DE19846073A1 - Vorrichtung zum Spülen von Lackiereinrichtungen - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Spülen von Lackiereinrichtungen, insbesondere von Farbnadelventilblöcken in automatischen Lackieranlagen für Kraftfahrzeuge, weist einen Kanal zur Aufnahme von Farbe und/oder Spülmedium und/oder Luft auf. Des weiteren weist die Vorrichtung wenigstens ein Ventilelement zur Einleitung von Farbe in den Kanal, wenigstens ein Ventilelement zur Einleitung von Spülmedium in den Kanal und wenigstens ein Ventilelement zur Einleitung von Luft in den Kanal auf. Die Ventilelemente zur Einleitung von Farbe weisen jeweils eine Ventilnadel auf, welche jeweils eine Bohrung des Kanals freigibt bzw. verschließt. Der Kanal ist an wenigstens einer derjenigen seiner Längsseiten, in denen sich die Bohrungen für die Ventilnadeln befinden, mit seiner Fläche an die Stirnseiten der Ventilnadeln wenigstens annähernd angepaßt. Die Ventilnadeln schließen mit ihren Stirnseiten im geschlossenen Zustrand wenigstens annähernd bündig bzw. eben die Fläche des Kanals ab.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spülen von Lackiereinrichtungen, insbesondere von Färbnadelven­ tilblöcken in automatischen Lackieranlagen für Kraft­ fahrzeuge, nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 nä­ her definierten Art.

Solche Vorrichtungen sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Sie haben die Aufgabe, die gesam­ te Lackiereinrichtung, in welcher sich während eines vorhergehenden Lackiervorgangs Farbe befunden hat, so zu reinigen, daß bei einem nachfolgenden Lackiervor­ gang, gegebenenfalls mit einer anderen Farbe, sich die Farbe des letzten Lackiervorgangs nicht mehr in der Lackiereinrichtung befindet. Bei einem Verzicht auf eine solche Spülung wäre es möglich, daß sich zwei völlig verschiedene Farben in der Lackiereinrichtung vermischen, was ein sehr unbefriedigendes Ergebnis und unter Umständen Ausschuß zur Folge hätte.

Die Farbnadelventilblöcke sind in diesem Zusammenhang zum Einleiten von Farbe in die Lackiereinrichtung oder zum Spülen einzelner Leitungsabschnitte der gesamten Lackiereinrichtung vorgesehen. Sie müssen selbstver­ ständlich mit der gleichen Sorgfalt wie die Leitungen selbst gespült werden.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist jedoch nachteilig, daß sich insbesondere in dem gemeinsamen Kanal der Farbnadelventilblöcke, welche nacheinander von Farbe, Spülmedium und Luft durchströmt werden, auch nach sehr gründlichem Spülen noch immer Farbreste befinden kön­ nen. Diese Farbreste setzen sich insbesondere in dem­ jenigen Bereich fest, in welchem die Ventilnadeln in den gemeinsamen Kanal münden, da dort sehr viele durch Hinterschneidungen oder andersartig gebildete Nischen anzutreffen sind. Durch diese Farbreste kann es zu den oben genannten Problemen bezüglich Farbvermischung und eventuell entstehendem Ausschuß kommen. Um eine gründ­ lichere Reinigung zu erreichen, wird bei solchen Vor­ richtungen meist sehr viel Spülmedium verschwendet, was neben hohen Kosten auch eine nicht unerhebliche Umweltverschmutzung zur Folge hat.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Spülen von Lackiereinrichtungen zu schaffen, bei welcher nach einem Spülvorgang die Si­ cherheit gegeben ist, daß sich vor dem Aufnehmen der nächsten Farbe in der gesamten Lackiereinrichtung, insbesondere in den Kanälen der Farbnadelventilblöcke, keine Farbreste mehr befinden, wobei möglichst wenig Spülmedium verbraucht werden soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in An­ spruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäß an die Stirnseite der Ven­ tilnadeln angepaßte Fläche der Längsseite des gemein­ samen Kanals schließen die den Zugang von Farbe zu dem Kanal freigebenden bzw. verschließenden Ventilnadeln in ihrem geschlossenen Zustand genau eben mit der Ka­ nalwand ab und es ergibt sich eine homogene Fläche, an welcher sich keine Farbe absetzen kann. Dadurch kann der Kanal in sehr kurzer Zeit gereinigt werden, was im vorliegenden Fall abwechselnd durch Spülmedium und Luft durchgeführt wird. Dadurch ist es vorteilhafter­ weise möglich, nach einer nur sehr kurzen Pause die nächste Farbe zu verwenden, ohne daß eine Vermischung der Farbe des vorhergehenden Lackiervorgangs mit der Farbe des nachfolgenden Lackiervorgangs eintritt. Die schnelle Spülung des Kanals trägt darüber hinaus zu einem geringen Verbrauch am Spülmedium und somit zu einer Schonung der Umwelt bei.

In einer konstruktiv besonders vorteilhaften Ausfüh­ rungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die wenigstens eine Längsseite des Kanals als wenigstens annähernd gerade und wenigstens annähernd vertikal zu den Längsachsen der mit wenigstens annähernd geraden Stirnseiten versehenen Ventilnadeln verlaufende Fläche ausgebildet ist.

Eine besonders strömungsgünstige Ausführung des Kanals kann sich ergeben, wenn in einer weiteren vorteilhaf­ ten Ausführungsform der Erfindung der Kanal im Quer­ schnitt rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgeführt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen ergeben sich aus den restlichen Unteransprüchen sowie aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung prin­ zipmäßig dargestellten Ausführungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Teil eines schematisiert dargestellten Aufbaus einer automatischen Lackieranlage für Kraftfahrzeuge;

Fig. 2 einen Farbwechselblock aus der in Fig. 1 dar­ gestellten Lackieranlage;

Fig. 3 eine Ansicht des Farbwechselblocks aus Fig. 2 gemäß Pfeil III;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV aus Fig. 3;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Totraums nach der Linie V aus Fig. 2; und

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Kanals nach der Linie VI aus Fig. 4.

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Lackieranlage 1 für nicht dargestellte Kraftfahrzeuge. Eingangsseitig weist die Lackieranlage 1 einen sogenannten Farbwech­ selblock 2 auf, welcher in Fig. 2 bis Fig. 4 im ein­ zelnen dargestellt ist und daher an dieser Stelle nicht näher beschrieben wird. Der Aufbau des Farbwech­ selblocks 2 ist in Fig. 1 nur als schematisch anzuse­ hen. Über eine Leitung 3 ist der Farbwechselblock 2 mit einem Ventilfunktionsblock 4 verbunden. Der Farb­ wechselblock 2 und der Ventilfunktionsblock 4 können zusammenfassend als Farbnadelventilblöcke bezeichnet werden. In der Leitung 3 befinden sich weitere, nicht dargestellte, Regelelemente, deren Aufbau und Funktion jedoch im folgenden nicht näher beschrieben werden soll.

Von dem Ventilfunktionsblock 4 führt eine Leitung 5 über weitere, nicht relevante Elemente zu einem Zer­ stäuber 6, welcher für die Freigabe von Farbe und so­ mit das Lackieren der Kraftfahrzeuge verantwortlich ist. Die Farbe strömt somit aus dem Farbwechselblock 2 über die Leitung 3, den Ventilfunktionsblock 4 und der Leitung 5 zu dem Zerstäuber 6. Der Ventilfunktions­ block 4 dient zur Spülung der Leitung 5 der Lac­ kiereinrichtung 1 zwischen zwei Lackiervorgängen. Selbstverständlich können auch weitere Farbnadelven­ tilblöcke in der Lackieranlage 1 vorgesehen sein. Vor dem Zerstäuber 6 zweigt eine Leitung 7 zu einem Rück­ führbehälter 8 ab.

Fig. 2 zeigt, stellvertretend für alle Farbnadelven­ tilblöcke, den Farbwechselblock 2, welcher einen zen­ tralen Kanal 9 aufweist. Der Kanal 9 ist in Fig. 2 nur gestrichelt dargestellt. Zur Einleitung von Farbe in den Kanal 9 dienen Ventilelemente 10, welche in zwei gegenüberliegende Längsseiten 11 des Kanals 9 münden. Beim Öffnen des entsprechenden Ventilelements 10, was zu einem späteren Zeitpunkt genauer beschrieben wird, strömt Farbe in den Kanal 9 und verläßt diesen durch die Leitung 3, welche in Fig. 2 nicht zu erkennen ist. Die Ventilelemente 10 sind hierzu in ebenfalls nicht dargestellter Weise mit verschiedenen Farbvorräten verbunden und dienen nur dazu, diesen Farbvorräten den Zugang zu dem Kanal 9 zu ermöglichen. Die Anzahl der Ventilelemente 10, die einen Zugang zu dem Kanal 9 schaffen, ist völlig frei wählbar und legt somit die Anzahl der mit der Lackiereinrichtung 1 verwendbare Farben fest.

Wenn das Lackieren eines Kraftfahrzeuges mit einer Farbe beendet werden soll, so verschließt das entspre­ chende Ventilelement 10 den Zugang von Farbe zu dem Kanal 9 und die restliche Farbe wird unter hohem Druck in dem Kanal 9 eingeschlossen. Der Kanal 9 muß nunmehr gespült werden, bevor mit dem Lackieren einer anderen Farbe begonnen werden kann. Hierzu sind an einer Stirnseite 12 des Kanals 9 ein Ventilelement 13 zur Einleitung von Spülmedium in den Kanal 9 sowie ein Ventilelement 14 zur Einleitung von Luft in den Kanal 9 angeordnet. Zwischen den Ventilelementen 13 und 14 befindet sich ein weiteres Ventilelement 15, welches zur Freigabe der Spülung dient. Das Ventilelement 15 besitzt, wie auch die Ventilelemente 10, eine Ventil­ nadel 16, die im Falle des Ventilelements 15 eine Boh­ rung 17 an der Stirnseite 12 des Kanals 9 verschließt bzw. öffnet.

Die Ventilelemente 13 und 14 sind in an sich bekannter Weise als Käfigventile ausgebildet, welche wegen ihres geringen Platzbedarfs verwendet werden. Hierbei ist der nicht dargestellte Nadelsitz der ebenfalls nicht dargestellten Ventilnadel ein Bestandteil des Farbkä­ figs, der wiederum mit dem Ventilkörper verbunden ist. Alle in der Lackieranlage 1 eingebauten Ventilelemente arbeiten pneumatisch, das heißt, sie werden mit Luft­ druck geöffnet bzw. geschlossen.

In Richtung der Ventilnadel 16 des Ventilelements 15 bzw. in Richtung der Bohrung 17 verlaufen von den Ven­ tilelementen 13 und 14 ausgehend jeweils Kanäle 18 und 19. Somit ist durch die Ventilnadel 16 des Ventilele­ ments 15 der Zugang von beiden Ventilelementen 13 und 14 zu dem Kanal 9 verschließbar. Das Ventilelement 13 zur Einleitung von Spülmedium und das Ventilelement 14 zur Einleitung von Luft in den Kanal 9 sind in Rich­ tung der Bohrung 17 geneigt angeordnet. Dadurch ist die von den Kanälen 18 und 19 über die Bohrung 17 in den Kanal 9 eintretende Strömung bereits teilweise in ihrer späteren Strömungsrichtung angeordnet und es entstehen sehr geringe Strömungsverluste für in den Kanal 9 einströmendes Spülmedium bzw. Luft. Des weite­ ren entsteht durch diese Anordnung zwischen der Boh­ rung 17 und den Ventilelementen 13 und 14 ein Y- förmiger Totraum 20. Der Y-förmige Totraum 20 ist in Fig. 5 in vergrößertem Maßstab dargestellt, wobei sich die Ventilnadel 16 des Ventilelements 15 im zurückge­ zogenen Zustand befindet.

An einer der Stirnseite 12 des Kanals 9 gegenüberlie­ genden Stirnseite 21 befindet sich ein weiteres Ven­ tilelement 22, welches für die Entsorgung der über­ schüssigen Farbe, des Spülmediums und der Luft aus dem Kanal 9 verantwortlich ist. Zum Spülen des Kanals 9 wird zunächst das Ventilelement 22 und nach einer Zeit von ca. 0,5 s das dem Ventilelement 22 gegenüberlie­ gende Ventilelement 15 geöffnet. Die bis zu diesem Zeitpunkt unter hohem Druck in dem Kanal 9 einge­ schlossene Farbe des vorhergehenden Lackiervorgangs dehnt sich zunächst um einen gewissen Betrag aus, da ihr Druck höher als derjenige ist, der von dem Spülme­ dium bzw. der Luft aufgebracht werden kann. Durch den Totraum 20 kann sich die Farbe jedoch nur bis zu einem gewissen Punkt in die Kanäle 18 und 19 der Ventilele­ mente 13 und 14 ausdehnen, wodurch eine Verschmutzung der Ventilelemente 13 und 14 verhindert wird. Nun be­ ginnt der Spülvorgang und es werden abwechselnd über die Ventilelemente 13 und 14 Spülmedium und Luft in den Kanal 9 eingeleitet, über das Ventilelement 22 so­ wie eine nicht dargestellte an dem Ventilelement 22 angeschlossene Leitung abgeführt und anschließend ent­ sorgt.

In Fig. 3 sind weitere Ventilelemente 23, 24 und 25 zu erkennen, welche ebenfalls dem Farbwechselblock 2 zu­ gehören. Die Ventilelemente 23 und 24 dienen dabei zum Spülen der Leitung 3 in ähnlicher Weise wie die Ventil­ elemente 13 und 14 zur Spülung des Kanals 9. Analog zu dem Ventilelement 15 ist auch das Ventilelement 25 zwischen den Ventilelementen 23 und 24 angeordnet, es dient jedoch ausschließlich der Spülfreigabe. Auch hier ergibt sich zwischen den Ventilelementen 23, 24 und 25 ein nicht dargestellter Totraum, der wie oben beschrieben die Verschmutzung der Ventilelemente 23 und 24 verhindert. Aus Gründen des nicht vorhandenen Bauraums sind die Ventilelemente 23 und 24 allerdings einander gegenüber angeordnet und der Totraum weist keine Y-Form auf.

Bei den Ventilelementen 23, 24 und 25 handelt es sich wie bei den Ventilelementen 13 und 14 um Ventilelemen­ te, die in an sich bekannter Weise als Käfigventile ausgebildet sind und die pneumatisch zu öffnen sind.

In Fig. 4 ist ein Schnitt durch den Farbwechselblock 2 dargestellt. Hierbei ist die Ausbildung des Kanals 9 erkennbar, welcher an seinen beiden Längsseiten 11, an welchen die Ventilnadeln 16 der Ventilelemente 10 über Bohrungen 26 in den Kanal 9 münden, gerade und verti­ kal zu den Längsachsen 27 der Ventilnadeln 16 der Ven­ tilelemente 10 ausgerichtet ist. Durch diese Anpassung der Längsseiten 11 des Kanals 9 an die gerade bzw. eben ausgebildete Vorderseite bzw. Stirnseite der Ven­ tilnadeln 16 entsteht an den Längsseiten 11 eine völ­ lig ebene und homogene Fläche, welche verhindert, daß sich zwischen den Bohrungen 26 und den Ventilnadeln 16 Farbe absetzen kann. Vielmehr kann durch das oben be­ schriebene Einleiten von Spülmittel und Luft der Kanal 9 sehr gründlich und mit sehr wenig Spülmedium gerei­ nigt werden.

Der Kanal 9 ist aus zwei halbschalenförmigen Elementen 28 gebildet, in welchen sich Ventilsitze 29 für die Ventilnadeln 16 befinden. Die Ventilsitze 29 sind da­ bei einzeln hergestellte Teile, welche in die halb­ schalenförmigen Elemente 28 eingepreßt und somit je­ derzeit auswechselbar sind. Jede der Ventilnadeln 16 der Ventilelemente 10 ist an ihrem dem Kanal 9 zuge­ wandten Bereich mit einer Ringnut 30 und einem sich in der Ringnut 30 befindlichen Dichtungsring 31 versehen, wodurch eine zusätzliche Abdichtung der Ventilelemente 10 gegenüber dem Kanal 9 geschaffen wird. Wie Fig. 2 zu entnehmen ist, sind auch die Ventilnadeln 16 der Ventilelemente 15 und 22 mit der Ringnut 30 und dem darin sich befindlichen Dichtungsring 31 versehen.

Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Kanals 9 aus Fig. 4. Dabei ist die gerade, mit den Ventilnadeln 16 eben abschließende, Fläche des Kanals 9 an beiden seiner Längsseiten 11 noch besser zu erkennen. Der Ka­ nal 9 ist somit im Querschnitt rechteckig ausgebildet, wobei seine vier Ecken 32 derart abgerundet sind, daß sich zwischen den Längsseiten 11 Halbkreise bilden. Fig. 5 ist auch zu entnehmen, daß der Kanal 9 durch zwei Nuten 33 gebildet ist, welche sich jeweils in den halbschalenförmigen Elementen 28 befinden.

Die halbschalenförmigen Elemente 28, die Ventilsitze 29 und die Ventilnadeln 16 bestehen in der vorliegen­ den Ausführungsform aus Werkzeugstahl, beispielsweise aus V2A oder V4A, was den genannten Teilen eine gute Verschleißfestigkeit gibt.

Der oben beschriebene Aufbau des Farbwechselblocks 2 ist selbstverständlich auch auf die unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschriebenen weiteren Farbnadelventilblöc­ ke, beispielsweise den Ventilfunktionsblock 4, anwend­ bar. Auch der Ventilfunktionsblock 4 weist dabei den gleichen, an seiner Längsseite 11 mit einer geraden Fläche versehenen Kanal 9 auf, welcher ebenfalls von in Richtung des Zerstäubers 6 fließender Farbe durch­ strömt wird. Der Unterschied zu dem Farbwechselblock 2 besteht hauptsächlich darin, daß der Ventilfunktions­ block 4 nur ein Ventilelement zur Einleitung bzw. Freigabe von Farbe aufweist.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Spülen von Lackiereinrichtungen, insbesondere von Farbnadelventilblöcken in automa­ tischen Lackieranlagen für Kraftfahrzeuge, mit ei­ nem Kanal zur Aufnahme von Farbe und/oder Spülme­ dium und/oder Luft, mit wenigstens einem Ventil­ element zur Einleitung von Farbe in den Kanal, mit wenigstens einem Ventilelement zur Einleitung von Spülmedium in den Kanal und mit wenigstens einem Ventilelement zur Einleitung von Luft in den Ka­ nal, wobei die Ventilelemente zur Einleitung von Farbe jeweils eine Ventilnadel aufweisen, welche jeweils eine Bohrung des Kanals freigibt bzw. ver­ schließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (9) an wenigstens einer derjenigen sei­ ner Längsseiten (11), in denen sich die Bohrungen (26) für die Ventilnadeln (16) befinden, mit sei­ ner Fläche an die Stirnseiten der Ventilnadeln (16) wenigstens annähernd angepaßt ist, und daß die Ventilnadeln (16) mit ihren Stirnseiten im ge­ schlossenen Zustand wenigstens annähernd bündig bzw. eben die Fläche des Kanals (9) abschließen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Längsseite (11) des Kanals (9) als wenigstens annähernd gerade und wenigstens annähernd vertikal zu den Längsachsen (27) der mit wenigstens annähernd geraden Stirnseiten versehe­ nen Ventilnadeln (16) verlaufende Fläche ausgebil­ det ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (9) im Querschnitt rechteckig mit abge­ rundeten Ecken (32) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (9) durch zwei halbschalenförmige Ele­ mente (28) gebildet ist, welche jeweils eine Nut (33) aufweisen, die jeweils eine Hälfte des Kanals (9) bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die halbschalenförmigen Elemente (28) mit einem austauschbaren Ventilsitz (29) für jedes Ventil­ element (10) zur Einleitung von Farbe in den Kanal (9) versehen sind, in welchem sich jeweils die Bohrung (26) für die Ventilnadeln (16) befindet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilnadeln (16) in ihrem dem Kanal (9) zuge­ wandten Bereich mit einer Ringnut (30) und einem sich in der Ringnut (30) befindlichen Dichtungs­ ring (31) versehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die halbschalenförmigen Elemente (28), die Ventil­ sitze (29) und die Ventilnadeln (16) aus Werkzeug­ stahl bestehen.