Trennlinie zwi- sehen den beiden Baugruppen des Zerstäubers dagegen stromaufwärts vor der internen Farbwechselventilanordnung verlaufen würde, so würden zahlreiche Farbleitungen über die Trennlinie verlaufen, was bei einer Trennung der beiden Baugruppen des Zerstäubers zu erheblichen Verschmutzungen führen würde.

Aus dieser Schilderung ist im übrigen auch ersichtlich, dass die interne Farbwechselventilanordnung nicht notwendigerweise in derjenigen Baugruppe des Zerstäubers angeordnet sein muss, welche den Glockenteller und das Hauptnadelventil aufweist. Vielmehr kann die interne Farbwechselventilanordnung im Rahmen der Erfindung auch in einer anderen Baugruppe des Zerstäubers angeordnet sein, wie beispielsweise in einem Flanschpaket, einem Anschlussblock oder einem Winkelstück.

Ferner ist zu erwähnen, dass der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Zerstäubers allgemein zu verstehen ist und beispielsweise Rotationszerstäuber in Form von Glockenzerstäubern oder Scheibenzerstäubern umfasst sowie Ultraschallzerstäuber, Luftzerstäuber, Airless-Geräte oder Airmix- Geräte. Entsprechend kann es sich bei dem Applikationselement im Rahmen der Erfindung beispielsweise um einen Glockenteller, eine Rotationsscheibe oder einfach eine Düse handeln.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die erfindungsgemäße Be- Schichtungseinrichtung Wasserlack, Lösemittellack, Nahtabdichtwerkstoffe, wie z.B. PVC, oder auch Pulverlack applizieren kann, so dass die Erfindung hinsichtlich des Typs des zu applizierenden Beschichtungsmittels nicht beschränkt ist.

Beispielsweise kann es sich bei dem Beschichtungsmittel um Füller, Basislack oder Klarlack handeln.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden aus der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren ersichtlich. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemä- ßen Beschichtungseinrichtung mit einem Zerstäuber mit einem integrierten Farbwechsler und einem zusätzlichen separaten Farbwechsler,

Figur 2 eine Abwandlung der Beschichtungseinrichtung gemäß Figur 1,

Figur 3 eine Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Lackierroboters mit der in Figur 1 dargestellten Beschichtungseinrichtung,

Figur 4 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2 mit einem externen Farbwechsler, der nur einen einzigen Farbausgang aufweist,

Figur 5 ein Zeitdiagramm, das den Betrieb des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 4 verdeutlicht,

Figur 6A eine herkömmliche Konstruktion einer Zahnradpumpe, die zur Zuführung der High-Runner oder der Low- Runner eingesetzt werden kann,

Figur 6B eine neuartige Konstruktion einer Zahnradpumpe mit mehreren Pumpenkammern und darin befindlichen Zahn-

radpaaren sowie einer gemeinsamen Antriebswelle zum Antrieb der Zahnradpaare,

Figur 7 eine aufgerissene Perspektivansicht der Zahnradpumpe gemäß Figur 6B,

Figur 8 eine Perspektivansicht der Zahnradpumpe aus Figur 7,

Figur 9 einen Längsschnitt durch die Zahnradpumpe gemäß den Figuren 7 und 8,

Figur 10 eine Querschnittsansicht der Zahnradpumpe gemäß den Figuren 7 bis 9 sowie

Figur 11 eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen

Zerstäubers mit einer internen Farbwechselventilan- ordnung.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungs- gemäßen Lackiereinrichtung, die zur Serienlackierung von Kraftfahrzeugkarosserien und deren Anbauteilen eingesetzt werden kann.

Hierzu weist die erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung einen Zerstäuber 1 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel als Hochrotationszerstäuber ausgebildet ist und einen Glockenteller 2 als Applikationselement aufweist.

Zur Farbversorgung mit häufig verwendeten Farben (engl. "High Runner") weist der Zerstäuber 1 eine integrierte Farbwechsel- ventilanordnung 3 mit vier Farbventilen Fl, F2, F3, F4 auf. Die Farbventile F1-F4 der integrierten Farbwechselventilan- ordnung 3 sind mit jeweils einem Farbeingang 4-7 verbunden,

wobei die Farbeingänge 4-7 an dem Anschlussflansch des Zerstäubers 1 zur Verfügung stehen.

An die Farbeingänge 4-7 der integrierten Farbwechselventilan- Ordnung 3 ist eine Dosiereinrichtung 8 angeschlossen, die von dem Zerstäuber 1 baulich getrennt ist und für jeden der Farbeingänge 4-7 jeweils eine volumetrisch arbeitende Dosierpumpe 9-12 und einen gemeinsamen Antriebsmotor 13 aufweist.

Der Dosiereinrichtung 8 werden die häufig verwendeten Farben ("High Runner") zugeführt, da die integrierte Farbwechselven- tilanordnung 3 aufgrund des kurzen Leitungsstrangs zwischen der integrierten Farbwechselanordnung 3 und dem Glockenteller 2 nur geringe Farbwechselverluste aufweist und eine kurze Farbwechselzeit benötigt.

Die integrierte Farbwechselventilanordnung 3 ist deshalb aus- gangsseitig über ein gemeinsames Hauptnadelventil HN mit dem Glockenteller 2 verbunden, was in der Zeichnung nur schema- tisch dargestellt ist.

Zwischen dem Hauptnadelventil HN und dem Glockenteller 2 zweigt ferner ein Kurzspülventil KS ab, das in einen Spülan- schluss V an dem Anschlussflansch des Zerstäubers 1 mündet. über den Spülanschluss V und das Kurzspülventil KS kann der Glockenteller 2 mit einem Spülmittel gespült werden, was an sich bekannt ist.

Darüber hinaus ist der gemeinsame Knotenpunkt am Ausgang der integrierten Farbwechselventilanordnung 3 und am Eingang des Hauptnadelventils HN über ein Pulsluftventil PL mit einem Pulsluftanschluss verbunden, der an dem Anschlussflansch des Zerstäubers 1 bereitsteht. über das Pulsluftventil PL kann

der Leitungsstrang des Zerstäubers 1 mit Pulsluft gereinigt werden, was an sich ebenfalls bekannt ist.

Darüber hinaus zweigt von dem gemeinsamen Knotenpunkt der Farbwechselventilanordnung 3 und des Hauptnadelventils HN ein Spülmittelventil VV ab, das in den Spülanschluss V am Anschlussflansch des Zerstäubers 1 mündet, so dass über das Spülmittelventil VV eine herkömmliche Lösemittelspülung möglich ist.

Zusätzlich zu der in den Zerstäuber 1 integrierten Farbwechselventilanordnung 3 weist die erfindungsgemäße Beschich- tungsanlage eine separate Farbwechselventilanordnung 14 auf, die baulich von dem Zerstäuber getrennt ist und in herkömmli- eher Weise ausgebildet sein kann, wie beispielsweise in EP 1 502 657 A2 beschrieben ist. An dieser Stelle ist lediglich zu erwähnen, dass die externe Farbwechselventilanordnung 14 als sogenannter A/B-Farbwechsler ausgebildet ist und zwei Farbausgänge aufweist, die getrennt voneinander spülbar sind, wo- durch die Farbwechselzeit und die Farbwechselverluste reduziert werden.

Ausgangsseitig ist die externe Farbwechselventilanordnung 14 mit einer Dosiereinrichtung 15 verbunden, die für jeden der beiden Farbausgänge der externen Farbwechselventilanordnung 14 jeweils eine volumetrisch arbeitende Dosierpumpe 16, 17 aufweist, wobei die beiden Dosierpumpen 16, 17 von jeweils einem Antriebsmotor 18, 19 unabhängig voneinander angetrieben werden.

Zur Verbindung mit der Dosiereinrichtung 15 weist der Zerstäuber 1 zusätzlich zu den Farbeingängen 4-7 für die integrierte Farbwechselventilanordnung 3 zwei separate Farbeingän-

ge 20, 21 auf, die über separat ansteuerbare Farbventile FA, FB mit dem Hauptnadelventil HN verbunden sind.

Die externe Farbwechselventilanordnung 14 wird hierbei mit selten benötigten Farben (engl. "Low Runner") versorgt, bei denen die höhere Farbwechseldauer und die größeren Farbwechselverluste eine geringere Rolle spielen.

Darüber hinaus zweigt von den zusätzlichen Farbeingängen 20, 21 für die externe Farbwechselventilanordnung 14 jeweils ein Rückführventil RA, RB ab, wobei die beiden Rückführventile RA, RB in diesem Ausführungsbeispiel in den Zerstäuber 1 baulich integriert sind. Auf diese Weise können die Farbeingänge 20, 21 bis in den Zerstäuber 1 hinein gespült werden.

Wenn nun die High-Runner 65% der Gesamtkapazität ausmachen und die Farbwechselverluste bei der externen Farbwechselventilanordnung 14 49 ml und bei der internen Farbwechselventilanordnung 3 5 ml betragen, so ermöglicht die vorstehend be- schriebene erfindungsgemäße Beschichtungseinrichtung eine

Verringerung der durchschnittlichen Farbwechselverluste von 49 ml auf 20,4 ml, was einer Einsparung von 28,6 ml entspricht.

Figur 2 zeigt eine geringfügige Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die beiden Rückführventile RA, RB außerhalb des Zerstäubers 1 angeordnet sind.

Figur 3 zeigt eine Perspektivansicht von zwei Lackierrobotern 22, 23, die entlang einer Schiene 24 linear verschiebbar sind, was an sich bekannt ist. Die beiden Lackierroboter 22, 23 weisen jeweils einen verschiebbaren Grundkörper 25 und zwei Roboterarme 26, 27 auf, wobei der Roboterarm 26 als "Arm 1" bezeichnet wird, während der Roboterarm 27 als "Arm 2" bezeichnet wird.

An dem distalen Ende des Roboterarms 27 ist eine herkömmliche Roboterhandachse 28 angebracht, die den Zerstäuber 1 führt.

Die Dosiereinrichtung 8 (vgl. Fig. 1) für die in den Zerstäuber 1 integrierte Farbwechselventilanordnung 3 ist hierbei in dem Roboterarm 26 ("Arm 1") angeordnet, während die externe Farbwechselventilanordnung 14 in dem Roboterarm 27 ("Arm 2") angeordnet ist.

Ferner ist zu erwähnen, dass das Pulsluftventil PL und das Spülmittelventil VV auch außerhalb des Zerstäubers 1 angeord- net sein können, beispielsweise auf dem Roboterarm 27 ("Arm 2"). Die Umschaltung erfolgt dann außerhalb des Zerstäubers 1.

Figur 4 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die externe Farbwechselventilanordnung 14 nicht als A/B- Farbwechsler ausgebildet ist, sondern nur einen einzigen Farbausgang aufweist, was mit geringeren Investitionskosten, einem kleineren Bauraum und einer geringeren Masse verbunden ist.

In dieser Variante werden abwechselnd High-Runner und Low- Runner appliziert, wie in dem Zeitdiagramm in Figur 5 dargestellt ist, so dass während der Applikation eines High- Runners über die interne Farbwechselventilanordnung 3 genügend Zeit bleibt, um die externe Farbwechselventilanordnung 14 zu spülen und mit dem nächsten Low-Runner anzudrücken. Die größere Farbwechseldauer der externen Farbwechselventilanordnung 14 wirkt dann nicht störend, jedoch ist die Produktionsplanung aufwändiger, um sicherzustellen, dass der Zerstäuber 1 abwechselnd High-Runner und Low-Runner applizieren kann.

Figur 6A zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Zahnradpumpe 29, die beispielsweise anstelle der Dosiereinrichtung 8 in Figur 1 eingesetzt werden kann, um die verschiedenen Farbeingänge 4-7 des Zerstäubers 1 mit den verschiedenen High-Runnern zu versorgen.

Die Zahnradpumpe 29 weist mehrere Pumpenkammern 30-33 auf, die hier nur schematisch dargestellt sind und jeweils ein Zahnradpaar enthalten, wie es beispielsweise aus DE 600 09 577 T2 bekannt ist.

Die einzelnen Zahnradpaare in den Pumpenkammern 30-33 werden durch eine Antriebswelle 34 von einem Motor 35 angetrieben. Zwischen den einzelnen Pumpenkammern 30-33 sowie zwischen der Pumpenkammer 30 und dem Motor 35 sind Kupplungen 36-39 angeordnet, die eine mechanische Trennung ermöglichen.

Figur 6B zeigt ein weiteres, neuartiges Ausführungsbeispiel einer Zahnradpumpe 29, wobei dieses Ausführungsbeispiel teilweise mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 6A dargestellten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Ver-

meidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung zu Figur 6A verwiesen wird, wobei für entsprechende Bauteile die selben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die gemeinsame Antriebswelle 34 für die in den einzelnen Pumpenkämmern 30-33 angeordneten Zahnradpaare über die gesamte Länge der Zahnradpumpe 29 durch geht.

Die einzelnen Kupplungen 36-39 ermöglichen hierbei keine mechanische Trennung der Antriebswelle 34 in Längsrichtung. Stattdessen ermöglichen es die einzelnen Kupplungen 36-39, dass die in den Pumpenkammern 30-33 befindlichen Zahnradpaare selektiv mit der Antriebswelle 34 verbunden oder von dieser getrennt werden.

Die konstruktive Gestaltung und Funktionsweise der Zahnradpumpe 29 wird im Folgenden anhand der Figuren 7 bis 10 näher beschrieben.

So ist aus diesen Zeichnungen ersichtlich, dass die einzelnen Pumpenkammern 30-33 jeweils durch eine Mittelplatte 40-43 und angrenzende Stirnplatten 44-51 gebildet werden, so dass die einzelnen Pumpenkammern 30-33 in Längsrichtung der Antriebs- welle 34 hintereinander liegen.

Zur Vereinfachung sind in der aufgerissenen Perspektivansicht in Figur 7 nur fünf Zahnräder 52-56 vollständig dargestellt, jedoch befinden sich in jeder der Pumpenkammern 30-33 zwei Zahnräder, die ineinander kämmen.

Darüber hinaus weist die Zahnradpumpe 29 zur selektiven Kopplung der in den Pumpenkammern 30-33 befindlichen Zahnradpaare mit der Antriebswelle 34 einen Ziehkeil 57 auf, der über Ar-

retierungskugeln 58-60 eine Kopplung der Antriebswelle 34 mit den einzelnen Zahnradpaaren ermöglicht.

Ferner weist die Zahnradpumpe 29 in diesem Ausführungsbei- spiel eine Wellendichtung 61 sowie eine Lagerung 62 auf.

Vorteilhaft an dieser Bauweise der Zahnradpumpe 29 ist die geringe Baugröße, was insbesondere bei einer Anordnung der Zahnradpumpe 29 in einem Roboterarm wichtig ist.

Schließlich zeigt Figur 11 eine schematisierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Zerstäubers 63 mit einem Glockenteller 64 und mehreren Außenelektroden 65 für eine elektrostatische Aufladung des applizierten Beschichtungsmittels .

Der Zerstäuber 63 weist hierbei ein Flanschpaket 66, einen Anschlussblock 67, ein Winkelstück 68 und ein Vorderteil 69 auf.

In dem Anschlussblock 67 ist hierbei eine interne Farbwech- selventilanordnung 70 angeordnet, während sich in dem Vorderteil 69 ein Hauptnadelventil 71 befindet. Dies bietet den Vorteil, dass bei einer Trennung des Anschlussblocks 67 von dem Winkelstück 68 mit dem Vorderteil 69 nur wenige Leitungen durch die Trennlinie hindurch verlaufen, so dass bei der Trennung nur eine geringfügige Verschmutzung entsteht.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.

Bezugszeichenliste :

1 Zerstäuber

2 Glockenteller

3 Integrierte Farbwechselventilanordnung 4-7 Farbeingänge

8 Dosiereinrichtung 9-12 Dosierpumpe

13 Antriebsmotor

14 Farbwechselventilanordnung

15 Dosiereinrichtung 16, 17 Dosierpumpe 18, 19 Antriebsmotor

20, 21 Farbeingängen

22, 23 Lackierroboter

24 Schiene

25 Grundkörper 26, 27 Roboterarme

28 Roboterhandachse

29 Zahnradpumpe 30-33 Pumpenkammern 34 Antriebswelle 35 Motor

36-39 Kupplungen

40-43 Mittelplatten

44-51 Stirnplatten

52-56 Zahnräder 57 Ziehkeil

58-60 Arretierungskugeln

61 Wellendichtung

62 Lagerung

63 Zerstäuber

64 Glockenteller

65 Außenelektroden

66 Flanschpaket

67 Anschlussblock

68 Winkelstück

69 Vorderteil

70 Interne Farbwechselventilanordnung

71 Hauptnadelventil

F1-F4 Farbventile FA, FB Farbventile

HN Hauptnadelventil KS Kurzspülventil PL Pulsluftventil

RA, RB Rückführventile V Spülanschluss

VV Spülmittelventil