DE4201521A1 - Vorrichtung zum unterbinden von leckstroemen aus geraeteteilen fuer das elektrostatische farbspritzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verhin­ dern von Leckströmen aus Geräteteilen, zum Beispiel einem Ventil, einem Zwischenreservoir und derglei­ chen, die in einer elektrostatischen Farbspritzvor­ richtung vorhanden sind, mit der man eine gewünschte Spannung an eine elektrisch leitende Farbe legt, um mit dieser Farbe ein Werkstück elektrostatisch zu spritzen.

Die japanische Patent-OS 22 885 beispielsweise zeigt ein Farbwechselsystem für eine elektrostatische Farb­ spritzvorrichtung, mit der eine Hochspannung an eine elektrisch leitende Farbe gelegt wird, um mit dieser Farbe beispielsweise eine Fahrzeugkarosserie zu spritzen (im vorliegenden Zusammenhang ist der Begriff "Farbe" im weitesten Sinne zu verstehen, er umfaßt al­ so auch beispielsweise farblose Lacke und dergleichen).

Wie aus dar genannten Druckschrift hervorgeht, wird die Farbe zunächst in ein Zwischenreservoir eingeleitet, welches vom Erdpotential elektrisch isoliert ist. Dann wird die Farbe aus dem Zwischenrerservoir über einen Farbkanal einer Spritzpistole zugeführt, die auf hohes Potential gelegt ist. Dann erfolgt das Farbspritzen, um den Gegenstand elektrostatisch mit einem Farbüber­ zug zu versehen.

Aus der genannten Druckschrift geht hervor, daß auch das Zwischenreservoir einer beträchtlich hohen Spannung ausgesetzt wird. Deshalb ist es nötig, verschiedene Ge­ räteteile, zum Beispiel das Zwischenreservoir, verschle­ dene Ventile und dergleichen aus Isolierstoff herzustel­ len. Allerdings werfen die aus Isolierstoff gefertigten Geräteteile insofern Probleme auf, als ihre Abmessungs­ genauigkeiten und Festigkeiten verbesserungsbedürftig sind. Außerdem sind die Herstellungskosten beträchtlich.

An die Geräteteile ist mittels einen Anschlußteils eine Leitung gekoppelt. Damit können Ströme über das An­ schlußteil lecken. Wenn ein elektrischer Leiter, zum Beispiel in Form eines menschlichen Körpers, in die Nähe solcher Geräteteile gelangt, erfolgt eine elektri­ sche Entladung aufgrund eines Durchschlags der Isolation.

Deshalb hat man folgenden Weg beschritten: beispielswei­ se werden ein zwischen einer Farbquelle und einem Zwi­ schenreservoir angeordneter Blockventilmechanismus, das Zwischenreservoir, und ein Strömungssteuerventil zum Steuern der Zuführrate, mit der elektrisch leiten­ de Farbe aus dem Zwischenreservoir zu einer Spritzpisto­ le geleitet wird, soweit voneinander beabstandet, wie es erforderlich ist, um eine zuverlässige Isolierung gegen­ über einer an die Farbe angelegten Hochspannung zu er­ halten. In diesem Zustand befinden sich die Teile auf derselben Ebene.

Demnach befinden sich die erwähnten Geräteteile wie der Blockventilmechanismus, das Zwischenreservoir und das Strömungssteuerventil in einem Abstand voneinander, der der erforderlichen Entfernung entspricht. Deshalb ver­ größern sich die Räume zur Anordnung der Geräteteile. Da letztere nach außen freiliegen, besteht ein erheb­ liches Risiko eines elektrischen Kurzschlusses, wenn sich zum Beispiel ein Roboterarm den Geräteteilen nähert.

Man kann die Geräteteile also nicht in einem Farbspritz­ zelt oder in der Nähe eines elektrischen Leiters anordnen. Weiterhin verlängert sich die Länge der zu der Spritz­ pistole führenden Leitung. Aus diesem Grund wird mengen­ weise Farbe vergeudet, wenn ein Farbwechsel stattfindet. Ferner muß mit erheblichen Reinigungszeiten gerechnet werden, wobei die benötigte Menge an Reinigungsflüssig­ keit beträchtlich hoch ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrich­ tung zum Unterbinden von Leckströmen aus beim elektro­ statischen Farbspritzen verwendeten Geräteteilen, zum Beispiel einem Ventil, einem Zwischenreservoir oder dergleichen, zu schaffen, wobei zuverlässig das Lecken eines Stroms aus solchen Geräteteilen verhindert wird, während die Räumlichkeiten zum Anordnen der Geräteteile vergleichsweise klein sind, so daß eine an die Geräte­ teile gekoppelte Leitung relativ kurz sein kann. Dazu soll eine Haltevorrichtung für die Leckstrom-Verhinde­ rungsvorrichtung angegeben werden.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Patentan­ sprüchen angegebenen Merkmale.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vertikal-Schnittansicht einer Vorrich­ tung zum Verhindern von Leckströmen aus beim elektrostatischen Farbspritzen ver­ wendeten Geräteteilen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer elek­ trostatischen Farbspritzvorrichtung mit der Leckstrom-Verhinderungsvorrichtung;

Fig. 3 eine vertikale Schnittansicht einer zwei­ ten Ausführungsform einer Leckstrom-Verhin­ derungsvorrichtung, mit der ein Lecken von Strom aus Geräteteilen verhindert wird, welche zum elektrostatischen Farb­ spritzen eingesetzt werden;

Fig. 4 eine perspektivische schematische Darstel­ lung einer elektrostatischen Farbspritz­ vorrichtung und einer Haltevorrichtung, wobei die Farbspritzvorrichtung ein Zwi­ schenreservoir beinhaltet, welches mit einer Leckstrom-Verhinderungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist, um das Lecken von Strömen aus Geräteteilen zum elektro­ statischen Farbspritzen zu verhindern;

Fig. 5 eine vertikale Schnittansicht der in Fig. 4 dargestellten Leckstrom-Verhinderungsvor­ richtung, und

Fig. 6 eine Skizze, die ein Strömungskanalsystem der in Fig. 4 dargestellten Leckstrom- Verhinderungsvorrichtung veranschaulicht.

Fig. 2 zeigt eine elektrostatische Farbspritzvorrichtung 10 mit einem Leckstrom-Verhinderungsmechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die verhin­ dert, daß Strom aus für das elektrostatische Farbspritzen verwendeten Geräteteilen leckt. Die elektrostatische Farbspritzvorrichtung 10 bestitzt einen Farbwechsel- Ventilmechanismus 12, der seinerseits ein erstes Spül­ ventil 14 zum Steuern der Zufuhr von Luft (A), Wasser (W), einer Reinigungsflüssigkeit (S) und dergleichen sowie mehrere Farbventile 16a bis 16c, die verschiedene Farben zu liefern vermögen, enthält. An den Farbwechsel- Ventilmechanismus 12 ist eine Speiseleitung 20 gekoppelt, die mit einer elektrisch isolierenden Leitung 17 und einem diese Leitung 17 enthaltenden Blockventilmechanis­ mus 18 versehen ist, wobei diese Teile zumindest einen Teil der Leitung 17 ausmachen.

Der Blockventilmechanismus 18 enthält zwei Umschaltven­ tile 22a, 22b. Der Blockventilmechanismus 18 wird be­ tätigt, um das Umschaltventil 22a an der Einlaßseite zu veranlassen, entweder den Farbwechsel-Ventilmechanis­ mus 12 oder ein zweites Spülventil 24 auszuwählen, wo­ bei letzteres die Zufuhr von Luft (A), Wasser (W), Rei­ nigungsflüssigkeit (S) und dergleichen steuert. Damit kommuniziert der Blockventilmechanismus 18 über die Speiseleitung 20 mit einem Zwischenreservoir 26. Das Zwischenreservoir 26 enthält eine erste Zylinderkammer 30, die von einem Kolben 28 unterteilt wird und dazu dient, Farbe sowie Reinigungs- oder Waschflüssigkeit einzuspritzen, während eine zweite Zylinderkammer 32 für die Zufuhr von Luft dient. Eine Luftquelle 34 steht mit der zweiten Zylinderkammer 32 über ein Strö­ mungssteuerventil 36 und ein Ein-Aus-Ventil 38 in Ver­ bindung. Die Luftquelle 34 ist über einen Booster 40 mit einer Farbstromsteuervorrichtung 42 gekoppelt, um die Druckluft zu steuern. Die Farbstrom-Steuervorrich­ tung 42 dient zum Steuern der Zuführrate der Farbe. Das Umschaltventil 22 ist über eine Ablaufleitung 44 mit einem Ablauftank 46 verbunden.

Ein aus elektrisch leitendem Material gefertigtes 4- Wege-Umschaltventil 50 ist über eine Speiseleitung 48a mit der ersten Zylinderkammer 30 des Zwischenreservoirs 26 verbunden. Ferner ist das 4-Wege-Umschaltventil 50 über eine Speiseleitung 48b mit einer Spritzpistole 52 an der Farbstrom-Steuervorrichtung 42 gekoppelt. Ein drittes Spülventil 54 zum Steuern der Zufuhr von Luft (A), Wasser (W), Reinigungsflüssigkeit (S) und der­ gleichen ist an das 4-Wege-Umschaltventil 50 gekoppelt, während ein Ablauftank 58 über eine Ablaufleitung 56 mit dem 4-Wege-Umschaltventil 50 gekoppelt ist. Die Spritzpistole 52 besitzt ein Ablaßventil 60 und ein Auslöseventil 62 und ist mit einer nicht dargestell­ ten Vorrichtung zum Anlegen einer Hochspannung gekoppelt.

Der Leckstrom-Verhinderungsaufbau 70 gemäß dieser Aus­ führungsform der Erfindung ist an dem 4-Wege-Umschalt­ ventil 50 vorgesehen, welches in der den obigen Aufbau aufweisenden elektrostatischen Farbspritzvorrichtung 10 verwendet wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, enthält die Leckstrom-Verhin­ derungsstruktur 70 das 4-Wege-Umschaltventil 50, einen aus Isolierstoff gefertigten Behälter 72 zur Aufnahme des 4-Wege-Umschaltventils 50 in sich, und einen Deckel 74 zum Verschließen des Behälters 72 von außen. Der Behälter 72 besteht aus einem Kunstharzmaterial wie Polyazetal und besitzt einen (nicht dargestellten) Kanal in sich, damit die Speiseleitung 48 mit dem 4-Wege- Umschaltventil 50 kommunizieren kann, und besitzt wei­ terhin in sich einen zweiten Kanal 78, damit das Um­ schaltventil 50 mit der Ablaufleitung 56 kommunizieren kann. An einer Seitenwand 72a des Behälters 72 ist eine Verbindung 80 angeordnet, mit der das 4-Wege-Umschalt­ ventil 50 an die Speiseleitung 48b gekoppelt wird. Die Verbindung 80 umfaßt ein Verbindungsglied 82, welches auf die Seitenwand 72a aufgeschraubt ist, eine Mutter 86 zum Verbinden der Speiseleitung 48b mit dem Verbin­ dungsglied 82, so daß die Speiseleitung 48b mit einem in dem Verbindungsglied 82 gebildeten Kanal 84 kommuni­ zieren kann, um ein Rohr 88, welches das Verbindungsglied 82 und die Mutter 86 bedeckt.

Der Deckel 74 besteht aus einem Kunstharzmaterial wie Polyazetal und hat im wesentlichen die Form eines Zylin­ ders mit einem geschlossenen Ende. Der Deckel 74 ist an dem Behälter 72 durch einen Schraubgewindeabschnitt 90 befestigt. Eine Kriechstrecke der Länge L eines Abschnitts, an welchem eine innere Umfangsfläche 74a des Deckels 74 in direkter Berührung mit einer äußeren Umfangsfläche 72b des Behälters 72 steht, ist derart gewählt, daß eine gewünschte Kriechweglänge erreicht oder überschritten wird, welche in der Lage ist, Leck­ ströme, d. h. unerwünschte Ströme von elektrischer La­ dung, zu unterbinden. Genauer gesagt: wenn man an die Farbe eine Spannung von -60 kV legt, wird eine Kriech­ strecke L mit einer Länge von 200 mm oder mehr gewählt. Im folgenden soll beispielsweise ein Einsetzabschnitt beschrieben werden. Der Ausdruck "Kriechlänge" bedeu­ tet den Abstand (im folgenden auch als "Kriechlänge" oder "Kriechweg" oder "Kriechstrecke" bezeichnet) eines Einsetzabschnitts, welcher sich in Längsrichtung des Einsetzabschnitts entlang dessen Querschnittsform erstreckt. Genauer gesagt, entspricht die Kriechlänge der Summe aus der Länge des Gewindeabschnitts 90, der sich in axialer Richtung des Einsetzabschnitts entlang des Querschnitts erstreckt, und der axialen Länge des Abschnitts, über die die innere Umfangs­ fläche 74a in Berührung steht mit der äußeren Umfangs­ fläche 72b. Der Behälter 72 besitzt einen in sich aus­ gebildeten Kanal 76 für die Zufuhr von Druckluft, die zum Durchführen des Schaltvorgangs des 4-Wege-Um­ schaltventils 50 benötigt wird. Ein Ende des Kanals 76 steht in Verbindung mit einem (nicht gezeigten) Luftzufuhrweg oder Luftzufuhrkanal.

Im folgenden soll die Arbeitsweise der Leckstrom-Verhin­ derungsstruktur 70 mit dem oben erläuterten Aufbau be­ schrieben werden.

Wenn gewünscht wird, einen Gegenstand oder ein Werk­ stück mit elektrisch leitender Farbe unter Verwendung der elektrostatischen Farbspritzvorrichtung 10 zu spritzen, so wird zunächst Farbe mit einem gewünsch­ ten Farbton unter Druck von einem Farbventil 16a des Farbwechsel-Ventilmechanismus 12 (siehe Fig. 2) derart geliefert, daß die erste Zylinderkammer 30 des Zwischen­ reservoirs 26 mit dieser Farbe über die Speiseleitung 20 gefüllt wird. Weiterhin wird die Farbe über die Speiseleitung 48a, das 4-Wege-Umschaltventil 50 und die Speiseleitung 48b in dieser genannten Reihenfolge der Spritzpistole 52 zugeführt, bis letztere vollstän­ dig mit der Farbe gefüllt ist. Beim Befüllen der Spritzpistole 52 mit der Farbe ist das Auslöseventil 62 geschlossen, das Ablaufventil 60 ist geöffnet. Nach der Beendigung der Füllung der Spritzpistole 42 mit der Farbe wird das Ablaufventil 60 geschlossen.

Erfolgt die Schaltung der Umschaltventil 22a und 22b des Blockventilmechanismus 18, wird das zweite Spül­ ventil 24 betätigt, um den Blockventilmechanismus 80 zu waschen und zu reinigen. Anschließend wird Reini­ gungsflüssigkeit, die zum Säubern des Blockventilme­ chanismus 18 verwendet wurde, über die Ablaufleitung 44 in den Ablauftank 56 geleitet. Dann wird der Block­ ventilmechanismus 18 getrocknet, so daß der Farb­ wechsel-Ventilmechanismus 12 elektrisch von dem Zwi­ schenreservoir 26 isoliert (blockiert) ist.

Dann wird Druckluft aus der Luftquelle 34 in die zweite Zylinderkammer 32 des Zwischenreservoirs 26 geleitet, und zwar geschieht dies über das Strömungs­ steuerventil 36 und das Ein-Aus-Ventil 38. Hierdurch wird der Kolben 28 in Richtung auf die erste Zylinder­ kammer 30 verschoben. Als Folge davon wird durch Be­ tätigen des Auslöseventils 62 Farbe auf ein nicht dar­ gestelltes Werkstück aufgespritzt, und zwar ist dabei eine Hochspannung an die Farbe angelegt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das 4-Wege-Um­ schaltventil 50 aus elektrisch leitendem Material gefer­ tigt. Deshalb kann man in geeigneter Weise die hinreichen­ de Festigkeit des Ventilmechanismus für das Umschaltven­ til 50 beim Anlegen der Hochspannung an die Farbe erreichen. Außerdem kann das 4-Wege-Umschaltventil 50 mit hoher Genauigkeit gefertigt sein und präzise arbeiten, während die Herstellungskosten relativ gering sind. Wegen des Materials könnte das Ventil an sich zu Leckströmen und einer elektrischen Entladung auf­ grund eines Isolationsdurchbruchs neigen. Allerdings nimmt der Behälter 72 in sich das 4-Wege-Umschalt­ ventil 50 auf, wobei der Behälter 72 von außen durch den Deckel 74 verschlossen ist, der aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht. Außerdem wird die Kriechstrecke L des Abschnitts, an welchem der Behäl­ ter 72 in direkter Berührung mit dem Deckel 74 steht, so ausgewählt, daß eine gewünschte Kriechweglänge oder eine darüber hinausgehende Länge erreicht wird (zum Beispiel 200 mm für eine an die Farbe angelegte Span­ nung von -60 kV), so daß ein Leckstrom unterbunden wird. Wenn eine Hochspannung an das 4-Wege-Umschalt­ ventil 50 gelegt wird, entwickelt sich keine elektri­ sche Entladung, die durch den Leckstrom verursacht werden könnte, so daß das elektrostatische Farb­ spritzen durchgeführt werden kann, während bedenkenlos eine gewünschte Spannung angelegt wird.

Die Leckstrom-Verhinderungsvorrichtung 70 macht es überflüssig, eine spezielle Struktur zum Verhindern des Leckstroms bei der an den Behälter 72 gekoppelten Verbindung 80 vorzusehen. Die Herstellungskosten der Verbindung 80 reduzieren sich hierdurch.

Selbst wenn ein elektrischer Leiter wie zum Beispiel ein Roboterarm in die Nähe des 4-Wege-Umschaltventils 50 gelangt, so erfolgt dennoch keine elektrische Ent­ ladung seitens das 4-Wege-Umschaltventils 50. Deshalb kann dieses in der Nähe eines elektrischen Leiters oder in einer Farbspritzzelle angeordnet werden. Hieraus ergibt sich außerdem, daß die Länge jeder der Speise­ leitungen 48a und 48b, die zwischen dem Zwischenreser­ voir 26 und der Spritzpistole 52 liegen, stark verkürzt werden kann, und weiterhin die Menge an überschüssiger Farbe, die bei einem Farbwechsel abfällt, gleichzeitig beträchtlich herabgesetzt wird. Weiterhin lassen sich die Reinigungszeit und die benötigte Menge an Reini­ gungsflüssigkeit verringern.

Im folgenden wird eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leckstrom-Verhinderungsvorrichtung anhand der Fig. 3 beschrieben. Auch mit dieser Vorrich­ tung kann verhindert werden, daß Strom aus zum elektro­ statischen Farbspritzen verwendeten Geräteteilen leckt. Bei dieser Ausführungsform werden für gleiche und ähnliche Elemente wie bei der oben beschriebenen Vor­ richtung 70 gleiche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine Wiederholung der Beschreibung verzichtet wird.

Eine Leckstrom-Verhinderungsvorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform enthält im wesentlichen einen Behälter 102, einen Deckel 104, Flansche 102a und 104a an einer Stelle, an der der Behälter 102 mit dem Deckel 104 zusammengefügt wird, und eine zwischen den Flan­ schen 102a und 104a befindliche isolierende Dichtung 106. In diesem Fall wird eine Kriechstrecke L₁ eines Abschnitts, an welchem eine innere Umfangsfläche 104b des Deckels 104 direkt in Berührung steht mit einer inneren Umfangsfläche 102b des Behälters 102, so aus­ gewählt, daß eine gewünschte Kriechweglänge oder weni­ ger erreicht wird, welche in der Lage ist, einen un­ erwünschten Strom von Elektrizität zu unterbinden.

Da bei dieser zweiten Ausführungsform die Dichtung 106 am Ende einer Kriechfläche liegt, wo der Deckel 104 und der Behälter 102 in direkter Berührung miteinander stehen, läßt sich die Länge L₁ der Kriechstrecke wei­ ter verringern. Genauer gesagt: wenn man eine Dichtung 106 aus Tetrafluorethylen-Harz verwendet und zum Bei­ spiel eine Spannung von 60 kV an die Farbe legt, so beträgt die Isolator-Durchbruchspannung für die Dich­ tung 106 etwa 20 kV/mm. Deshalb kann eine Dichtung 106 mit einer Oberflächendicke von 2 mm einen Schutz gegen eine Spannung von 40 kV darstellen. Es ist mit­ hin nur notwendig, eine Kriechstrecke mit einer sol­ chen Länge einzustellen, daß die Dichtung 106 einen Schutz gegen die verbleibende Spannung von 20 kV lie­ fert. In der Praxis kann man eine Länge von etwa 50 mm für die Kriechstrecke vorsehen. Dies bedeutet, daß die Kriechstrecke gegenüber der Kriechstrecke von 200 mm des ersten Ausführungsbeispiels, bei dem keine Dichtung 106 vorgesehen ist, auf 1/4 reduziert werden kann.

Die vorliegende Ausführungsform betrifft den Fall, daß die Leckstrom-Verhinderungsvorrichtung 70 bei dem 4-Wege-Umschaltventil 50 angewendet wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezielle Ausführungsform beschränkt. Die Leckstrom- Verhinderungsvorrichtung 70 kann auch bei dem Zwi­ schenreservoir 26 oder anderen verschiedenen Ven­ tilen angewendet werden.

Im folgenden wird eine dritte Ausführungsform einer Leckstrom-Verhinderungstruktur gemäß der Erfindung beschrieben, die verhindern kann, daß ein Strom aus zum Farbspritzen verwendeten Geräteteilen leckt, wobei zusätzlich eine Halterungsvorrichtung für die Struktur vorgestellt wird.

Die in Fig. 4 dargestellte elektrostatische Farb­ spritzvorrichtung 110 enthält ein Zwischenreservoir 112 mit der Leckstrom-Verhinderungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform, wobei ein nicht darge­ stellter Farbwechsel-Ventilmechanismus oder derglei­ chen vorgesehen ist, eine Spritzpistole 116, die über ein 4-Wege-Umschaltventil 114 an das Zwischenreservoir 112 gekoppelt ist, und eine Halterungsvorrichtung 118, mit der das Zwischenrerservoir 112 vertikal fixiert wird.

Wie aus Fig. 5 hervorgeht, enthält das Zwischenreser­ voir 112 ein (aus einem elektrisch isolierenden Mate­ rial gefertigtes) Verteilerstück 122, welches einen Leitungsanschlußabschnitt in Form eines Leitungsver­ binders 120 aufweist, der den externen Anschluß mehre­ rer Leitungen gestattet und aus einem elektrisch iso­ lierenden Material besteht, einen einstückig mit dem Verteilerstück 122 ausgebildeten Speichertank 124 zur vorübergehenden Speicherung elektrisch leitender Far­ be, einen Isoliermechanismus 130 mit einem Paar von 3-Wege-Umschaltventilen 126 und 128, die mit einem gegebenen Abstand voneinander entlang dem Speichertank 124 angeordnet sind, und Deckeln 132a und 132b, je­ weils bestehend aus elektrisch isolierendem Material, die an dem Verteilerstück 122 derart befestigt sind, daß die Geräteteile einschließlich des Isoliermechanis­ mus 130 abgedeckt sind.

Das Verteilerstück 122 umfaßt im wesentlichen den Leitungsverbinder 120, der weiter unten noch näher erläutert wird, einen Außenwandabschnitt 134 des Speichertanks 124 und Abschnitte 136a bis 136d zur Lagerung und Halterung von Geräteteilen, sämtlich als einzelne Einheit ausgebildet, und Gewindeabschnitte 138a und 138b an gegenüberliegenden Enden des Leitungs­ verbinders 122 zum Fixieren der Deckel 132a und 132b. Die 3-Wege-Umschaltventile 126 und 128 des Isolierme­ chamismus 130 sind an den Halterungsabschnitten 136a bzw. 136b gelagert. Weiterhin befindet sich zwischen den 3-Wege-Umschaltventilen 126 und 128 ein Isolier­ rohr oder eine Isolierleitung 140, deren Länge eine Isolierung gegenüber einer vorbestimmten Hochspannung gewährleistet.

Der Speichertank 124 enthält eine erste Zylinderkammer 144, die von einem Kolben 142 unterteilt wird und zum Einspritzen von Farbe und Reinigungsflüssigkeit dient, und eine zweite Zylinderkammer 146, die für die Luft­ zufuhr dient. Eine zylindrische Detektorstange 148 erstreckt sich von dem Speichertank 124 aus nach oben und ist an dem Kolben 142 angebracht. An der Detektor­ stange 148 ist ein Tank 150 angebracht, in welchem Reinigungsflüssigkeit gespeichert ist. Eine Klaue oder ein Mitnehmer 152 befindet sich an einer gegebe­ nen Stelle der Detektorstange 148. Der Tank 150 be­ sitzt einen Mitnehmer oder einen Anschlag 153, und die Mitnehmer 152 und 153 werden von einer Detektor­ einrichtung 154 kontaktiert.

Die Detektoreinrichtung 154 besitzt Ein-Aus-Ventile 156a und 156b, die mit den Mitnehmern 152 bzw. 153 in Eingriff gelangen, um selektiv betätigt zu werden. Die Ein-Aus-Ventile 156a und 156b sind fest an dem Lagerabschnitt 136c des Verteilerstücks 122 mit Hil­ fe eines Halterungsteils 158 gelagert. Ein mit der ersten Zylinderkammer 144 des Speichertanks 124 kommu­ nizierendes Strömungssteuerventil 160 dient zum Steuern des Farbdurchsatzes und ist an dem Halte­ rungsabschnitt 136d des Verteilerstücks 122 be­ festigt.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf Fig. 6 ein Strömungskanalsystem des Zwischenreservoirs 112 näher erläutert werden. Der in einem der einander entgegen­ gesetzten Enden des Verteilerstücks 122 ausgebildete Leitungsverbinder 120 enthält einen Farbeinlaß 162 und einen Reinigungsflüssigkeitseinlaß 164, die einan­ der benachbart sind. Der Farbeinlaß 162 und der Reini­ gungsflüssigkeitseinlaß 164 kommunizieren mit ent­ sprechenden Ports des 3-Wege-Umschaltventils 126. Das 3-Wege-Umschaltventil 128, welches über die Lei­ tung 140 mit dem 3-Wege-Umschaltventil 126 in Verbin­ dung steht, wird betätigt, um selektiv mit einem an dem Leitungsverbinder 120 mündenden Reinigungs­ flüssigkeitsauslaß 166 und einem Farbströmungskanal 168 zu kommunizieren, der in die erste Zylinderkammer 144 des Speichertankts 124 mündet. Ein Farbströmungs­ kanal 170 kommuniziert über ein Strömungssteuerventil 160 mit der ersten Zylinderkammer 144 und außerdem mit einem Farbauslaß 172, der an dem Leitungsverbin­ der 120 mündet.

Der Leitungsverbinder 120 besitzt in sich ein erstes Druckluftport 174, um den Kolben 142 in Richtung auf die erste Zylinderkammer 144 verschieben zu können, und ein zweites, ein drittes und ein viertes Druck­ luftport 176, 178 bzw. 180, um die 3-Wege-Umschalt­ ventile 126 und 128 bzw. das Strömungssteuerventil 160 zu betätigen. Weiterhin besitzt der Leitungsver­ binder 120 außerdem Lufteinlässe 182a und 182b, um Luft zum Detektieren in die Ein-Aus-Ventile 156a bzw. 156b einzuleiten, und besitzt Luftauslässe 184a und 184b, um die Luft aus den genannten Ven­ tilen auszulassen.

Um Geräteteile zuverlässig voneinander zu isolieren und die Geräteteile gegenüber der Umgebung zu iso­ lieren, wenn eine Hochspannung direkt an die elek­ trisch leitende Farbe angelegt wird, besitzt das Zwischenreservoir 112 eine Kriechstrecke L_2, die in der Lage ist, wirksam eine Isolierung gegenüber dar an die Farbe angelegten Hochspannung zu bewir­ ken. Dies wird in einem Abschnitt erreicht, in wel­ chem die Deckel 132a und 132b mit dem Verteiler­ stück 122 verbunden sind. Wie aus Fig. 4 hervor­ geht, besitzt die Halterungsvorrichtung 118 Bolzen 186a und 186b an dem äußeren Wandabschnitt des Zwi­ schenreservoirs 112, einen Rahmen 188 mit einer Form, die der Außengestalt des Zwischenreservoirs 112 entspricht, und in dem Rahmen 188 ausgebildete Nuten 190a und 190b zur Aufnahme der Bolzen 186a und 186b, wodurch das Zwischenreservoir 112 in einer aufrechten Lage gehalten wird. Der Rahmen 188 wird an einem Arbeitsplatz an einer (nicht gezeigten) Seitenwand befestigt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des den oben be­ schriebenen Aufbau aufweisenden Zwischenreservoirs 112 beschrieben.

Zunächst wird der Farbeinlaß 162 in Verbindung gehal­ ten mit einem nicht dargestellten Farbwechsel-Ventil­ mechanismus, und der Reinigungsflüssigkeitseinlaß 164 wird in Verbindung mit einem Spülventil gehalten. Ferner ist der Reinigungsflüssigkeitsauslaß 166 mit einem Ablauftank verbunden. Der Farbauslaß 172 kommuni­ ziert über das 4-Wege-Umschaltventil 114 mit der Spritz­ pistole 116, und das erste, das zweiten, das dritte und das vierte Druckluftport 174, 176, 178 bzw. 180 werden in Verbindung mit der Druckluftquelle gehalten. Weiter­ hin werden der Lufteinlaß 182a und der Luftauslaß 184a sowie der Lufteinlaß 182b und der Luftauslaß 184b in Verbindung mit Detektoreinheiten gehalten.

Wenn Farbe eines vorbestimmten Farbtons unter Druck dem Farbeinlaß 162 über einen Farbwechsel-Ventilmechanis­ mus zugeführt wird, während ein elektrostatisches Farb­ spritzen mit Hilfe der elektrostatischen Farbspritzvor­ richtung 110 durchgeführt wird, so gelangt Farbe von dem 3-Wege-Umschaltventil 126 über die Leitung 140 zu dem 3-Wege-Umschaltventil 128. Danach wird Farbe über den Farbstromkanal 168 in die erste Zylinderkammer 144 des Speichertanks 124 eingeleitet. Die Farbe, mit der die erste Zylinderkammer 144 gefüllt wurde, wird über dem Farbauslaß 172 aus dem Farbstromkanal 170 zu dem 4-Wege- Umschaltventil 114 geleitet, woraufhin die Spritzpisto­ le 116 vollständig mit Farbe gefüllt wird. Zu dieser Zeit wird der Kolben 142 nach oben bewegt, so daß der Mitnehmer 152 mit dem Ein-Aus-Ventil 156a in Eingriff gelangt, wodurch die Detektoreinrichtung 154 automatisch feststellt, daß die Spritzpistole 116 mit der Farbe ge­ füllt worden ist.

Dann wird dem zweiten und dem dritten Druckluftport 176 und 178 von der Druckluftquelle Druckluft zugeführt, so daß die Schaltvorgänge der 3-Wege-Umschaltventile 126 und 128 des Isoliermechanismus 130 erfolgen. Aus diesem Grund läuft die von dem Spülventil gelieferte Reinigungsflüssigkeit nacheinander durch den Reinigungs­ flüssigkeitseinlaß 164, das 3-Wege-Umschaltventil 126, die Leitung 140 und das 3-Wege-Umschaltventil 128, be­ vor sie über den Reinigungsflüssigkeitsauslaß 166 in den Ablauftank abgeleitet wird. Der Isoliermechanismus 130 trocknet, so daß der Farbwechsel-Ventilmechanismus und das Zwischenreservoir 112 elektrisch voneinander isoliert sind.

Nun wird die Treiberluft oder Druckluft von der Druck­ luftquelle an das erste Druckluftport 174 gegeben, um den Kolben 142 in Richtung auf die erste Zylinderkam­ mer 144 zu verschieben. Dabei wird die Durchsatzmenge der Farbe von dem Strömungssteuerventil 144 gesteuert. Anschließend gelangt die gewünschte Farbmenge von der Spritzpistole 116 in einen Zustand, in dem eine Hoch­ spannung an die Farbe angelegt ist, auf ein nicht dar­ gestelltes Werkstück. Zu dieser Zeit wird der Kolben 142 in Richtung auf die erste Zylinderkammer 144 be­ wegt, so daß der Mitnehmer 153 in Eingriff mit dem Ein-Aus-Ventil 156b gelangt, wodurch die Detektorein­ richtung 154 automatisch die Information über die Be­ wegung des Kolbens 142 in Richtung auf die Zylinder­ kammer 144 erfaßt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Leitungs­ verbinder 120 in einem der entgegengesetzten Enden des Verteilerstücks 122 gebildet, wobei die gewünsch­ ten Leitungen mit dem Leitungsverbinder 120 gekoppelt sind. Deshalb kann das gewünschte Fluid den verschie­ denen Geräteteilen zugeführt werden, die an dem Ver­ teilerstück 122 befestigt sind, d. h. den 3-Wege-Um­ schaltventilen 126 und 128, dem Strömungssteuerventil 160, den Ein-Aus-Ventilen 156a und 156b und dem Kol­ ben 142. Damit ist es möglich, das Verbinden der ver­ schiedenen Geräteteile mit zugehörigen Rohren oder Leitungen auf einfache Weise durchzuführen.

Die Halterungsabschnitte 136a bis 136d sind einstückig an dem Verteilerstück 122 angebracht, um die verschie­ denen Geräteteile wie zum Beispiel die 3-Wege-Umschalt­ ventile 126, 128, das Strömungssteuerventil 160 und die Ein-Aus-Ventile 156a, 156b sind an den Halterungsab­ schnitten 136a bis 136d fixiert. Diese verschiedenen Geräteteile sind durch die Deckel 132a und 132b bedeckt, welche auf das Verteilerstück 122 aufgeschraubt sind. Weiterhin ist die Länge der Isolierleitung 140 und die Kriechlänge L₂ derart eingestellt, daß die Isolierung gegenüber der an die Farbe angelegten Hochspannung zu­ verlässig gewährleistet ist. Dadurch besteht die Mög­ lichkeit, verschiedene Geräteteile einerseits gegenein­ ander und andererseits gegenüber der Umgebung zuverläs­ sig zu isolieren. Weiterhin können die Geräteteile in dem Zwischenreservoir 112 kompakt aufgenommen werden, wobei die Zwischenreservoirs 112 nebeneinander angeord­ net werden können. Die Wartung der verschiedenen Gerä­ teteile gestaltet sich gleichzeitig dadurch besonders einfach, daß man die Deckel 132a und 132b von dem Ver­ teilerstück 122 abnehmen kann.

Das Zwischenreservoir 112 kann zuverlässig in einer aufrechten Lage gehalten werden, indem von dem Halte­ rungsgerät 118 gemäß der Erfindung Gebrauch gemacht wird. Dies ermöglicht eine starke Reduzierung der Zwischenabstände zwischen mehrere benachbarten Zwi­ schenreservoirs 112.

Auch kann die Isolierleitung 140 von dem 3-Wege-Um­ schaltventil 128 einen solchen Abstand haben, daß eine Isolierung gegenüber dem 3-Wege-Umschaltventil 128 vorhanden ist, nachdem ein Aktuator wie zum Bei­ spiel ein Zylinder oder dergleichen, mit der Leitung 140 des Isoliermechanismus 130 gekoppelt wurde und ein Farb-Füllvorgang abgeschlossen ist.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Unterbin­ den von Leckströmen lassen sich folgende vorteilhafte Effekte erzielen:

Ein Effekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß Geräteteile wie Ventile, ein Zwischenreservoir und dergleichen aus elektrisch leitenden Materialien be­ stehen können und mithin die gewünschte Genauigkeit und Festigkeit besitzen. Weiterhin sind die Geräte­ teile von einem aus einem Isolierstoff bestehenden Behälter und Deckeln abgedeckt, wobei eine Kriech­ strecke durch den Behälter und die Deckel definiert eingestellt wird. Die Kriechstrecke wird so gewählt, daß eine gewünschte Kriechweglänge oder ein noch et­ was längeres Stück zur Verfügung steht, um ein Lecken von Strom zu verhindern. Man kann deshalb zuverlässig vermeiden, daß Leckströme auftreten, auch wenn an die Geräteteile eine Hochspannung angelegt wird. Es ist deshalb nicht notwendig, die Geräteteile von einer Farbspritzzelle oder dergleichen mit großem Abstand anzuordnen. Farbwege oder Farbkanäle können in der Länge auf ein Minimum reduziert werden. Farbe, Reini­ gungszeit und Reinigungsflüssigkeit, die bei einem Farbwechsel verlorengehen, lassen sich auf ein Mini­ mum reduzieren.

Ein anderer Effekt der Erfindung besteht darin, daß auch bei einer solchen Auswahl einer zwischen einem Behälter und einem Deckel definierten Kriechstrecke, daß eine gewünschte Kriechweglänge oder weniger erreicht wird, ein Leckstrom dadurch verhindert werden kann, daß isolierende Dichtungsmittel vorge­ sehen sind, die eine zuverlässige Isolierung gegen­ über einer Hochspannung bewirken. Damit läßt sich ein unerwünschter Strom von Elektrizität vermeiden, der beim Anlegen einer Hochspannung an die Farbe entstehen könnte.

Ein weiterer Effekt der Erfindung besteht darin, daß Leitungen für die Zufuhr elektrisch leitender Farbe, eine Leitung für die Druckluft und eine Lei­ tung für die Reinigungsflüssigkeit oder dergleichen mit einem Leitungs-Verbindungsabschnitt verbunden sind, der an einem aus elektrisch isolierendem Ma­ terial bestehenden Verteilerstück montiert ist. Ge­ räteteile wie ein Speichertank, ein Isoliermechanis­ mus und dergleichen, die an dem Verteilerstück mon­ tiert worden sind, werden von Deckeln abgedeckt, die aus elektrisch isolierenden Stoffen bestehen. Des­ halb können diese Geräteteile kompakt angeordnet werden, wobei sie dennoch zuverlässig elektrisch isoliert sind. Die Zwischenräume zwischen diesen Ge­ räteteilen lassen sich wirksam nutzen. Bei einem erfindungsgemäßen Halterungsgerät werden Bolzen, die an einer Außenwand eines zum äußeren Abdecken von Geräteteilen wie zum Beispiel einem Zwischenre­ servoir oder dergleichen, dienenden Element montiert sind, in Eingriff gehalten mit einem Rahmen, um die­ sen an Ort und Stelle zu halten. Hierdurch lassen sich mehrere Teile in aufrechter Lage nebeneinander anordnen. Der zur Verfügung stehende Raum läßt sich gut nutzen, um die Geräteteile wie zum Beispiel das Zwischenreservoir und dergleichen, zugänglich zu machen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Unterbinden von Leckströmen aus beim elektrostatischen Farbspritzen verwendeten Geräte­ teilen, umfassend folgende Merkmale:

• - irgendeines der Geräteteile (z. B. 50) aus elektrisch leitendem Material, wie ein Ventil (50), ein Zwischen­ reservoir (26, 112) oder dergleichen, wie sie in einer elektrostatischen Farbspritzvorrichtung (10, 110) ver­ wendet werden, bei der eine gewünschte Spannung an elektrisch leitende Farbe gelegt wird, um ein Werk­ stück mit der Farbe elektrostatisch zu spritzen;
• - ein aus Isolierstoff bestehender Behälter (72, 74; 102, 104; 132a, 132b) dient zur Aufnahme des einen Geräteteils (50, 112) und besitzt einen in ihm aus­ gebildeten Farbkanal (78), der mit dem einen Geräte­ teil (50, 112) in Verbindung bringbar ist; und
• - ein Deckel (74, 104, 132a, 132b) dient zum Verschlie­ ßen des Behälters von außen,

wodurch von dem Behälter und dem Deckel eine Kriech­ strecke (L, L₁) definiert wird, die zum Erreichen einer gewünschten Kriechstreckenlänge eingestellt ist und Leckströme verhindert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kriech­ strecke definiert wird durch eine äußere Umfangsfläche des Behälters (72, 102) und eine innere Umfangsfläche des Deckels (74, 104), der in Berührung mit der äuße­ ren Umfangsfläche des Behälters gehalten wird.

3. Vorrichtung zum Unterbinden von Leckströmen aus beim elektrostatischen Farbspritzen verwendeten Geräte­ teilen, umfassend folgende Merkmale:

• - irgendeines der Geräteteile (50) aus elektrisch lei­ tendem Material, wie ein Ventil (50), ein Zwischen­ reservoir (26) und dergleichen, wobei die Gerätetei­ le zu einer elektrostatischen Farbspritzvorrichtung (100) gehören, mit der an eine elektrisch leitende Farbe eine gewünschte Spannung angelegt wird, um die Farbe elektrostatisch auf ein Werkstück zu spritzen;
• - ein aus Isolierstoff bestehender Behälter (102) dient zur Aufnahme des Geräteteils (50) und besitzt in sich einen Farbkanal, der mit dem Gerateteil (50) in Verbindung bringbar ist;
• - ein Deckel (104) dient zum Verschließen des Behälters (102) nach außen; und
• - zwischen dem Behälter (102) und dem Deckel (104) be­ findet sich eine isolierende Dichtung (106);

wodurch eine von dem Behälter (102) und dem Deckel (104) definierte Kriechstrecke (L₁) so eingestellt wird, um eine gewünschte Kriechweglänge oder weniger zu er­ reichen, die in der Lage ist, Leckstrom zu vermeiden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Kriech­ strecke definiert wird durch eine äußere Umfangsfläche des Behälters (102) und eine innere Umfangsfläche des Deckels (104), der in Berührung mit der äußeren Um­ fangsfläche gehalten wird.

5. Vorrichtung zum Unterbinden von Leckströmen aus beim elektrostatischen Farbspritzen verwendeten Geräte­ teilen, umfassend folgende Merkmale:

• - ein Verteilerstück (122) aus einem elektrisch isolie­ renden Material besitzt einen Leitungsverbindungsab­ schnitt (120), der das externe Anschließen mehrerer Leitungen gestattet;
• - ein einstückig mit dem Verteilerstück (122) ausgebil­ deter Speichertank (124) dient zur vorübergehenden Aufnahme elektrisch leitender Farbe;
• - ein Isoliermechanismus (130) dient zum elektrischen Trennen des Speichertanks (24) von einer Farbquelle; und
• - ein Paar Deckel (132a, 132b) aus elektrisch isolie­ rendem Material dienen zum Abdecken von Gerätetei­ len einschließlich des Isoliermechanismus (130), wobei die Deckel an dem Verteilerstück (122) mon­ tiert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine von dem Verteilerstück (122) und den Deckeln (132a, 132b) definierte Kriechstrecke auf eine gewünsch­ te Kriechstreckenlänge oder mehr eingestellt wird, mit der ein Leckstrom verhindert werden kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein an einem Ende des Speicher­ tanks (124) angeordnetes Strömungssteuerventil (160), das den Durchsatz der Farbe steuert, wenn die in dem Speichertank (124) gespeicherte Farbe einer Spritz­ pistole zugeführt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Detektorstange (148), die an einem in dem Speichertank (124) hin- und herbeweg­ lichen Kolben (142) montiert ist und sich von dem Speichertank (124) nach außen und oben erstreckt, wo­ bei eine mit Ventilen ausgestattete Detektoreinrichtung (154) mit der Detektorstange (148) in Eingriff bringbar ist, um eine Stellungsinformation über den Kolben (142) zu erhalten.