BESCHREIBUNG

Betriebsverfahren für einen Zers-tauber und entsprechende Beschichtungseinrichtung

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für einen Zerstäuber zur Beschichtung von Bauteilen, insbesondere von Kraftfahrzeugkarosserieteilen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Beschichtungseinrichtung.

Aus EP 1 331 037 A2 ist ein Rotationszerstäuber bekannt, der mittels eines rotierenden Glockentellers einen Sprühstrahl eines Beschichtungsmittels abgibt. Zur Formung des von dem Glockenteller abgegebenen Sprühstrahls weist dieser Rotationszerstäuber eine Vielzahl von Lenkluftdüsen auf, die in zwei konzentrischen Ringen um den Glockenteller herum angeordnet sind und eine Lenkluftströmung im Wesentlichen axial von hinten auf den Sprühstrahl abgeben, wodurch die Sprühstrahlbreite eingestellt werden kann.

Bei einer Innenlackierung wird dann aufgrund der beengten Raumverhältnisse eine kleine Sprühstrahlbreite eingestellt, indem über die Lenkluftdüsen ein großer Lenkluftstrom abgegeben wird, der den Sprühstrahl von außen zusammendrückt.

Bei einer Außenlackierung wird dagegen vorzugsweise ein breiter Sprühstrahl eingestellt, um schnell und effizient große Bauteilflächen lackieren zu können. Hierzu wird allenfalls ein kleiner Lenkluftstrom abgegeben, so dass der Sprühstrahl nur in geringem Maße zusammengedrückt wird.

Bei dem bekannten Rotationszerstäuber werden also verschiedene Werte für den Lenkluftstrom eingestellt, um wahlweise einen schmalen Sprühstrahl oder einen breiten Sprühstrahl zu erzielen.

Nachteilig an dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Einstellung des Lenkluftstroms ist die Tatsache, dass der Zusammenhang zwischen einem bestimmten Lenkluftstrom und der resultierenden Sprühstrahlbreite im Betrieb des Rotationszer- stäubers Schwankungen unterliegt, was eine genaue Einstellung der Sprühstrahlbreite erschwert.

Aus US 6 534 127 B2 ist eine Lenkluftsteuerung bekannt, bei der die Temperatur und die Feuchtigkeit der abgegebenen Lenk- luft gesteuert werden. Die Sprühstrahlbreite ist hierbei jedoch ebenfalls abhängig von den aktuellen Betriebsbedingungen des Rotationszerstäubers, da der Zusammenhang zwischen dem Lenkluftmengenstrom und der resultierenden Sprühstrahlbreite in Abhängigkeit von den aktuellen Betriebsbedingungen schwankt.

Aus US 2002/0122892 Al ist eine Lenkluftsteuerung bekannt, bei der die Geschwindigkeit des Lenkluftstroms beeinflusst wird, um ein sogenanntes Kontrollverhältnis konstant zu hal- ten, wobei es sich um das Verhältnis zwischen dem Produkt aus Drehzahl und Lenkluftvolumen einerseits und Beschichtungsmit- telmengenstrom andererseits handelt. Die Steuerung verfolgt hierbei also ein anderes Steuerungsziel und verhindert nicht, dass die Sprühstrahlbreite in Abhängigkeit von den aktuellen Betriebsbedingungen schwankt.

Schließlich offenbart DE 199 38 093 Al eine Regelung, die den Lenkluftmengenstrom als Regelgröße auf einen vorgegebenen Sollwert regelt, wobei der Sollwert entsprechend der ge-

wünschten Sprühstrahlbreite variiert werden kann. Auch hierbei tritt jedoch das Problem auf, dass der Zusammenhang zwischen dem Lenkluftmengenstrom und der resultierenden Sprühstrahlbreite in Abhängigkeit von den aktuellen Betriebsbedin- gungen des Rotationszerstäubers schwankt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, den vorstehend beschriebenen bekannten Rotationszerstäuber und das zugehörige Betriebsverfahren entsprechend zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren bzw. eine Be- schichtungseinrichtung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst .

Die Erfindung beruht auf der technischen Erkenntnis, dass die Sprühstrahlbreite nicht nur von dem Lenkluftstrom anhängt, sondern auch von der kinetischen Energie der einzelnen Lacktröpfchen in dem applizierten Sprühstrahl. So erfordern individuelle Beschichtungsmittelparameter (z.B. Lackviskosität, Lackoberflächenspannung) individuell angepasst Zerstäuberparameter (z.B. Drehzahl des Glockentellers), um die individuell erforderlichen Tropfenspektren für einen optimalen Lackauftrag zu erreichen. Diese Anpassung der Zerstäuberparameter (z.B. Drehzahl des Glockentellers) an die aktuellen Beschich- tungsmittelparameter (z.B. Lackviskosität) führt jedoch zu entsprechend individuell unterschiedlichen kinetischen Energien der Beschichtungsmitteltröpfchen, was in der Folge eine entsprechende Anpassung des Lenkluftstroms erforderlich macht, um die gewünschte Sprühstrahlbreite zu erzielen.

Die Erfindung sieht deshalb vor, dass im Betrieb des Zerstäubers mindestens ein Applikationsparameter ermittelt wird, der eine Eigenschaft (z.B. Viskosität, Oberflächenspannung) des applizierten Beschichtungsmittels oder eine Betriebsgröße

(z.B. Drehzahl) des Zerstäubers wiedergibt und einen Einfluss auf den applizierten Sprühstrahl hat, insbesondere auf die kinetische Energie der abgesprühten Beschichtungsmitteltröpf- chen.

In einer ersten Variante der Erfindung wird dann in Abhängigkeit von diesem Applikationsparameter der Lenkluftstrom be- einflusst, um die gewünschte Form bzw. Breite des applizierten Sprühstrahls einzustellen. Die Berücksichtigung des Ap- plikationsparameters bei der Beeinflussung des Lenkluftstroms bietet den Vorteil, dass die unterschiedlichen kinetischen Energien der applizierten Lacktröpfchen berücksichtigt werden können, wodurch sich die gewünschte Sprühstrahlbreite genauer einstellen lässt als bei dem eingangs beschriebenen herkömm- liehen Rotationszerstäuber.

Die Erfindung sieht also vorzugsweise eine Steuerung der Sprühstrahlbreite vor, d.h. ohne eine Messung und Rückkopplung der Sprühstrahlbreite als der zu steuernden Größe. Hier- bei ist die Sprühstrahlbreite die zu steuernde Größe (Steuergröße) , die in Abhängigkeit von dem variablen Applikationsparameter (z.B. Lackviskosität, Lacktemperatur, Zerstäuberdrehzahl, etc.) als Störgröße gesteuert wird. Zur Steuerung der Sprühstrahlbreite auf den vorgegebenen Soll-Wert wird der Lenkluftstrom als Stellgröße in Abhängigkeit von dem variablen Applikationsparameter eingestellt. Das Ziel der Steuerung besteht hierbei darin, die Sprühstrahlbreite unabhängig von Schwankungen des Applikationsparameters auf einen vorgegebenen Soll-Wert einzustellen.

In einer anderen Variante der Erfindung wird dagegen nicht die Sprühstrahlbreite gesteuert, sondern es werden Schwankungen der Sprühstrahlbreite kompensiert, indem der Bahnabstand und/oder die Lackiergeschwindigkeit (Ziehgeschwindigkeit)

zwischen den benachbarten Beschichtungsmittelbahnen entsprechend angepasst wird. Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff der Lackiergeschwindigkeit stellt vorzugsweise auf die Vorschubgeschwindigkeit des Applikationsgeräts beim La- ckieren ab.

Falls beispielsweise die Sprühstrahlbreite aufgrund von Schwankungen der Applikationsparameter (z.B. Lackviskosität, Lacktemperatur, Zerstäuberdrehzahl, etc.) abnimmt, so wird der Bahnabstand entsprechend verringert, damit die gewünschte Bahnüberlappung erhalten bleibt.

Falls dagegen die Sprühstrahlbreite aufgrund von Schwankungen der Applikationsparameter (z.B. Lackviskosität, Lacktempera- tur, Zerstäuberdrehzahl, etc.) zunimmt, so wird der Bahnabstand entsprechend vergrößert, um die gewünschte Bahnüberlappung zu erhalten.

Die Erfindung sieht deshalb in dieser Variante der Erfindung vor, dass die Bahnüberlappung zwischen den benachbarten Beschichtungsmittelbahnen auf eine vorgegebene, gewünschte Bahnüberlappung gesteuert wird, indem der Bahnabstand in Abhängigkeit von dem variablen Applikationsparameter (z.B. Lackviskosität, Lacktemperatur, Zerstäuberdrehzahl, etc.) entsprechend eingestellt wird.

Die beiden vorstehend beschriebenen Varianten der Erfindung (Steuerung der Sprühstrahlbreite bzw. Steuerung der Bahnüberlappung) können im Rahmen der Erfindung auch miteinander kom- biniert werden.

Gemeinsam ist den beiden Varianten der Erfindung die technische Lehre, dass Schwankungen der Applikationsparameter kom-

pensiert werden und zwar durch eine Anpassung der Sprühstrahlbreite oder durch eine Anpassung des Bahnabstands.

Bei der Steuerung der Bahnüberlappung kann ferner die Schichtdicke gesteuert werden, indem die Lackiergeschwindigkeit (d.h. die Vorschubgeschwindigkeit des Zerstäubers in Bahnrichtung) eingestellt wird. Die Steuerung der Schichtdicke kann im Rahmen der Erfindung ebenfalls in Abhängigkeit von dem variablen Applikationsparameter erfolgen.

Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff eines Applikationsparameters umfasst also alle Größen, die im Beschich- tungsbetrieb einen Einfluss auf den Sprühstrahl haben, insbesondere auf die kinetische Energie der abgesprühten Beschich- tungsmitteltröpfchen oder die Sprühstrahlform. Darüber hinaus ist dieser Begriff nicht auf eine einzelne Größen beschränkt, sondern umfasst auch mehreren verschiedene Größen. So kann die Steuerung der Sprühstrahlbreite bzw. der Bahnüberlappung auch in Abhängigkeit von mehreren verschiedenen Applikations- parametern erfolgen.

Weiterhin ist unter einem Lenkluftstrom im Rahmen der Erfindung die Menge der abgegebenen Lenkluft pro Zeiteinheit zu verstehen, also im physikalischen Sinne der Volumenstrom oder der Massenstrom der abgegebenen Lenkluft.

Vorzugsweise sieht die Erfindung vor, dass nicht nur ein einziger Lenkluftstrom abgegeben wird, sondern - wie bei der eingangs erwähnten Patentanmeldung EP 1 331 037 A2 - mindes- tens ein zusätzlicher Lenkluftstrom. Der Applikationsparameter (z.B. Lackviskosität, Glockentellerdrehzahl) wird dann vorzugsweise zur Beeinflussung sämtlicher Lenkluftströme herangezogen.

Hierbei werden die einzelnen Lenkluftströme vorzugsweise in unterschiedliche Richtungen abgegeben, was an sich aus der bereits eingangs zitierten Patentanmeldung EP 1 331 037 A2 bekannt ist. Dabei überlagern sich vorzugsweise die einzelnen Lenkluftströme zu einer resultierenden Lenkluftströmung, deren Richtung von den einzelnen Lenkluftströmen abhängt. Durch eine individuelle Einstellung der einzelnen überlagerten Lenkluftströme lässt sich deshalb im Rahmen der Erfindung die Richtung der resultierenden Lenkluftströmung beeinflussen. Vorzugsweise erfolgt die Beeinflussung der Richtung der resultierenden Lenkluftströmung hierbei in Abhängigkeit von dem vorstehend erwähnten Applikationsparameter (z.B. Viskosität des Beschichtungsmittels, Drehzahl des Zerstäubers) . Die Erfindung ermöglicht also eine variable Richtungsorientierung der resultierenden Lenkluftströmung zur erweiterten und flexiblen Parametrierung des Zerstäubers, um einen wirtschaftlichen Lackauftrag für verschiedenste Anforderungen mit optimaler Schichtstärke (Auftragswirkungsgrad) , Schichtverteilung und Qualität zu erreichen.

Es wurde bereits vorstehend erwähnt, dass es sich bei dem zur Beeinflussung des Lenkluftstroms herangezogenen Applikationsparameter um die Viskosität des applizierten Beschichtungsmittels oder die Drehzahl des Zerstäubers handeln kann. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des interessierenden Applikationsparameters nicht auf diese beiden Parameter beschränkt, sondern auch mit anderen Parametern realisierbar. Beispielsweise kann es sich bei dem Applikationsparameter um die Oberflächenspannung des applizierten Beschichtungsmit- tels, die elektrische Spannung einer elektrostatischen Aufladung des Beschichtungsmittels, die Temperatur des applizierten Beschichtungsmittels, die Umgebungstemperatur, den Be- schichtungsmittelstrom und/oder den Typ des applizierten Beschichtungsmittels handeln. Darüber hinaus besteht im Rahmen

der Erfindung die Möglichkeit, dass mehrere der vorstehend genannten Applikationsparameters gemeinsam ausgewertet werden und gemeinsam den Lenkluftstrom beeinflussen.

Die einzelnen Lenkluftströme können im Rahmen der Erfindung wahlweise von einer gemeinsamen Luftversorgung oder von jeweils eigenen Luftversorgungen mit Lenkluft gespeist werden. Vorteilhaft an einer Speisung der einzelnen Lenkluftströme durch jeweils eigene Luftversorgungen ist jedoch die Tatsa- che, dass die einzelnen Lenkluftströme flexibel und unabhängig voneinander eingestellt werden können.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Lenkluftstrombeeinflus- sung im Rahmen der Erfindung vorzugsweise automatisch er- folgt, so dass kein Benutzereingriff erforderlich ist, um den Einfluss des variierenden Applikationsparameters bei der Einstellung der Sprühstrahlbreite zu kompensieren.

Ferner ist zu erwähnen, dass es sich bei den Beschichtungs- mittel im Rahmen der Erfindung wahlweise um Pulverlack oder Nasslack (Lösemittellack oder Wasserlack) handeln kann. Die Erfindung ist also hinsichtlich des zu applizierenden Be- schichtungsmittels nicht auf bestimmte Beschichtungsmittelty- pen beschränkt.

Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur auf das vorstehend beschriebene Betriebsverfahren beschränkt ist, sondern auch eine entsprechende Beschichtungseinrichtung um- fasst, wie sich bereits aus der vorstehenden Beschreibung er- gibt. Die Beeinflussung des Lenkluftstroms erfolgt hierbei durch eine Steuereinrichtung, die beispielsweise ein Lenk- luftventil ansteuert, um den Applikationsparameter (z.B. Lackviskosität, Glockentellerdrehzahl) bei der Beeinflussung des Lenkluftstroms zu berücksichtigen.

Bei zwei getrennten Lenkluftströmen beeinflusst die Steuereinrichtung vorzugsweise beide Lenkluftströme, wobei die Beeinflussung der einzelnen Lenkluftströme unabhängig voneinan- der erfolgen kann.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Lenkluft- düsenanordnung vorgesehen, die jeweils mehrere konzentrisch angeordnete Düsenöffnungen aufweißt, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die einzelnen Lenkluftströme können hierbei jeweils durch einen eigenen Kranz von Lenkluftdüsen abgegeben werden, wobei die einzelnen Lenkluftdü- senkränze vorzugsweise konzentrisch zueinander angeordnet sind.

Hierbei besteht die Möglichkeit, dass die einzelnen Lenkluft- düsenkränze einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Ein Lenkluftstrom kann dann aus den außen liegenden Lenkluftdüsen abgegeben werden, während ein anderer Lenkluftstrom aus den innen liegenden Lenkluftdüsen abgegeben wird.

Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die einzelnen Lenkluftdüsenkränze im Wesentlichen den gleichen Durchmesser aufweisen, so dass über den Umfang verteilt ab- wechselnd Düsenöffnungen der ersten Lenkluftdüsenanordnung und der zweiten Lenkluftdüsenanordnung angeordnet sind. Die Düsenöffnungen der beiden Lenkluftdüsenanordnungen können hierbei jeweils paarweise zusammengefasst sein, so dass über den Umfang verteilt zahlreiche Paare von Lenkluftdüsen ange- ordnet sind, wobei jedes dieser Paare für jeden Lenkluftstrom jeweils eine Lenkluftdüse aufweist.

Weiterhin besteht hierbei die Möglichkeit, dass die einzelnen Düsenöffnungen einen Drall in Umfangsrichtung aufweisen und

zwar wahlweise in Drehrichtung oder entgegen der Drehrichtung des Glockentellers. Beispielsweise können auch die Düsenöffnungen der einen Lenkluftdüsenanordnung einen Drall in Um- fangsrichtung aufweisen, während die Düsenöffnungen der ande- ren Lenkluftdüsenanordnung keinen Drall in Umfangsrichtung aufweisen. Hierbei können die mit einem Drall in Umfangsrichtung versehenen Düsenöffnungen einen Drallwinkel zwischen 30° und 75° aufweisen, wobei sich ein Drallwinkel von 45° als vorteilhaft erwiesen hat.

Schließlich ist zu erwähnen, dass im Rahmen der Erfindung auch drei oder mehr Lenkluftströme abgegeben werden können, um den Sprühstrahl zu formen. Der zusätzliche dritte Lenkluftstrom kann dabei in gleicher Weise beeinflusst werden, wie die beiden vorstehend beschriebenen Lenkluftströme. Darüber hinaus können die einzelnen Lenkluftströme auch als Freihalteluft eingesetzt werden, um den Glockenteller von Verschmutzungen frei zu halten. Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass die einzelnen Lenkluftströme erwärmt oder in sonstiger Weiser klimatisiert werden, was an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusam- men mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine aufgeschnittene Perspektivansicht eines

Rotationszerstäubers mit zwei Lenklüften,

Figur 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rotationszerstäubers mit zwei Lenklüften,

Figur 3A eine Frontansicht eines Lenkluftrings mit zwei

Lenkluftdüsenkränzen,

Figur 3B eine Querschnittsansicht des Lenkluftrings aus Figur 3A,

Figur 4 eine Frontansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Lenkluftrings zur Verwendung im Rahmen der Erfindung,

Figur 5 eine schematische Seitenansicht eines Rotationszerstäubers mit zwei Lenklüften,

Figur 6 ein vereinfachtes Bild einer erfindungsgemäßen Beschichtungseinrichtung, sowie

Figuren 7A, 7B eine vereinfachte Darstellung von Lackierbahnen auf den Bauteilen.

Die Querschnittsansicht in Figur 1 zeigt einen Rotationszerstäuber 1 zur Applikation von Nasslack, wie beispielsweise Lösemittellack oder Wasserlack.

Als Applikationselement weist der Rotationszerstäuber 1 einen Glockenteller 2 auf, der im Betrieb mit großer Geschwindigkeit rotiert und an einer ringförmig umlaufenden Absprühkante 3 einen Sprühstrahl 4 abgibt.

Der zu applizierende Nasslack wird hierbei durch ein Farb- röhr 5 zugeführt und trifft dann zunächst in dem Glockenteller 2 auf eine mit dem Glockenteller 2 rotierende Umlenkscheibe 6 mit einer Durchgangsbohrung 7, wobei die Umlenkscheibe 6 den axial auftreffenden Lackstrom in zwei Teilströme 8, 9 aufteilt.

Der Teilstrom 8 wird von der Umlenkscheibe 6 in radialer Richtung seitlich abgelenkt und strömt aufgrund der im Betrieb auftretenden Zentrifugalkraft entlang einer innenlie- genden überstromflache nach außen zu der Absprühkante 3, wo der Lack dann schließlich im Form des Sprühstrahls 4 abgegeben wird.

Der Teilstrom 9 tritt dagegen axial durch die Durchgangsboh- rung 7 in der Umlenkscheibe 6 hindurch und strömt dann auf der Stirnfläche der Umlenkscheibe 6 aufgrund der Zentrifugalkraft in radialer Richtung nach außen, so dass auch die Stirnfläche der Umlenkscheibe 6 im Betrieb permanent von Lack überströmt wird.

Weiterhin weist der Rotationszerstäuber 1 einen Lenkluftring 10 auf, über den zwei Lenkluftströme 11, 12 nach vorne abgegeben werden, um den Sprühstrahl 4 zu formen.

Zur Abgabe des äußeren Lenkluftstroms 12 weist der Lenkluftring 10 einen Kranz von Lenkluftdüsen 13 auf, die über den Umfang des Lenkluftrings 10 verteilt in einem vorgegebenen Radius zu der Drehachse des Glockentellers 2 angeordnet sind.

Die Abgabe des inneren Lenkluftstroms 11 erfolgt ebenfalls durch einen Kranz von Lenkluftdüsen 14, die in dem Lenkluftring 11 in einem vorgegebenen Radius bezüglich der Drehachse des Glockentellers 2 angeordnet sind.

Die Lenkluftdüsen 13 geben den Lenkluftstrom 12 leicht schräg nach vorne außen ab, wobei der Lenkluftstrom 12 mit der Drehachse des Glockentellers 2 einen Winkel von ungefähr 15° einschließt.

Der Lenkluftstrom 11 wird dagegen von den Lenkluftdüsen 14 nahezu koaxial zu der Drehachse des Glockentellers 2 abgegeben.

Die beiden Lenkluftströme 11, 12 überlagern sich dann im Betrieb des Rotationszerstäubers 1 zu einer resultierenden Lenkluftströmung mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit und einer bestimmten Strömungsrichtung. Im Betrieb des Rotationszerstäubers 1 kann dann die Strömungsrichtung und die Strömungsgeschwindigkeit der resultierenden Lenkluftströmung variiert werden, indem der Lenkluftstrom durch die Lenkluftdüsen 13, 14 unabhängig voneinander eingestellt wird. Die beiden Lenkluftströme 11, 12 werden dann so eingestellt, dass unabhängig von dem verwendeten Lack und unabhängig von den Betriebsparametern (z.B. Glockentellerdrehzahl) des Rotationszerstäubers 1 stets die gewünschte Form und Breite des Sprühstrahls 4 eingestellt wird. Bei dieser Einstellung wird berücksichtigt, dass individuelle Lackparameter, wie beispielsweise Lackviskosität und Lackoberflächenspannung, ent- sprechend angepasste Betriebsparameter (z.B. Drehzahl) des Rotationszerstäubers 1 erfordern, um die individuell erforderlichen Tropfenspektren für einen optimalen Lackauftrag zu erreichen, so dass die Tropfenspektren entsprechend unterschiedliche kinetische Energien aufweisen.

Darüber hinaus ermöglicht der Rotationszerstäuber 1 noch eine Außenspülung durch einen Spülmittelstrom 15, der über die Außenfläche des Glockentellers 2 geleitet wird und diesen dadurch von möglicherweise anhaftenden Lackresten befreit. Eine derartige Außenspülung ist jedoch an sich aus dem Stand der

Technik bekannt und muss deshalb nicht näher beschrieben werden.

Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht des kompletten Rotationszerstäubers 1 mit dem Glockenteller 2 und einem Befestigungszapfen 16 zur Befestigung des Rotationszerstäubers 1 an einer Roboterhandachse eines Lackierroboters, was an sich e- benfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist und deshalb nicht näher beschrieben werden muss. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb hinsichtlich der Beschreibung des Rotationszerstäubers 1 auf die Patentanmeldung EP 1 331 037 A2 verwiesen, deren Inhalt der vorliegenden Beschreibung in vollem Umfang dazuzurechnen ist.

Die Figuren 3A und 3B zeigen eine Frontansicht bzw. eine Querschnittsansicht des Lenkluftrings 10 in einer möglichen alternativen Ausführungsform. Zur Vermeidung von Wiederholun- gen wird deshalb im Wesentlichen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen, wobei für entsprechende Einzelheiten im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Eine Besonderheit des Lenkluftrings 10 besteht in diesem Aus- führungsbeispiel darin, dass die inneren Lenkluftdüsen 14 und die äußeren Lenkluftdüsen 13 den jeweiligen Lenkluftstrom jeweils achsparallel zu der Drehachse des Glockentellers 2 abgegeben.

Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lenkluftrings 10, das ebenfalls weitgehend mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen wieder auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelhei- ten wieder dieselben Bezugszeichen wie zuvor verwendet werden.

Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass in dem Lenkluftring 10 auf einem vorgegebenen Durchmes-

ser 17 jeweils paarweise die Lenkluftdüsen 13 für den einen Lenkluftstrom und die Lenkluftdüsen 14 für den anderen Lenk- luftstrom angeordnet sind. über den Umfang verteilt sind hierbei zahlreiche derartige Paare der Lenkluftdüsen 13, 14 angeordnet. Die aus den Lenkluftdüsen 13, 14 austretenden beiden Lenkluftströme können hierbei unabhängig voneinander gesteuert werden und überlagern sich zu einer resultierenden Lenkluftströmung mit einer bestimmten Strömungsrichtung und einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit.

Figur 5 zeigt ein weiteres, stark vereinfachtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotationszerstäubers 1, das weitgehend mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederho- lungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der innere Lenkluftstrom 11 achsparallel zur Rotationsachse des Glockentellers 2 abgegeben, wohingegen der Lenkluftstrom 12 in einem spitzen Winkel schräg nach außen abgegeben wird. Die beiden Lenkluftströme 11, 12 überlagern sich deshalb zu einer resultierenden Lenkluftströmung 18 mit einer bestimmten resultierenden Strö- mungsrichtung und einer entsprechenden Strömungsgeschwindigkeit. Die beiden Lenkluftströme 11, 12 können hierbei unabhängig voneinander eingestellt werden, um die Strömungsrichtung und die Strömungsgeschwindigkeit der resultierenden Lenkluftströmung 18 entsprechend den aktuellen Erfordernissen einzustellen.

Figur 6 zeigt in stark vereinfachter schematisierter Form ein Ausführungsbeispiel einer Beschichtungseinrichtung, die ent-

sprechend der Erfindung die Einstellung der Lenkluftströme 11, 12 ermöglicht.

Zunächst weist die Beschichtungseinrichtung eine Lenkluftver- sorgung 19 auf, die den Rotationszerstäuber 1 mit dem Lenkluftstrom 11 versorgt, wobei die Lenkluftversorgung 19 von einer Steuereinheit 20 so angesteuert wird, dass die Lenkluftversorgung 19 einen vorgegebenen Lenkluftstrom Q _LLi abgibt.

Weiterhin weist die Beschichtungseinrichtung eine zweite Lenkluftversorgung 21 auf, die dem Rotationszerstäuber 1 den zweiten Lenkluftstrom 12 zuführt, wobei auch die Lenkluftversorgung 21 von der Steuereinheit 20 so angesteuert wird, dass der Rotationszerstäuber 1 einen vorgegebenen Lenkluftstrom QLL2 abgibt.

Weiterhin weist die Beschichtungseinrichtung in herkömmlicher Weise eine Lackversorgung 22 auf, die den Rotationszerstäuber 1 mit einem vorgegebenen Lackstrom Q _LACK versorgt, wobei der gewünschte Lackstrom Q _LA cκ von einer Steuereinheit 23 vorgegeben wird.

Darüber hinaus weist die Beschichtungseinrichtung einen Hoch- spannungsgenerator 24 auf, der den Rotationszerstäuber 1 mit einer elektrostatischen Aufladungsspannung U versorgt, mit welcher der von dem Glockenteller 2 abgegebene Sprühstrahl 4 elektrostatisch aufgeladen wird. Die elektrostatische Aufladung des Sprühstrahls 4 ist aus dem Stand der Technik bekannt und muss deshalb nicht weiter beschrieben werden.

Ferner gibt die Steuereinheit 23 einen Drehzahlwert n an eine Turbinensteuerung 25 weiter, wobei die Turbinensteuerung 25 einen entsprechenden Turbinenluftstrom an den Rotationszer-

stäuber 1 abgibt, damit sich der Glockenteller 2 mit der gewünschten Drehzahl n dreht. Die Turbinensteuerung 25 beinhaltet hierbei eine Regelung mit einer Rückkopplung, da die Ist- Drehzahl ermittelt und zur Kontrolle und ggf. Anpassung der Drehzahl verwendet wird.

Die Steuereinheit 20 berechnet die beiden Lenkluftströme Q _LLI , Q _LL2 i ⁿ Abhängigkeit von mehreren Applikationsparametern, die teilweise Betriebsgrößen des Rotationszerstäubers sind und teilweise Eigenschaften des applizierten Lacks wiedergeben.

So berücksichtigt die Steuereinheit 20 den applizierten Lackstrom Q _LACKλ die elektrostatische Aufladungsspannung U und die Drehzahl n des Glockentellers 2 als Betriebsgrößen des Rotationszerstäubers 1.

Weiterhin berücksichtigt die Steuereinheit bei der Berechnung der Lenkluftströme Q _LLI , Q _LL2 auch die Viskosität η, die Oberflächenspannung γ und die Temperatur T des applizierten Lacks. Schließlich berücksichtigt die Steuereinheit 20 auch die Art des verwendeten Lacks (BC:Base Coat oder CC:Clear Co- at) .

Bei der Berechnung der beiden Lenkluftströme Q _LLIJ Q _LL2 berücksichtigt die Steuereinheit, dass sich in Abhängigkeit von den einzelnen Applikationsparametern unterschiedliche Tropfenspektren in den applizierten Sprühstrahl 4 ausbilden, die entsprechend unterschiedliche kinetische Energien aufweisen, so dass die beiden Lenkluftströme 11, 12 entsprechend ange- passt ausgerichtet bzw. bemessen sein müssen.

Darüber hinaus weist die Beschichtungseinrichtung einen mehr- achsigen Lackierroboter 26 auf, der von einer Robotersteuerung 27 angesteuert wird und den Rotationszerstäuber 1 führt, so dass der Rotationszerstäuber 1 auf die zu beschichtende

Bauteile Beschichtungsmittelbahnen 28 aufträgt, die parallel nebeneinander liegen, wie in den Figuren 7A und 7B dargestellt ist.

Die benachbarten Beschichtungsmittelbahnen 28 weisen zwischen ihren Mittelachsen jeweils einen bestimmten Bahnabstand d und eine bestimmte Bahnbreite b _B auf, woraus sich eine bestimmte Bahnüberlappung b _ü ergibt.

Aus einem Vergleich der Figuren 7A und 7B ist ersichtlich, dass die Bahnbreite b _B schwanken kann, was auf Schwankungen der Sprühstrahlbreite zurückzuführen ist, wobei die Schwankungen der Sprühstrahlbreite wiederum durch änderungen der Applikationsparameter verursacht werden.

Bei einem konstanten Bahnabstand d führen die Schwankungen der Bahnbreite b _B jedoch zu unerwünschten Schwankungen der Bahnüberlappung b _t ). Im Extremfall kann eine Verringerung der Bahnbreite b _B sogar dazu führen, dass die Bahnüberlappung b _ß negativ wird, so dass die benachbarten Beschichtungsmittelbahnen 28 nicht mehr lückenlos aneinander grenzen.

Die Beschichtungseinrichtung ermöglicht deshalb auch eine andere Variante zur Berücksichtigung von Schwankungen der Ap- plikationsparameter . In dieser Variante der Erfindung wird die Sprühstrahlbreite nicht auf einen konstanten, vorgegebenen Wert gesteuert, wobei die Steuerung Schwankungen der Applikationsparameter berücksichtigt. Stattdessen ist in dieser Variante vorgesehen, dass Schwankungen der Sprühstrahlbreite zugelassen und kompensiert werden, indem der Bahnabstand d entsprechend angepasst wird.

Die Beschichtungseinrichtung weist hierzu eine Steuereinheit 29 auf, die eingangsseitig die Applikationsparameter η, γ, T,

BC/CC, Q _LACK , n, U aufnimmt, wobei die Applikationsparameter η, γ, T, BC/CC, Q _LACK , n, U im regelungstechnischen Sinne Störgrößen sind, da Schwankungen der Applikationsparameter η, γ, T, BC/CC, Q _LACK , n, U die Bahnüberlappung bo beeinflussen, wenn der Bahnabstand d konstant gehalten wird.

Die Steuereinheit 29 steuert deshalb die Bahnüberlappung ba auf einen vorgegebenen konstanten Wert, indem die Steuereinheit 29 den Bahnabstand d entsprechend einstellt und damit die Robotersteuerung 27 entsprechend ansteuert.

Falls beispielsweise die Sprühstrahlbreite aufgrund von Schwankungen der Applikationsparameter (z.B. Lackviskosität, Lacktemperatur, Zerstäuberdrehzahl, etc.) abnimmt, so wird der Bahnabstand d entsprechend verringert, damit die gewünschte Bahnüberlappung bo erhalten bleibt.

Falls dagegen die Sprühstrahlbreite aufgrund von Schwankungen der Applikationsparameter (z.B. Lackviskosität, Lacktempera- tur, Zerstäuberdrehzahl, etc.) zunimmt, so wird der Bahnabstand d entsprechend vergrößert, um die gewünschte Bahnüberlappung b _ö zu erhalten.

Darüber hinaus steuert die Steuereinheit 29 die Schichtdicke auf einen vorgegebenen Wert, indem die Lackiergeschwindigkeit v in Abhängigkeit von den Applikationsparametern η, γ, T, BC/CC, QLA _CKλ n, U eingestellt wird. Die Lackiergeschwindigkeit v ist hierbei die Vorschubgeschwindigkeit des Rotationszerstäubers 1 entlang den Beschichtungsmittelbahnen 28. Auf diese Weise wird die Schichtdicke unabhängig von Schwankungen der Applikationsparameter η, γ, T, BC/CC, Q _LACKA n, U auf einem konstanten Wert gehalten, was zu einer guten Beschich- tungsqualität beiträgt.

Der gewünschte Soll-Wert für die Sprühstrahlbreite hängt hierbei von der Art der Lackierung ab. Bei der Lackierung von Außenflächen ist in der Regel eine große Sprühstrahlbreite sinnvoll, damit großflächig lackiert werden kann. Bei der In- nenlackierung und bei der Lackierung von kleinen Details ist dagegen eine keine Sprühstrahlbreite sinnvoll.

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

Bezugszeichenliste:

1 RotationsZerstäuber

2 Glockenteller

3 Absprühkante

4 Sprühstrahl

5 Farbrohr

6 Umlenkscheibe

7 Durchgangsbohrung

8, 9 Teilstrom

10 Lenkluftring

11 Lenkluftstrom

12 Lenkluftström

13 Lenkluftdüsen

14 Lenkluftdüsen

15 Spülmittelström

16 Befestigungszapfen

17 Durchmesser

18 Lenkluftströmung

19 Lenkluftversorgung

20 Steuereinheit

21 Lenkluftversorgung

22 Lackversorgung

23 Steuereinheit

24 Hochspannungsgenerator

25 Turbinensteuerung

26 Lackierroboter

27 RoboterSteuerung

28 BeSchichtungsmittelbahnen

29 Steuereinheit b _B Bahnbreite bü Bahnüberlappung

BC/CC Basislack/Klarlack d Bahnabstand n Drehzahl des Rotationszerstäubers

QLA _C K Lackstrom ²²

Q _LLI Erster Lenkluftstrom

Q _LL2 Zweiter Lenkluftstrom

T Lacktemperatur

U Aufladespannung der Rotationszerstäubers v Lackiergeschwindigkeit η Viskosität γ Oberflächenspannung

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