DE10140481A1 - Mehrfarb-Lackiereinrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrfarb-Lackiereinrichtung zum Ausbringen einzelner oder gemischter Medien mit minimalem Verwurf von Nutzmedien und Spülmedium und mit Verhinderung von Teilchenablagerung in den Medienzuführungen des Applikators.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Mehrfarb-Lackiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
• Bei automatischen Lackieranlagen werden die zu verarbeitenden Lacke/Farben von einem Lackversorgungssystem einem Sprühkopf zugeführt, der insbesondere als Luftzerstäuber (Pistole) oder als Rotationszerstäuber ausgebildet ist. Die mittels diesem Sprühkopf zu verarbeitenden Lacke werden bei bekannten Lackieranlagen über eine Zuleitung von einer als Pumpe ausgebildeten Förder- und Dosiereinrichtung unter Druck gefördert. Die Pumpe steht eingangsseitig in Wirkverbindung mit einem Lackwechsler, dem über einzelne Ventile die zu verarbeitenden Lacke wahlweise zuführbar sind. Der Lackwechsler umfaßt ferner noch eine Spülkombination, mittels welcher nach der Verarbeitung eines Lackes die Sammelleitung, die Pumpe und die Zuleitung zum Sprühkopf durch Lösungsmittel und/oder Luft von Lackrückständen gereinigt wird.
• Bei derartig aufgebauten Lackiereinrichtungen beträgt die Zuleitung zwischen insbesondere Pumpe und Sprühkopf oftmals mehrere Meter. Demzufolge muß bei einem Farbwechsel durch die im Lackwechsler angeordnete Spülkombination das ganze Leitungssystem von Lackresten befreit werden, d. h. die Sammelleitung des Farbwechslers bis zur Pumpe und die Zuleitung von der Pumpe bis zur Sprüheinrichtung.
• Bei häufigem Lackwechsel während der Produktion summieren sich die in der Zuleitung zwischen Pumpe und Sprühkopf durch das Spülen herauszulösenden Lackmengen, die in einem dem Sprühkopf zugeordneten Aufnahmebehälter aufgefangen werden. Dazu weist der Sprühkopf ein schaltbares Ventil auf, mit welchem der in der Zuleitung zwischen Pumpe und Sprühkopf befindliche Lack herausgefördert werden kann. Das in den Aufnahmebehälter eingeleitete Lack- Lösungsmittelgemisch ist nicht weiterverwendbar.
• Die auf diese Weise hervorgerufenen Lackverluste stellen einerseits einen Kostenfaktor dar. Zudem ist es als nachteilig anzusehen, daß wegen des bereits erwähnten langen Zuleitungssystems auch entsprechend große Mengen an Lösungsmitteln verwendet werden müssen, damit auch letzte Lackreste entfernt werden können. Ein weiterer Nachteil sind die langen Zeiten beim Lackwechsel in einer derartig aufgebauten Lackieranlage, hervorgerufen durch das große zu spülende Volumen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Weiterentwicklung einer Mehrfarb- Lackiereinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, sodaß ein Lackwechsel mit spürbar reduziertem Verbrauch von Lack und Lösemittel erfolgen kann bei gleichzeitiger Reduzierung der Spüldauer.
• Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Die Erfindung sieht vor, daß der insbesondere als Luftzerstäuber (Lackierpistole) ausgebildete Sprühkopf mehrere Zuleitungen aufweist, die ausschließlich für den jeweils zu verarbeitenden Lack genutzt werden können. So können alle Leitungen - bis auf eine - als nichtzuspülende Speicherleitungen für die am häufigsten eingesetzten Lacke verwendet werden.
• Eine andere Möglichkeit ist die Anwendung der Molchtechnologie. Dabei wird der Lack mit einem Reinigungskörper aus der gefüllten Leitung in den entsprechenden Versorgungsbehälter zurückgedrückt, der Schlauch dadurch vorgereinigt und das anschließende Spülen vereinfacht, sodaß der Lackwechsel ohne nennenswerte Verluste erfolgt. Mit Hilfe einer entsprechenden Steuerung besteht die Möglichkeit, beim Lackieren mit Robotern oder beim manuellen Lackieren den Farbwechsel schnell und ökonomisch durchzuführen, ohne bei diesem Vorgang den Zerstäuber (Pistole) zu wechseln. Das Molchen einer Leitung und das Laden eines neuen Lackes bis unmittelbar an die Zerstäuberdüse kann während des Lackierens erfolgen, ohne daß der Lackierprozeß unterbrochen wird. Automatische oder manuelle Spül- und Andrückvorgänge sorgen noch während mit einem Lack gearbeitet wird für eine komplette Vorbereitung des nächsten Farbtons bis in unmittelbare Nähe der Zerstäuberdüse.
• Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz in der sogenannten Mehrkomponenten- Technologie, bei welcher zwei oder mehr Medien unmittelbar vor dem Zerstäuben zusammengeführt und gemischt werden.
• Der Luftzerstäuber ist mit mehreren Ventilen in kleinstmöglicher Blockbauweise hergestellt und sowohl für den Einsatz als Handpistole als auch im Automatikbetrieb (z. B. Roboter) geeignet.
• Die Ansteuerung der Freigabeventile der Handpistole geschieht manuell über einen ergonomischen Handhebel, der wiederum ein oder mehrere Pneumatikventile betätigt. Die hierbei freigegebene Luft schaltet die entsprechenden pneumatisch angetriebenen Freigabeventile und gibt ein oder mehrere Medien (Lack, Lösemittel, Luft u. s. w.) zur Zerstäubung frei.
• Desweiteren wird mit dem Handhebel die Zerstäuber- und die Strahlregulierluft unabhängig und dosierbar über ein Drosselventil ein- bzw. zugeschaltet.
• Die einzelnen Freigabeöffnungen für den Lackaustritt sind auf minimalem Raum spülmittelfreundlich angeordnet. Dadurch reduzieren sich die zum Reinigen des Rotationszerstäubers nötigen Lösungsmittelmengen sowie die für einen Reinigungsvorgang anzusetzenden Spülzeiten.
• Mit der erfindungsgemäßen Mehrfarb-Lackiereinrichtung können nicht nur konventionelle Lacke/Farben sondern insbesondere auch Wasserlacke und Pulver- bzw. Mehrkomponentenlacke verarbeitet werden. Entsprechend ist in der vorliegenden Anmeldung der Begriff "Lack" allgemein auszulegen.
• Bei der Verarbeitung von Mehrkomponentenlacken erfolgt die Mischung der einzelnen Komponenten bevorzugt im Sprühkopf, indem die zu mischenden Bestandteile mittels der Freigabeventile in eine Kammer des Sprühkopfes eingeleitet werden.
• Zur Verarbeitung von Mehrkomponentenlacken wird bevorzugt die Ausführungsform der Erfindung verwendet, bei der die einzelnen Lacke, Farben, Pulver, Komponenten und dergleichen über jeweils eine Förder und Dosiereinrichtung dem Sprühkopf zugeführt werden. Auf diese Weise sind beliebig viele Farben misch- und verarbeitbar, ohne daß die entsprechenden Komponenten zuvor in separaten Behältern gemischt werden müssen. Auch dadurch ergibt sich eine beträchtliche Einsparung, da sonst die in einem Extrabehälter zu mischende Farbe auch bei optimaler Zumessung Reste hinterläßt. Diese Reste müßten dann mit entsprechendem Lösemittelaufwand wieder herausgelöst werden, was bei der vorliegenden Erfindung entfällt.
• Desweiteren erfolgt die Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnungen. Es zeigt:
• Fig. 1 eine Lackiereinrichtung, bei der jedem zu verarbeitenden Lack eine Förder- und Dosiereinrichtung zugeordnet ist (z. B. Mehrkomponenten-Verarbeitung),
• Fig. 2 Molchtechnologie
• Gemäß der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 ist ein Sprühkopf (1) zur Verarbeitung von insgesamt N Farben ausgebildet. Dazu ist der Sprühkopf (1) über insgesamt N Zuleitungen (2.1 bis 2.N) mit den jeweiligen lackbereitstellenden Vorratsbehältern (5.1 bis 5.N) verbunden. Im Sprühkopf (1) sind am Ende jeder Zuleitung (2.1 bis 2.N) Freigabeventile (3.1 bis 3.N) angebracht. Zwischen den Vorratsbehältern (5.1 bis 5.N) und den Freigabeventilen (3.1 bis 3.N) befindet sich die Dosiereinrichtung (6.1 bis 6.N).
• Wird zunächst Lack aus dem Vorratsbehälter (5.1) verarbeitet, so ist die Dosiereinrichtung (6.1) und das Freigabeventil (3.1) eingeschaltet, sodaß der Lack aus dem Vorratsbehälter (5.1) in den Sprühkopf (1) gelangen und entsprechend verarbeitet werden kann. Die übrigen Förder- und Dosiereinrichtungen (6.N) und das Freigabeventil (3.N) sind dabei abgeschaltet. Die Freigabeventile (3.1 bis 3.N) und das Zuschalten und Dosieren der Zerstäuber- (17) und der Strahlregulierluft (18) werden beim Handzerstäuber mittels manuell angesteuerter 3/2 Pneumatikventile geschaltet, die im Zerstäuber integriert sind. Die Freigabeventile (3.1 bis 3.N) der automatischen Zerstäuber werden mittels der Steuerung elektrisch über 3/2 Pneumatikventile geschaltet.
• Nach einem Reinigungsvorgang des Sprühkopfs (1) mit nicht dargestellten Spüleinrichtungen wird die Förder und Dosiereinrichtung (6.N) und das Freigabeventil (3.N) eingeschaltet.
• Gemäß der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 2 ist ein Sprühkopf (1) zur Verarbeitung von insgesamt N Farben ausgebildet. Dazu ist der Sprühkopf (1) über mindestens zwei Zuleitungen (2.1 bis 2.N) mit den jeweiligen Lack bereitstellenden Vorratsbehältern (5.1 bis 5.N) verbunden.
• Im Sprühkopf (1) sind am Ende jeder Zuleitung (2.1 bis 2.N) Freigabeventile (3.1 bis 3.N) angebracht. Zwischen den Vorratsbehältern (5.1 bis 5.N) und den Freigabeventilen (3.1 bis 3.N) befinden sich die Dosiereinrichtungen (6.1 bis 6.N) mit Bypaßventilen (16.1 bis 16.N). Desweiteren befinden sich, im Sprühkopf integriert, die Spülfreigabeventile (9.1 bis 9.N). Diese bilden gemeinsam mit den Freigabeventilen (3.1 bis 3.N) die Molchempfangsstation (8.1 bis 8.N).
• Am Ausgang der Vorratsbehälter (5.1 bis 5.N) befindet sich die Molchsendestation (7.1 bis 7.N). Diese ist zusätzlich über zuschaltbare Rückführventile (13.1 bis 13.N) mit den Rückführbehältern (14.1 bis 14.N) verbunden.
• Die Spülfreigabeventile (9.1 bis 9.N) sind mit der Spülkombination (12) zum Zurückdrücken des Lackes mittels Luft oder Lösemittel bzw. Luft/Lösemittelgemisch verbunden. Dazu ist der Druck des eingeleiteten Drück- und Spülmediums um einen bestimmten Betrag höher als der Druck, mit dem der Lack im Leitungssystem steht. Integriert in der Spülkombination befindet sich ein Rückführventil (13), welches die Medien in den Rückführbehälter (14) freigibt.
• Wird zunächst Lack aus dem Vorratsbehälter (5.1) verarbeitet, so ist die Förder- und Dosiereinrichtung (6.1), das Freigabeventil (3.1) und das Hauptventil (4) eingeschaltet, sodaß der Lack aus dem Vorratsbehälter (5.1) in den Sprühkopf (1) gelangen und entsprechend verarbeitet werden kann.
• Zeitgleich zu diesem Vorgang wird der sich noch im System N befindliche Lack über die Spülkombination (12), das Spülfreigabeventil (9.N) die Molchempfangsstation (8.N), den Bypaß (16.N), die Förder- und Dosiereinrichtung (6.N) und die Molchsendestation (7.N) in den Vorratsbehälter (5.N) zurückgedrückt. Hierbei ist das Freigabeventil (3.N) geschlossen. Nach dem Zurückdrücken wird das System mit Luft 1 Lösemittel bei geöffnetem Rückführventil (13.N) gereinigt. Anschließend kann dieses System in umgekehrter Reihenfolge mit dem neuen zu verarbeitenden Lack geladen werden.
• Den Förder- und Dosiereinrichtungen (6.1 bis 6.N) sind jeweils Bypaßventile (16.1 bis 16.N) zugeordnet, mit welchen sowohl Lösungsmittel als auch Lack in beiden Richtungen an der Pumpe vorbeigefördert werden kann. Die Pumpe oder auch andere Dosiereinrichtungen (z. B. Lackdruckregler) können mit einer nicht dargestellten Spülkombination unabhängig gespült werden. Durch das zuvor beschriebene Rückfördern des Lackes wird der bei einem Lackwechsel anfallende Lackverlust noch einmal deutlich verringert.
• Die Freigabeventile (3.1 bis 3.N), die Spülfreigabeventile (9.1 bis 9.N), das Hauptventil (4) und das Zuschatten und Dosieren der Zerstäuber- und der Strahlregulierluft geschieht beim Handzerstäuber mittels manuell angesteuerten 3/2-Pneumatikventilen, die im Zerstäuber integriert sind. Diese Ventile werden bei automatischen Zerstäubern mittels der Steuerung elektrisch über 3/2-Pneumatikventile geschaltet. Bezugszeichenliste 1 Sprühkopf
  2.1-2.N Zuleitung (Lack)
  3.1-3.N Freigabeventil
  4 Hauptventil
  5.1-5.N Vorratsbehälter (Lack)
  6.1-6.N Förder- und Dosiereinrichtung (Pumpe oder Druckregler)
  7.1-7.N Molch-Sendestation
  8.1-8.N Molch-Empfangsstation
  9.1-9.N Spülfreigabeventil
  10 Spülleitung
  11.1-11.N Manuell oder mechanisch betätigte Pneumatikventile (Ventilinsel)
  12 Spülkombination
  13 Rückführventil
  13.1-13.N Rückführventil, Molchsendestation
  14 Auffangbehälter
  14.1-14.N Auffangbehälter
  15 Pneumatik Versorgungsleitung
  16.1-16.N Bypaßventil
  17 Zerstäuberluft
  18 Strahlregulierluft
  

Claims (11)

1. Mehrfarb-Lackiereinrichtung mit einem als Sprühkopf ausgebildeten Verbraucher (Lackierpistole) für Lack, wobei dem Sprühkopf verschiedene Lacke aus mehreren die Lacke bereitstellenden Vorratsbehältern über je ein Leitungssystem mit jeweils wenigstens einer Förder- und Dosiereinrichtung und Ventilen wahlweise zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sprühkopf (1) pro zu verarbeitendem Lack eine ausschließlich diesen Lack fördernde Zuleitung (2.1 bis 2.N) zugeordnet ist, an deren dem Sprühkopf (1) zugewandten Enden Freigabeventile (3.1 bis 3.N) angeordnet sind und daß die Zuleitungen (2.1 bis 2.N) mit jeweils einem Vorratsbehälter (5.1 bis 5.N) für Lack verbunden sind.

2. Mehrfarb-Lackiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabeventile (3.1 bis 3.N) als federbelastete Pneumatikventile ausgebildet sind, die an den Enden der Zuleitungen (2.1 bis 2.N) eingesetzt sind, die dem Sprühkopf zugewandt sind.

3. Mehrfarb-Lackiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabeventile (3.1 bis 3.N) pneumatisch betätigte 2/2-Pneumatikventile sind, die an den Enden der Zuleitungen (2.1 bis 2.N) eingesetzt sind, die dem Sprühkopf zugewandt sind.

4. Mehrfarb-Lackiereinrichtung nach Anspruch 1 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die 2/2-Pneumatikventile (3.1 bis 3.N) mittels manuell betätigten 3/2-Wegeventilen (11.1-11.N) angesteuert werden, welche im Sprühkopfkörper integriert sind.

5. Mehrfarb-Lackiereinrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß mittels mindestens eines Handhebels die 3/2-Wegeventile (11.1 bis 11.N) mechanisch betätigt werden, deren Freigabeluft zeitgesteuert oder mengenabhängig dosiert, wiederum die 2/2-Pneumatikventile (3.1 bis 3.N) schalten.

6. Mehrfarb-Lackiereinrichtung nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung der mechanischen 3/2 Wegeventile (11.1 bis 11.N) über mindestens eine pneumatische Versorgungsleitung (15) geschieht.

7. Mehrfarb-Lackiereinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß pro Farbsystem der Förder- und Dosiereinrichtung (6.1) ein Vorratsbehälter (5.1) und eine Molchsendestation (7.1) mit Rückführventil (13.1) vorgeschaltet sind und ihr der Sprühkopf (1) nachgeschaltet ist, der aus dem Hauptventil (4) sowie pro Farbsystem aus einem Freigabeventil (3.1), einem Spülfreigabeventil (9.1) und einer Molchempfangsstation (8.1) besteht.

8. Mehrfarb-Lackiereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Farbsystem mindestens eine Spülgruppe (12) mit Rückführventil (13) nachgeschaltet ist, zum Zurückdrücken des Lackes aus dem Zerstäuber (1) über die Spülfreigabeventile (9.1 bis 9.N), die Freigabeventile (3.1 bis 3.N) und die Dosiereinrichtungen (6.1 bis 6.N) mit Bypaßventilen (16.1 bis 16.N) in die Auffangbehälter (5.1 bis 5.N) mit den Molchsendestationen (7.1 bis 7.N).

9. Mehrfarb-Lackiereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Farbsystem autark arbeitet, d. h. während mit einem System lackiert wird, kann zeitgleich ein anderes System geleert, gereinigt und geladen werden.

10. Mehrfarb-Lackiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitze der Freigabeventile (3.1 bis 3.N) konzentrisch und auf engstem Raum zur Symmetrieachse des Zerstäubers angeordnet sind.

11. Mehrfarb-Lackiereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sprühkopf für manuelle und für automatische Lackierung einsetzbar ist.