EP4037841A1 - Farbversorgungssystem für eine beschichtungsanlage und zugehöriges betriebsverfahren - Google Patents

Farbversorgungssystem für eine beschichtungsanlage und zugehöriges betriebsverfahren

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Publication number
EP4037841A1
EP4037841A1 EP20804510.4A EP20804510A EP4037841A1 EP 4037841 A1 EP4037841 A1 EP 4037841A1 EP 20804510 A EP20804510 A EP 20804510A EP 4037841 A1 EP4037841 A1 EP 4037841A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
line
coating agent
branch line
valve arrangement
reservoir
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20804510.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander RÜGER
Sascha Hermann
Luis JIMENEZ CADENAS
Eduard FRÜHSORGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Duerr Systems AG
Original Assignee
Duerr Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Duerr Systems AG filed Critical Duerr Systems AG
Publication of EP4037841A1 publication Critical patent/EP4037841A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/20—Arrangements for agitating the material to be sprayed, e.g. for stirring, mixing or homogenising
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B12/00—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area
    • B05B12/14—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet
    • B05B12/1481—Arrangements for controlling delivery; Arrangements for controlling the spray area for supplying a selected one of a plurality of liquids or other fluent materials or several in selected proportions to a spray apparatus, e.g. to a single spray outlet comprising pigs, i.e. movable elements sealingly received in supply pipes, for separating different fluids, e.g. liquid coating materials from solvent or air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B15/58—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter preventing deposits, drying-out or blockage by recirculating the fluid to be sprayed from upstream of the discharge opening back to the supplying means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
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    • B05B15/50—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter
    • B05B15/55—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids

Definitions

  • the invention relates to a paint supply system for a coating installation, in particular for a painting installation for painting motor vehicle body components. Furthermore, the invention relates to an operating method for such a paint supply system.
  • the paint is usually fed through ring lines to the consumers (e.g. rotary atomizers), with the paint circulating in the ring lines so that the paint does not settle.
  • the consumers e.g. rotary atomizers
  • the problem here is the fact that the paint does circulate in the ring line, but not in the branch line. So if a consumer (e.g. rotary atomizer) is not used for a longer period of time, the paint is in the associated branch line, which can lead to the paint settling or its viscosity changing in the event of a longer standstill.
  • a known solution to this problem is to automatically empty the stub lines after a certain period of standstill, which is also referred to as unplugging.
  • the paint in the branch line is disposed of in a return line.
  • this known solution to the problem is disadvantageous because it is associated with paint losses and additional effort.
  • Another conceivable solution to this problem is to continue the material circulation into the consumer (e.g. rotary atomizer) so that a branch line can be dispensed with entirely.
  • This conceivable solution requires two circulation lines for outgoing and return lines instead of a single stub line and is therefore much more complex.
  • this requires twice the number of paint hoses up to the color changer, so that the number of possible paint feed lines is reduced due to the limited installation space.
  • the invention is therefore based on the object of creating a correspondingly improved paint supply system and an associated operating method.
  • the paint supply system according to the invention is used to supply a coating system with a coating agent, which is preferably a paint that is used for painting motor vehicle body components.
  • a coating agent which is preferably a paint that is used for painting motor vehicle body components.
  • the invention is not limited to paints, but can also be implemented with other types of coating agents.
  • the invention with regard to the type of coating system is not limited to painting systems for painting motor vehicle body parts. Rather, the paint supply system according to the invention can also be used to supply coating systems that coat other types of components.
  • the paint supply system according to the invention also has at least one ring line for the circulation of a coating agent (e.g. paint).
  • a coating agent e.g. paint
  • Such ring line systems are known per se from the prior art and are described, for example, in Pavel Svejda: “Processes and application methods in industrial painting technology", Vincentz-Verlag 2003. It should be mentioned here that in practice several ring lines are usually provided in In the following, however, for the sake of simplicity, mostly only the removal of the coating agent from a single ring line is described. It goes without saying, however, that the coating agent is generally removed from several ring lines.
  • the removal of the coating agent from the ring main takes place at a ring main extraction point that is connected to a consumer (eg rotary atomizer) via a branch line.
  • a consumer eg rotary atomizer
  • the invention is not limited to atomizers (for example rotary atomizers) with regard to the consumer.
  • the consumer can also be another component or assembly that requires the coating agent.
  • the paint supply system has a device which moves the coating agent in the stub line alternately forwards and backwards in order to avoid the deposition of the coating agent in the stub line.
  • This forward and backward movement of the coating agent in the branch line can take place differently in different variants of the invention.
  • a first variant of the invention is first described, which for this purpose initiates pressure surges via the ring line into the stub line, which are reflected in the stub line, which leads to the forward and backward movement of the coating agent in the stub line.
  • the consumer e.g. rotary atomizer
  • a compressible medium e.g. air cushion
  • the pressure surges in the branch line are generated by a pressure generator (e.g. coating agent pump) which pumps the coating agent through the ring line.
  • a pressure generator e.g. coating agent pump
  • This pressure generator is then activated by a control unit in such a way that the pressure in the branch line fluctuates jerkily. This can be done, for example, by alternately switching the pressure generator (e.g. coating agent pump) on and off.
  • pressure surges are initially generated in the ring line, which then spread over the stub line and are reflected at the end of the stub line, which then leads to the forward and backward movement of the coating agent in the stub line.
  • the desired reflection of the pressure surges at the end of the branch line is preferably carried out by a cushion of a compressible medium (for example air cushion) at the end of the branch line, the cushion preferably has a volume which is 10% -150%, 20% -130% or 30% -110% of the volume of the stub line.
  • a cushion of a compressible medium for example air cushion
  • the cushion can also be dispensed with within the scope of the invention.
  • the coating agent column in the branch line together with the elastic cushion at the end of the branch line, forms an oscillatory system that has a specific natural frequency.
  • the vibration excitation by the pressure generator then takes place preferably at the natural frequency or at least close to the natural frequency of this system capable of vibrations in order to move the coating agent column in the branch line as intensively as possible forwards and backwards.
  • the pressure generator e.g. coating agent pump
  • this switching on or off is preferably carried out at a switching frequency that corresponds to the natural frequency of the oscillatory system that is generated by the coating agent column in the branch line and the Pad is formed at the end of the branch line.
  • the deviation between the excitation frequency of the vibration excitation by the pressure generator (e.g. coating agent pump) on the one hand and the natural frequency of the vibratory system consisting of the coating agent column in the branch line and the cushion at the end of the branch line on the other hand can be less than 20%, 10%, 5% or 2 %.
  • the branch line opens into a valve arrangement which, on the output side, is connected to the consumer (e.g. rotary atomizer) and to a reservoir.
  • the valve arrangement In a first operating mode, the valve arrangement then directs the coating agent supplied via the branch line to the consumer, so that the consumer can apply the coating agent, for example.
  • the valve arrangement In a second operating mode, on the other hand, the valve arrangement alternately directs the coating agent from the stub line into the reservoir or from the reservoir back into the stub line. It is thereby achieved that the coating agent in the branch line is alternately moved forwards and backwards.
  • the reservoir has a pig line which contains a displaceable pig and leads from the valve arrangement to a pig station.
  • the return of the coating agent from the reservoir back into the branch line can take place here by a pig, which pushes the coating agent back into the stub line, in that the pig is pushed from the pig station in the direction of the valve arrangement.
  • pigs and pig stations are known per se from the prior art and therefore do not need to be described in more detail.
  • the pig line can have a pig station on both sides, so that the movement of the coating agent is driven by pigs in both directions.
  • the pig line has a pig station only at its distal end. In this case, only the return of the coating agent from the pig line into the branch line is driven by a pig.
  • the proximal pig station is connected to the valve arrangement via a connecting line. It is advantageous here if the connecting line has a smaller line cross-section than the pig line.
  • two or more pig lines can also be connected to the valve arrangement, each of which forms a reservoir and each leads to a pig station.
  • the old coating agent in the branch line can then first be transferred to the first pig line.
  • the second pig line is then filled with fresh coating agent from the ring line.
  • the old coating agent transferred into the first pig line is pushed back into the branch line and then into the Ringlei device.
  • the fresh coating agent transferred into the second pig line is then pressed back into the branch line.
  • the coating agent in the branch line is not only moved, but is completely or at least partially replaced with fresh coating agent from the ring line.
  • valve arrangement can have a color changer (for example linear color changer) which is connected on the input side via a branch line to several ring lines for different coating agents.
  • a color changer for example linear color changer
  • coating agents with different colors usually circulate in the various ring lines, the color changer then being able to select the desired color on the input side, which is well known per se from the prior art.
  • a linear color changer is known from DE 10 2008015 258 A1.
  • the valve arrangement here preferably has a coating agent outlet which is connected to the consumer.
  • valve arrangement can have a pulsed air inlet and a rinsing agent inlet in order to supply pulsed air or rinsing agent, wherein the supply can be controlled by a controllable pulsed air valve or by a controllable rinsing agent valve.
  • valve arrangement can have a return connection in order to return media (e.g. coating agents, flushing agents) to a return, the material flow in the return being controlled by a controllable return valve.
  • return media e.g. coating agents, flushing agents
  • valve arrangement can have a reservoir connection which is connected to the above-mentioned reservoir (e.g. pig line).
  • the material flow through the reservoir connection into the reservoir and back can be controlled by a controllable reservoir valve.
  • valve arrangement can have selector valves in order to optionally pass the flushing agent and the pulsed air on through the reservoir connection into the reservoir, through the return connection into the return or through the coating agent outlet to the consumer.
  • the consumer is preferably an atomizer (e.g. rotary atomizer) which can be moved, for example, by a multi-axis painting robot, as is known per se from the prior art.
  • Painting robots of this type are usually designed as articulated arm robots with a proximal robot arm and a distal robot arm.
  • the valve arrangement mentioned above can be attached in or on the proximal robot arm or in the distal robot arm.
  • the aforementioned reservoir e.g. pig line
  • a sufficiently large volume which is preferably 10% -150%, 20% -130% or 30% -110% of the volume of the branch line.
  • a metering pump can be arranged between the valve arrangement mentioned above and the consumer (eg rotary atomizer). It should also be mentioned that the invention not only claims protection for the paint supply system according to the invention described above. Rather, the invention also claims protection for a paint shop with such a paint supply system, wherein the paint shop can be used, for example, to paint motor vehicle body components.
  • the invention therefore also includes a control unit which controls the components of the paint supply system according to the invention (e.g. paint pump, return valve of the ring line, color changer valves) in such a way that the operating method according to the invention is carried out.
  • the control unit can have a control computer on which a control program is stored which executes the operating method according to the invention.
  • Figure 1 is a schematic representation of a paint supply system according to the invention according to a first variant of the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a paint supply system according to the invention according to a second variant of the invention
  • Figure 3A is a schematic representation of a further paint supply system according to the invention according to the second variant of the invention.
  • FIG. 3B shows a detailed representation of the valve arrangement of the paint supply system according to FIG. 3A, as well as
  • FIG. 4 shows the operating method according to the invention in the form of a flow chart.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 1, which corresponds to a first variant of the invention, will now first be described below.
  • This paint supply system initially has a paint container 1 which is filled with paint 2 in a conventional manner.
  • the paint 2 is removed from the paint container 1 by a paint pump 3 and pumped through a ring line 4, which is well known per se from the prior art.
  • the paint pump 3 is controlled by a control unit 5, the control line 5 varying the delivery rate of the paint pump 3 and being able to switch the paint pump 3 on and off.
  • the ring line 5 then opens again into the paint container 1, with a controllable return valve 6 being arranged at the end of the ring line 4, which is controlled by a control unit 7.
  • the two control units 5 and 7 can be designed separately or be part of a common control system.
  • a conventional counterpressure valve can be provided that sets a constant coating agent pressure in the ring line 4 upstream of the counterpressure valve, which is also well known from the prior art.
  • An example of such a ring line system with a counterpressure regulator is known from US Pat. No. 7,828,527 B2.
  • the drawing shows a rotary atomizer 8, which is only shown schematically here and removes the paint to be applied via a branch line 9 at a ring line extraction point 10 from the ring line 4.
  • the application of paint by the rotary atomizer is controlled by a main valve 11, which is only shown schematically.
  • the branch line 9 is led through the rotary atomizer 8, the rotary atomizer 8 taking the paint to be applied from the branch line 9 at a branch line removal point 12.
  • branch line 9 is closed at its end and contains an air cushion 13 there, which is used to reflect pressure surges, as will be described below.
  • the control unit 5 controls the paint pump 3 in such a way that the paint pump 3 is alternately switched on and off. This initially generates pressure surges in the ring line 4, which then propagate via the branch line 9 to the end of the branch line 9, where the pressure surges are then reflected on the elastic air cushion 13. This has the consequence that the standing paint in the branch line 9 is alternately moved forwards and backwards.
  • the paint supply system with the paint column in the branch line 9 and the elastic air cushion 13 forms a system that can vibrate.
  • the excitation frequency of the pressure surges should be adapted to the natural frequency of the oscillating system.
  • the control unit 5 controls the paint pump 3 with a corresponding excitation frequency.
  • FIG. 2 A second variant of the invention, which is shown in FIG. 2, is now described below.
  • this variant of the invention partially corresponds to the first variant of the invention described above.
  • This second variant of the invention is initially characterized by a color changer 14, which has a plurality of color valves F1-Fn on the inlet side, each of which is connected to a ring line.
  • a color changer 14 which has a plurality of color valves F1-Fn on the inlet side, each of which is connected to a ring line.
  • the ring line 4 is shown here, which is connected to the color valve F1 of the color changer 14 via the branch line 9.
  • the other color valves F2-Fn of the color changer 14 are each connected via a branch line, not shown, to a respective ring line, not shown.
  • the color changer has a coating agent outlet 15 to which the rotary atomizer 8 is connected.
  • the color changer 14 also has a detergent connection 16 for supplying detergent, the detergent supply via the detergent connection 16 through a detergent valve V in the color changer 14 is controlled.
  • the color changer 14 also has a pulsed air connection 17 for supplying pulsed air, where the pulsed air supply via the pulsed air connection 17 is controlled by a pulsed air valve PLI in the color changer 14.
  • the color changer 14 also has a return connection 18 for returning media (detergent, pulsed air, paint) to a return 19, the material flow into the return 19 being controlled by a return valve RF2 in the color changer 14.
  • the color changer 14 additionally has a reservoir valve VRE in order to be able to guide the paint standing in the branch line 9 into a reservoir.
  • the reservoir is formed here by two pig lines 20, 21 which open into a pig station 22, 23 at their distal end.
  • a pig 24, 25 can be displaced in each of the pig lines 20, 21, the movement of the pigs 24, 25 from the pig stations 22, 23 in the direction of the color changer 14 using compressed air, as is known per se from the prior art.
  • the reservoir valve VRE is then first opened and the old paint in the branch line 9 is transferred into the pig line 20.
  • fresh paint is then transferred from the ring line 4 through the reservoir valve VRE into the other pig line 21.
  • the pig 24 then presses the old paint located in the pig line 20 back into the branch line 9 and finally also into the ring line 4.
  • the pig 25 then presses the fresh paint located in the pig line 21 back into the branch line 9.
  • FIGS. 3A and 3B will now be described below, which likewise corresponds to the second variant of the invention and is a modification of the exemplary embodiment according to FIG. To avoid repetition, reference is therefore made additionally to the preceding description, the same reference symbols being used for corresponding details.
  • the color changer 14 is designed as a linear color changer and is arranged in a distal robot arm 26 of a painting robot.
  • the color changer 14 here has two valve assemblies 14.1, 14.2 which can be displaced relative to one another along the double arrows in order to select one of the color valves F1-Fn of the valve assembly 14.1 for material removal.
  • the coating agent outlet 15 of the valve assembly 14.2 of the color changer 14 is connected to the rotary atomizer 8 via a metering pump 27, the material output by the rotary atomizer 8 being controlled by a conventional main needle valve HNA in the rotary atomizer 8.
  • the rotary atomizer 8 here has a return valve RF1A and a short flush valve KS, as is known per se from the prior art.
  • the valve assembly 14.2 here also has a reservoir valve LFB, which corresponds to the reservoir valve VRE according to FIG.
  • the reservoir valve LFB makes it possible to guide the paint standing in the branch line 9 into a reservoir, which consists of a connecting line 28 and a pig line 29, the pig line 29 having a larger line cross-section than the connecting line 28.
  • the pig line 29 leads to a pig station, not shown, which makes it possible to push the paint transferred into the reservoir back into the branch line 9, as has already been described above with reference to FIG.
  • valve assembly 14.2 also has selection valves LVPLA, LVPLB, LSV, which allow the flushing agent and the pulsed air to be fed to the reservoir (ie the connecting line 28 and the pig line 29), to the return 19 or to the rotary atomizer 8 conduct.
  • FIG. 4 shows the operating method according to the invention according to the first variant of the invention in schematic form.
  • step S1 the paint is circulated in the ring line 4.
  • step S2 the paint is then withdrawn from the ring line 4 into the branch line 9 to the rotary atomizer 8.
  • the paint is then conveyed through the branch line 9 to the rotary atomizer 8.
  • step S4 it is then continuously checked whether there is a longer standstill in which the rotary atomizer 8 does not require any paint.
  • the lacquer in the branch line 9 is alternately moved forwards and backwards in a step S5 in order to avoid the lacquer settling in the branch line.
  • LVPLA selection valve LVPLB selection valve

Landscapes

  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Electrostatic Spraying Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Farbversorgungssystem für eine Beschichtungsanlage und zugehöriges Betriebsverfahren Die Erfindung betrifft ein Farbversorgungssystem für eine Beschichtungsanlage (z.B. Lackieranlage) mit einer Ringleitung (4) zur Zirkulation eines Beschichtungsmittels (2), einer Ringleitungsentnahmestelle (10) in der Ringleitung (4) zur Entnahme des Beschichtungsmittels (2) aus der Ringleitung (4), einem Verbraucher (8) und einer Stichleitung (9), die von der Ringleitungsentnahmestelle (10) zu dem Verbraucher (8) führt. Die Erfindung sieht eine Einrichtung (3, 5, 13) vor zum abwechselnden Vorwärts- und Rückwärtsbewegen des Beschichtungsmittels (2) in der Stichleitung (9), um ein Absetzen des Beschichtungsmittels (2) in der Stichleitung (9) zu vermeiden.

Description

BESCHREIBUNG
Farbversorgungssystem für eine Beschichtungsanlage und zugehöriges Betriebsverfahren
Die Erfindung betrifft ein Farbversorgungssystem für eine Beschichtungsanlage, insbesondere für eine Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen. Weiterhin betrifft die Er findung ein Betriebsverfahren für ein solches Farbversorgungssystem.
In modernen Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen wird der Lack üb licherweise durch Ringleitungen zu den Verbrauchern (z.B. Rotationszerstäuber) geleitet, wobei der Lack in den Ringleitungen zirkuliert, damit der Lack sich nicht absetzt. Die Verbraucher (z.B. Rotati onszerstäuber) entnehmen den Lack hierbei an einer Ringleitungsentnahmestelle über eine Stich leitung aus der Ringleitung. Problematisch hierbei ist die Tatsache, dass der Lack zwar in der Ring leitung zirkuliert, nicht aber in der Stichleitung. Falls also ein Verbraucher (z.B. Rotationszerstäuber) über einen längeren Zeitraum nicht verwendet wird, so steht der Lack in der zugehörigen Stichlei tung, was bei einem längeren Stillstand dazu führen kann, dass sich der Lack absetzt oder seine Viskosität ändert.
Eine bekannte Lösung dieses Problems besteht darin, die Stichleitungen nach einer bestimmten Stillstandsdauer automatisch zu leeren, was auch als Abziehen bezeichnet wird. Hierbei wird der in der Stichleitung befindliche Lack in eine Rückführung entsorgt. Diese bekannte Lösung des Prob lems ist jedoch nachteilig, weil sie mit Lackverlusten und zusätzlichem Aufwand verbunden ist.
Eine andere denkbare Lösung dieses Problems besteht darin, die Materialzirkulation bis in den Ver braucher (z.B. Rotationszerstäuber) fortzusetzen, so dass auf eine Stichleitung gänzlich verzichtet werden kann. Diese denkbare Lösung erfordert jedoch anstelle einer einzigen Stichleitung zwei Zir kulationsleitungen für Hinlauf und Rücklauf und ist deshalb wesentlich aufwändiger. Darüber hin aus erfordert dies bis zum Farbwechsler die doppelte Anzahl von Lackschläuchen, so dass aufgrund des begrenzten Bauraums die Anzahl möglicher Farbzuleitungen verringert wird.
Aus DE 10 2014004718 Al ist eine Lackieranlage bekannt, bei der bei einem Farbwechsel Lack aus der Stichleitung durch Molche zurück in die Ringleitung gedrückt werden kann, um die Farbwech- selverluste zu minimieren. Dies hat jedoch nichts zu tun mit dem Absetzen des Lacks in der Stich leitung, sondern dient allein zur Rückgewinnung des in der Stichleitung verbliebenen Lacks.
Ferner ist zum technischen Hintergrund der Erfindung hinzuweisen auf DE 29 23 906 C2.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein entsprechend verbessertes Farbversorgungs- system und ein zugehöriges Betriebsverfahren zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein erfindungsgemäßes Farbversorgungssystem bzw. durch ein entspre chendes Betriebsverfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Das erfindungsgemäße Farbversorgungssystem dient zur Versorgung einer Beschichtungsanlage mit einem Beschichtungsmittel, wobei es sich vorzugsweise um einen Lack handelt, der zur Lackie rung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen eingesetzt wird. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Typs des Beschichtungsmittels nicht auf Lacke beschränkt, sondern grundsätzlich auch mit anderen Typen von Beschichtungsmitteln realisierbar. Darüber hinaus ist die Erfindung hinsichtlich des Typs der Beschichtungsanlage nicht auf Lackieranlagen zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebau teilen beschränkt. Vielmehr kann das erfindungsgemäße Farbversorgungssystem auch eingesetzt werden, um Beschichtungsanlagen zu versorgen, die andere Typen von Bauteilen beschichten.
In Übereinstimmung mit dem Stand der Technik weist auch das erfindungsgemäße Farbversor gungssystem mindestens eine Ringleitung zur Zirkulation eines Beschichtungsmittels (z.B. Lack) auf. Derartige Ringleitungssysteme sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in Pavel Svejda: „Prozesse und Applikationsverfahren in der industriellen Lackiertechnik", Vincentz- Verlag 2003 beschrieben. Hierbei ist zu erwähnen, dass in der Praxis üblicherweise mehrere Ring leitungen vorgesehen sind, in denen beispielsweise verschiedenfarbige Lacke zirkulieren. Im Fol genden wird jedoch zur Vereinfachung meist nur die Beschichtungsmittelentnahme aus einer ein zigen Ringleitung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Beschichtungsmittelentnahme in der Regel aus mehreren Ringleitungen erfolgt.
Die Entnahme des Beschichtungsmittels aus der Ringleitung erfolgt hierbei an einer Ringleitungs entnahmestelle, die über eine Stichleitung mit einem Verbraucher (z.B. Rotationszerstäuber) ver bunden ist. An dieser Stelle ist zu erwähnen, dass die Erfindung hinsichtlich des Verbrauchers nicht auf Zerstäu ber (z.B. Rotationszerstäuber) beschränkt ist. Bei dem Verbraucher kann es sich im Rahmen der Erfindung auch um ein anderes Bauteil oder eine Baugruppe handeln, die das Beschichtungsmittel benötigt.
Die Erfindung zeichnet sich nun dadurch aus, dass das eingangs beschriebene störende Absetzen des Beschichtungsmittels in der Stichleitung verhindert wird. Hierzu weist das erfindungsgemäße Farbversorgungssystem eine Einrichtung auf, die das Beschichtungsmittel in der Stichleitung ab wechselnd vorwärts und rückwärts bewegt, um das Absetzen des Beschichtungsmittels in der Stich leitung zu vermeiden.
Dieses Vorwärts- und Rückwärtsbewegen des Beschichtungsmittels in der Stichleitung kann in ver schiedenen Erfindungsvarianten unterschiedlich erfolgen. Im Folgenden wird zunächst eine erste Erfindungsvariante beschrieben, die hierzu Druckstöße über die Ringleitung in die Stichleitung ein leitet, die in der Stichleitung reflektiert werden, was zu dem Vorwärts- und Rückwärtsbewegen des Beschichtungsmittels in der Stichleitung führt.
In dieser ersten Erfindungsvariante entnimmt der Verbraucher (z.B. Rotationszerstäuber) das Be schichtungsmittel an einer Stichleitungsentnahmestelle aus der Stichleitung, wobei die Stichleitung stromabwärts hinter der Stichleitungsentnahmestelle geschlossen ist und an ihrem Ende ein Polster eines kompressiblen Mediums (z.B. Luftpolster) enthält, das Druckstöße aus der Druckleitung re flektiert und dadurch das in der Stichleitung stehende Beschichtungsmittel abwechselnd vorwärts und rückwärts bewegt.
Die Druckstöße in der Stichleitung werden bei dieser ersten Erfindungsvariante durch einen Druckerzeuger (z.B. Beschichtungsmittelpumpe) erzeugt, der das Beschichtungsmittel durch die Ringleitung pumpt. Dieser Druckerzeuger wird dann von einer Steuereinheit so angesteuert, dass der Druck in der Stichleitung ruckartig schwankt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Druckerzeuger (z.B. Beschichtungsmittelpumpe) abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird. Dadurch werden zunächst in der Ringleitung Druckstöße erzeugt, die sich dann über die Stichleitung ausbreiten und am Ende der Stichleitung reflektiert werden, was dann zu dem Vorwärts- und Rück wärtsbewegen des Beschichtungsmittels in der Stichleitung führt.
Die erwünschte Reflexion der Druckstöße am Ende der Stichleitung erfolgt vorzugsweise durch ein Polster eines kompressiblen Mediums (z.B. Luftpolster) am Ende der Stichleitung, wobei das Polster vorzugsweise ein Volumen aufweist, das 10%-150%, 20%-130% oder 30%-110% des Volumens der Stichleitung beträgt. Der Vollständigkeit halber ist jedoch auch zu erwähnen, dass auf das Polster im Rahmen der Erfindung auch verzichtet werden kann.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Beschichtungsmittelsäule in der Stichleitung zusammen mit dem elastischen Polster am Ende der Stichleitung ein schwingungsfähiges System bildet, das eine bestimmte Eigenfrequenz hat. Die Schwingungsanregung durch den Druckerzeuger erfolgt dann vorzugsweise mit der Eigenfrequenz oder zumindest nahe der Eigenfrequenz dieses schwingungs fähigen Systems, um die Beschichtungsmittelsäule in der Stichleitung möglichst intensiv vorwärts und rückwärts zu bewegen. Falls der Druckerzeuger (z.B. Beschichtungsmittelpumpe) zur Erzeu gung der Druckstöße abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird, so erfolgt dieses Ein- bzw. Ausschal ten vorzugsweise mit einer Schaltfrequenz, die der Eigenfrequenz des schwingungsfähigen Systems entspricht, das durch die Beschichtungsmittelsäule in der Stichleitung und das Polster am Ende der Stichleitung gebildet wird. Beispielsweise kann die Abweichung zwischen der Anregungsfrequenz der Schwingungsanregung durch den Druckerzeuger (z.B. Beschichtungsmittelpumpe) einerseits und der Eigenfrequenz des schwingungsfähigen Systems aus der Beschichtungsmittelsäule in der Stichleitung und dem Polster am Ende der Stichleitung andererseits kleiner sein als 20%, 10%, 5% oder 2%.
Das erwünschte Vorwärts- und Rückwärtsbewegen des Beschichtungsmittels in der Stichleitung kann jedoch in einer zweiten Erfindungsvariante auch anders erfolgen, so dass nachfolgend nun diese zweite Erfindungsvariante beschrieben wird.
Bei der zweiten Erfindungsvariante mündet die Stichleitung in eine Ventilanordnung, die ausgangs seitig zum einen an den Verbraucher (z.B. Rotationszerstäuber) und zum anderen an ein Reservoir angeschlossen ist. In einer ersten Betriebsart leitet die Ventilanordnung das über die Stichleitung zugeführte Beschichtungsmittel dann zu dem Verbraucher, so dass der Verbraucher das Beschich tungsmittel beispielsweise applizieren kann. In einer zweiten Betriebsart leitet die Ventilanordnung das Beschichtungsmittel dagegen abwechselnd aus der Stichleitung in das Reservoir oder aus dem Reservoir zurück in die Stichleitung. Dadurch wird erreicht, dass das in der Stichleitung stehende Beschichtungsmittel abwechselnd vorwärts und rückwärts bewegt wird.
In einer Ausführungsform dieser zweiten Erfindungsvariante weist das Reservoir eine Molchleitung auf, die einen verschiebbaren Molch enthält und von der Ventilanordnung zu einer Molchstation führt. Die Rückführung des Beschichtungsmittels aus dem Reservoir zurück in die Stichleitung kann hierbei durch einen Molch erfolgen, der das Beschichtungsmittel zurück in die Stichleitung drückt, indem der Molch von der Molchstation ausgehend in Richtung der Ventilanordnung gedrückt wird. Derartige Molche und Molchstationen sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und müssen deshalb nicht näher beschrieben werden.
Die Molchleitung kann beidseitig eine Molchstation aufweisen, so dass die Bewegung des Beschich tungsmittels in beiden Richtungen von Molchen angetrieben wird. Es besteht jedoch alternativ auch die Möglichkeit, dass die Molchleitung nur an ihrem distalen Ende eine Molchstation aufweist. In diesem Fall wird nur die Rückführung des Beschichtungsmittels aus der Molchleitung in die Stich leitung von einem Molch angetrieben.
Bei der Ausführungsform mit zwei Molchstationen an den gegenüberliegenden Enden der Molch leitung ist die proximale Molchstation über eine Verbindungsleitung mit der Ventilanordnung ver bunden. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungsleitung einen kleineren Leitungsquer schnitt aufweist als die Molchleitung.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass an die Ventilanordnung auch zwei oder mehr Molchleitungen an geschlossen sein können, die jeweils ein Reservoir bilden und jeweils zu einer Molchstation führen.
Im Betrieb kann dann zunächst das in der Stichleitung stehende alte Beschichtungsmittel in die erste Molchleitung überführt werden. Anschließend wird dann die zweite Molchleitung mit fri schem Beschichtungsmittel aus der Ringleitung befüllt. Im nächsten Schritt wird dann das in die erste Molchleitung überführte alte Beschichtungsmittel in die Stichleitung und dann in die Ringlei tung zurückgedrückt. Im letzten Schritt wird dann das in die zweite Molchleitung überführte frische Beschichtungsmittel zurück in die Stichleitung gedrückt. Im Ergebnis wird dadurch das in der Stich leitung stehende Beschichtungsmittel nicht nur bewegt, sondern ganz oder zumindest teilweise mit frischem Beschichtungsmittel aus der Ringleitung ausgetauscht.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Ventilanordnung einen Farbwechsler (z.B. Linearfarbwechsler) aufweisen kann, der eingangsseitig über jeweils eine Stichleitung an mehrere Ringleitungen für un terschiedliche Beschichtungsmittel angeschlossen ist. Hierbei zirkulieren in den verschiedenen Ringleitungen üblicherweise Beschichtungsmittel mit unterschiedlichen Farben, wobei der Farb wechsler dann eingangsseitig die gewünschte Farbe auswählen kann, was an sich aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist. Beispielsweise ist ein solcher Linearfarbwechsler aus DE 10 2008015 258 Al bekannt. Die Ventilanordnung weist hierbei vorzugsweise einen Beschichtungsmittelausgang auf, der mit dem Verbraucher verbunden ist.
Darüber hinaus kann die Ventilanordnung einen Pulslufteingang und einen Spülmitteleingang auf weisen, um Pulsluft bzw. Spülmittel zuzuführen, wobei die Zuführung durch ein steuerbares Pulsluftventil bzw. durch ein steuerbares Spülmittelventil gesteuert werden kann.
Ferner kann die Ventilanordnung einen Rückführanschluss aufweisen, um Medien (z.B. Beschich tungsmittel, Spülmittel) in eine Rückführung zurückzuführen, wobei der Materialfluss in die Rück führung durch ein steuerbares Rückführventil gesteuert werden.
Darüber hinaus kann die Ventilanordnung einen Reservoiranschluss aufweisen, der mit dem vor stehend erwähnten Reservoir (z.B. Molchleitung) verbunden ist. Der Materialfluss durch den Re servoiranschluss in das Reservoir und zurück kann hierbei durch ein steuerbares Reservoirventil gesteuert werden.
Weiterhin kann die Ventilanordnung Auswahlventile aufweisen, um das Spülmittel und die Pulsluft wahlweise weiterzuleiten durch den Reservoiranschluss in das Reservoir, durch den Rückführan schluss in die Rückführung oder durch den Beschichtungsmittelausgang zu dem Verbraucher.
Es wurde bereits vorstehend kurz erwähnt, dass es sich bei dem Verbraucher vorzugsweise um ei nen Zerstäuber (z.B. Rotationszerstäuber) handelt, der beispielsweise von einem mehrachsigen La ckierroboter bewegt werden kann, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist. Derartige Lackierroboter sind üblicherweise als Knickarmroboter mit einem proximalen Roboterarm und ei nem distalen Roboterarm ausgebildet. Die vorstehend erwähnte Ventilanordnung kann hierbei in oder an dem proximalen Roboterarm oder im distalen Roboterarm angebracht sein.
Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass das vorstehend erwähnte Reservoir (z.B. Molchleitung) vor zugsweise ein hinreichend großes Volumen aufnimmt, das vorzugsweise 10%-150%, 20%-130% o- der 30%-110% des Volumens der Stichleitung beträgt.
Ferner ist zu erwähnen, dass zwischen der vorstehend erwähnten Ventilanordnung und dem Ver braucher (z.B. Rotationszerstäuber) eine Dosierpumpe angeordnet sein kann. Weiter ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur Schutz beansprucht für das vorstehend be schriebene erfindungsgemäße Farbversorgungssystem. Vielmehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für eine Lackieranlage mit einem solchen Farbversorgungssystem, wobei die Lackieranlage beispielsweise zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen dienen kann.
Schließlich beansprucht die Erfindung auch Schutz für ein entsprechendes Betriebsverfahren. Die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens gehen bereits aus der vorstehenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Farbversorgungssystems hervor, so dass hinsichtlich des Be triebsverfahrens zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwie sen wird.
Die Erfindung umfasst deshalb auch eine Steuereinheit, die die Komponenten des erfindungsgemä ßen Farbversorgungssystems (z.B. Lackpumpe, Rückleitungsventil der Ringleitung, Farbwechsler- ventile) so ansteuert, dass das erfindungsgemäße Betriebsverfahren ausgeführt wird. Hierzu kann die Steuereinheit einen Steuerrechner aufweisen, auf dem ein Steuerprogramm gespeichert ist, welches das erfindungsgemäße Betriebsverfahren ausführt.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Farbversorgungssystems gemäß einer ersten Erfindungsvariante,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Farbversorgungssystems gemäß einer zweiten Erfindungsvariante,
Figur 3A eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Farbversor gungssystems gemäß der zweiten Erfindungsvariante,
Figur 3B eine Detaildarstellung der Ventilanordnung des Farbversorgungssystems gemäß Fi gur 3A, sowie
Figur 4 das erfindungsgemäße Betriebsverfahren in Form eines Flussdiagramms. Im Folgenden wird nun zunächst das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 beschrieben, das einer ersten Erfindungsvariante entspricht.
Dieses erfindungsgemäße Farbversorgungssystem weist zunächst in herkömmlicher Weise einen Lackbehälter 1 auf, der mit Lack 2 befüllt ist. Der Lack 2 wird hierbei von einer Lackpumpe 3 aus dem Lackbehälter 1 entnommen und durch eine Ringleitung 4 gepumpt, was an sich aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist.
Die Lackpumpe 3 wird hierbei von einer Steuereinheit 5 angesteuert, wobei die Steuerleitung 5 die Förderleistung der Lackpumpe 3 variieren und die Lackpumpe 3 an- und ausschalten kann.
Die Ringleitung 5 mündet dann wieder in den Lackbehälter 1, wobei am Ende der Ringleitung 4 ein steuerbares Rückleitungsventil 6 angeordnet ist, das von einer Steuereinheit 7 angesteuert wird. Die beiden Steuereinheiten 5 und 7 können hierbei getrennt ausgebildet oder Bestandteil eines gemeinsamen Steuersystems sein.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass anstelle des gesteuerten Rückleitungsventils 7 auch ein herkömm liches Gegendruckventil vorgesehen sein kann, das in der Ringleitung 4 stromaufwärts vor dem Ge genruckventil einen konstanten Beschichtungsmitteldruck einstellt, was ebenfalls aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt ist. Ein Beispiel für ein solches Ringleitungssystem mit einem Ge gendruckregler ist aus US 7 828 527 B2 bekannt.
Darüber hinaus zeigt die Zeichnung einen Rotationszerstäuber 8, der hier nur schematisch darge stellt ist und den zu applizierenden Lack über eine Stichleitung 9 an einer Ringleitungsentnahme stelle 10 aus der Ringleitung 4 entnimmt. Die Lackapplikation durch den Rotationszerstäuber wird hierbei durch ein nur schematisch dargestelltes Hauptventil 11 gesteuert.
Im Gegensatz zum Stand der Technik ist die Stichleitung 9 hierbei durch den Rotationszerstäuber 8 hindurchgeführt, wobei der Rotationszerstäuber 8 den zu applizierenden Lack an einer Stichlei tungsentnahmestelle 12 aus der Stichleitung 9 entnimmt.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Stichleitung 9 an ihrem Ende geschlossen ist und dort ein Luft polster 13 enthält, das dazu dient, Druckstöße zu reflektieren, wie nachfolgend beschrieben wird.
Falls der Rotationszerstäuber 8 nämlich keinen Lack aus der Stichleitung 9 entnimmt, so steht der Lack in der Stichleitung 9. Es besteht dann die Gefahr, dass sich der Lack in der Stichleitung 9 absetzt oder bei längeren Stillstandszeiten seine Viskosität ändert, was ebenfalls unerwünscht ist. Die Er findung sieht deshalb vor, dass der Lack in der Stichleitung 9 in solchen Stillstandszeiten vorwärts und rückwärts bewegt wird, um das störende Absetzen des Lacks in der Stichleitung zu verhindern. Hierzu steuert die Steuereinheit 5 die Lackpumpe 3 so an, dass die Lackpumpe 3 abwechselnd an- und ausgeschaltet wird. Dies erzeugt zunächst in der Ringleitung 4 Druckstöße, die sich dann über die Stichleitung 9 bis zum Ende der Stichleitung 9 fortpflanzen, wo die Druckstöße dann an dem elastischen Luftpolster 13 reflektiert werden. Dies hat zur Folge, dass der in der Stichleitung 9 ste hende Lack abwechselnd vorwärts und rückwärts bewegt wird.
Hierbei ist zu erwähnen, dass das Farbversorgungssystem mit der Lacksäule in der Stichleitung 9 und dem elastischen Luftpolster 13 ein schwingungsfähiges System bildet. Zur Erreichung einer möglichst intensiven Rückwärts- und Vorwärtsbewegung des Lacks in der Stichleitung sollte die An- regungsfequenz der Druckstöße an die Eigenfrequenz des schwingungsfähigen Systems angepasst werden. Hierzu steuert die Steuereinheit 5 die Lackpumpe 3 mit einer entsprechenden Anregungs frequenz an.
Im Folgenden wir nun eine zweite Erfindungsvariante beschrieben, die in Figur 2 dargestellt ist. Teilweise stimmt diese Erfindungsvariante jedoch mit der vorstehend beschriebenen ersten Erfin dungsvariante überein. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb ergänzend auch auf die vorstehende Beschreibung der ersten Erfindungsvariante verwiesen, wobei für entsprechende Ein zelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Diese zweite Erfindungsvariante zeichnet sich zunächst durch einen Farbwechsler 14 aus, der ein gangsseitig mehrere Farbventile Fl-Fn aufweist, die an jeweils eine Ringleitung angeschlossen sind. Zur Vereinfachung ist hierbei nur die Ringleitung 4 dargestellt, die über die Stichleitung 9 mit dem Farbventil Fl des Farbwechslers 14 verbunden ist. Tatsächlich sind jedoch auch die anderen Farb ventile F2-Fn des Farbwechslers 14 über jeweils eine nicht dargestellte Stichleitung mit jeweils einer nicht dargestellten Ringleitung verbunden.
Darüber hinaus weist der Farbwechsler einen Beschichtungsmittelausgang 15 auf, an dem der Ro tationszerstäuber 8 angeschlossen ist.
Weiterhin verfügt der Farbwechsler 14 über einen Spülmittelanschluss 16 zur Zuführung von Spül mittel, wobei die Spülmittelzufuhr über den Spülmittelanschluss 16 durch ein Spülmittelventil V in dem Farbwechsler 14 gesteuert wird.
Ferner verfügt der Farbwechsler 14 über einen Pulsluftanschluss 17 zur Zuführung von Pulsluft, wo bei die Pulsluftzufuhr über den Pulsluftanschluss 17 durch ein Pulsluftventil PLI in dem Farbwechs ler 14 gesteuert wird.
Weiterhin verfügt der Farbwechsler 14 über einen Rückführanschluss 18 zur Rückführung von Me dien (Spülmittel, Pulsluft, Lack) in eine Rückführung 19, wobei der Materialstrom in die Rückführung 19 durch ein Rückführventil RF2 in dem Farbwechsler 14 gesteuert wird.
Diese Erfindungsvariante zeichnet sich nun dadurch aus, dass der Farbwechsler 14 zusätzlich ein Reservoirventil VRE aufweist, um in der Stichleitung 9 stehenden Lack in ein Reservoir leiten zu können. Das Reservoir wird hierbei durch zwei Molchleitungen 20, 21 gebildet, die an ihrem dista len Ende in jeweils eine Molchstation 22, 23 münden. In den Molchleitungen 20, 21 ist jeweils ein Molch 24, 25 verschiebbar, wobei die Bewegung der Molche 24, 25 von den Molchstationen 22, 23 in Richtung des Farbwechslers 14 durch Druckluft erfolgt, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Im Folgenden wird nun kurz die Betriebsweise dieser zweiten Erfindungsvariante beschrieben.
Falls der Rotationszerstäuber 8 über einen längeren Zeitraum stillsteht und somit keinen Lack be nötigt, so besteht die Gefahr, dass sich der in der Stichleitung 9 stehende Lack absetzt oder zumin dest seine Viskosität ändert. In diesem Fall wird dann zunächst das Reservoirventil VRE geöffnet, und der in der Stichleitung 9 stehende alte Lack wird in die Molchleitung 20 überführt.
In einem zweiten Schritt wird dann frischer Lack aus der Ringleitung 4 durch das Reservoirventil VRE in die andere Molchleitung 21 überführt.
Im nächsten Schritt drückt der Molch 24 dann den in der Molchleitung 20 befindlichen alten Lack zurück in die Stichleitung 9 und schließlich auch in die Ringleitung 4.
In einem weiteren Schritt drückt dann der Molch 25 den in der Molchleitung 21 befindlichen fri schen Lack zurück in die Stichleitung 9.
10
] Im Ergebnis wird also der in der Stichleitung 9 stehende alte Lack vollständig oder zumindest teil weise durch frischen Lack aus der Ringleitung 4 ausgetauscht.
Im Folgenden wird nun das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 3A und 3B beschrieben, das ebenfalls der zweiten Erfindungsvariante entspricht und eine Abwandlung des Ausführungsbei spiels gemäß Figur 2 ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb ergänzend auf die vor stehende Beschreibung verwiesen, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Zunächst ist zu erwähnen, dass der Farbwechsler 14 hierbei als Linearfarbwechsler ausgebildet ist und in einem distalen Roboterarm 26 eines Lackierroboters angeordnet ist. Der Farbwechsler 14 weist hierbei zwei Ventilbaugruppen 14.1, 14.2 auf, die entlang der Doppelpfeile relativ zueinander verschiebbar sind, um eines der Farbventile Fl-Fn der Ventilbaugruppe 14.1 zur Materialentnahme auszuwählen.
Der Beschichtungsmittelausgang 15 der Ventilbaugruppe 14.2 des Farbwechslers 14 ist hierbei über eine Dosierpumpe 27 mit dem Rotationszerstäuber 8 verbunden, wobei die Materialabgabe durch den Rotationszerstäuber 8 durch ein herkömmliches Hauptnadelventil HNA in dem Rotationszer stäuber 8 gesteuert wird.
Darüber hinaus weist der Rotationszerstäuber 8 hierbei ein Rückführventil RF1A und ein Kurzspül ventil KS auf, wie es an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.
Die Ventilbaugruppe 14.2 weist hierbei ebenfalls ein Reservoirventil LFB auf, das dem Reservoir ventil VRE gemäß Figur 2 entspricht. Das Reservoirventil LFB ermöglicht es, den in der Stichleitung 9 stehenden Lack in ein Reservoir zu leiten, das aus einer Verbindungsleitung 28 und einer Molch leitung 29 besteht, wobei die Molchleitung 29 einen größeren Leitungsquerschnitt aufweist als die Verbindungsleitung 28. Die Molchleitung 29 führt zu einer nicht dargestellten Molchstation, die es ermöglicht, den in das Reservoir überführten Lack wieder in die Stichleitung 9 zurückzudrücken, wie es bereits vorstehend in Bezug auf Figur 2 beschrieben wurde.
Darüber hinaus weist die Ventilbaugruppe 14.2 noch Auswahlventile LVPLA, LVPLB, LSV auf, die es ermöglichen, das Spülmittel und die Pulsluft wahlweise in das Reservoir (d.h. die Verbindungslei tung 28 und die Molchleitung 29), in die Rückführung 19 oder zu dem Rotationszerstäuber 8 zu leiten.
11
] Im Folgenden wird nun das Flussdiagramm gemäß Figur 4 beschrieben, welches das erfindungsge mäße Betriebsverfahren gemäß der ersten Erfindungsvariante in schematischer Form zeigt.
In einem Schritt S1 wird der Lack in der Ringleitung 4 zirkuliert.
In einem Schritt S2 erfolgt dann eine Entnahme des Lacks aus der Ringleitung 4 in die Stichleitung 9 zu dem Rotationszerstäuber 8. Im nächsten Schritt S3 wird der Lack dann durch die Stichleitung 9 zu dem Rotationszerstäuber 8gefördert.
In einem Schritt S4 wird dann laufend überprüft, ob ein längerer Stillstand vorliegt, in dem der Ro tationszerstäuber 8 keinen Lack benötigt.
Falls dies der Fall ist, so wird der Lack in der Stichleitung 9 in einem Schritt S5 abwechselnd vorwärts und rückwärts bewegt, um ein Absetzen des Lack in der Stichleitung zu vermeiden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele be schränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs. Die Erfindung umfasst also verschiedene Erfindungsaspekte, die unabhängig voneinander Schutz genießen.
12
] Bezugszeichenliste:
1 Lackbehälter
2 Lack
3 Lackpumpe
4 Ringleitung
5 Steuereinheit für Lackpumpe
6 Rückleitungsventil
7 Steuereinheit für Rückleitungsventil
8 Rotationszerstäuber
9 Stichleitung
10 Ringleitungsentnahmestelle
11 Hauptventil im Rotationszerstäuber
12 Stichleitungsentnahmestelle
13 Luftpolster am Ende der Stichleitung
14 Farbwechsler
14.1, 14.2 Ventilbaugruppen des Farbwechslers
15 Beschichtungsmittelausgang des Farbwechslers
16 Spülmittelanschluss des Farbwechslers
17 Pulsluftanschluss des Farbwechslers
18 Rückführanschluss des Farbwechslers
19 Rückführung
20, 21 Molchleitungen 22, 23 Molchstationen
24, 25 Molche
26 Roboterarm
27 Dosierpumpe
28 Verbindungsleitung
29 Molchleitung
14.1, 14.2 Ventilbaugruppen des Farbwechslers Fl-Fn Farbventile des Farbwechslers
HNA Hauptnadelventil im Rotationszerstäuber
KS Kurzspülventil im Rotationszerstäuber
LFB Reservoirventil
LVPLA Auswahlventil LVPLB Auswahlventil
LSV Auswahlventil
PL Pulsluftventil
PLI Pulsluftventil RF1A Rückführventil im Rotationszerstäuber RF2 Rückführventil des Farbwechslers V Spülmittelventil des Farbwechslers
VRE Reservoirventil des Farbwechslers

Claims

Ansprüche
1. Farbversorgungssystem für eine Beschichtungsanlage, insbesondere für eine Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, mit a) einer Ringleitung (4) zur Zirkulation eines Beschichtungsmittels (2), insbesondere eines Lacks, b) einer Ringleitungsentnahmestelle (10) in der Ringleitung (4) zur Entnahme des Beschich tungsmittels (2) aus der Ringleitung (4), c) einem Verbraucher (8), insbesondere einem Zerstäuber (8), der mit dem Beschichtungsmit tel (2) versorgt wird, und d) einer Stichleitung (9), die von der Ringleitungsentnahmestelle (10) zu dem Verbraucher (8) führt, gekennzeichnet durch e) eine Einrichtung (3, 5, 13; 14-25) zum abwechselnden Vorwärts- und Rückwärtsbewegen des Beschichtungsmittels (2) in der Stichleitung (9), um ein Absetzen des Beschichtungsmit tels (2) in der Stichleitung (9) zu vermeiden.
2. Farbversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Verbraucher (8) das Beschichtungsmittel (2) an einer Stichleitungsentnahmestelle (12) aus der Stichleitung (9) entnimmt, b) dass die Stichleitung (9) stromabwärts hinter der Stichleitungsentnahmestelle (12) ge schlossen ist, und c) dass die Stichleitung (9) an ihrem Ende ein Polster (13) eines kompressiblen Mediums ent hält, insbesondere ein Luftpolster (13), das Druckstöße aus der Stichleitung (9) reflektiert und dadurch das in der Stichleitung (9) stehende Beschichtungsmittel (2) abwechselnd vor wärts und rückwärts bewegt, d) dass die Druckstöße in der Stichleitung (9) vorzugsweise durch einen Druckerzeuger (3) er zeugt werden, insbesondere durch eine Beschichtungsmittelpumpe (3), die das Beschich tungsmittel (2) durch die Ringleitung (4) pumpt, e) dass der Druckerzeuger (3) vorzugsweise von einer Steuereinheit (3) so angesteuert wird, dass der Druck in der Stichleitung (9) ruckartig schwankt, insbesondere durch abwechseln des Ein- und Ausschalten des Druckerzeugers (3), f) dass das Polster (13) im entspannten Zustand vorzugsweise ein Volumen aufweist, das 10%- 150%, 20%-130% oder 30%-110% des Volumens der Stichleitung (9) beträgt,
3. Farbversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Stichleitung (9) in eine Ventilanordnung (14) mündet, b) dass an die Ventilanordnung (14) ein Reservoir (20, 21; 28, 29) angeschlossen ist, c) dass die Ventilanordnung (14) ausgangsseitig mit dem Verbraucher (8) verbunden ist, d) dass die Ventilanordnung (14) in einer ersten Betriebsart das Beschichtungsmittel (2) aus der Stichleitung (9) zu dem Verbraucher (8) leitet, und e) dass die Ventilanordnung (14) in einer zweiten Betriebsart zum abwechselnden Vorwärts- und Rückwärtsbewegen des Beschichtungsmittels (2) in der Stichleitung (9) abwechselnd el) das Beschichtungsmittel (2) aus der Stichleitung (9) in das Reservoir (20, 21; 28, 29) leitet und e2) das Beschichtungsmittel (2) aus dem Reservoir (20, 21; 28, 29) zurück in die Stichlei tung (9) leitet.
4. Farbversorgungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Reservoir (20, 21; 28, 29) mindestens eine Molchleitung (20, 21; 29) aufweist, die einen verschiebbaren Molch (24, 25) enthält und von der Ventilanordnung (14) zu einer Molchstation (22, 23) führt, und b) dass die Molchstation (22, 23) den Molch (24, 25) zur Rückführung des Beschichtungsmit tels (2) aus der Molchleitung (20, 21) in die Stichleitung (9) von der Molchstation (22, 23) in Richtung der Ventilanordnung (14) bewegt.
5. Farbversorgungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Molchleitung (29) beidseitig in jeweils einer Molchstation endet, b) dass die Ventilanordnung (14) über eine Verbindungsleitung (28) mit der proximalen Molchstation verbunden ist, und c) dass die Verbindungsleitung (28) einen kleineren Leitungsquerschnitt hat als die Molchlei tung (29).
6. Farbversorgungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass an die Ven tilanordnung (14) zwei Molchleitungen (20, 21) angeschlossen sind, die jeweils ein Reservoir bil den und jeweils zu einer Molchstation (22, 23) führen.
7. Farbversorgungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Ventilanordnung (14) einen Farbwechsler (14) aufweist, der über jeweils eine
Stichleitung (9) an mehrere Ringleitungen (4) für unterschiedliche Beschichtungsmittel (2) angeschlossen ist, b) dass der Farbwechsler (14) vorzugsweise ein Linearfarbwechsler ist, der durch eine Linear bewegung von zwei Kupplungsteilen (14.1, 14.2) eine Farbauswahl vornimmt.
8. Farbversorgungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Ventilanordnung (14) einen Beschichtungsmittelausgang (15) aufweist, der mit dem Verbraucher (8) verbunden ist, und/oder b) dass die Ventilanordnung (14) einen Pulslufteingang (17) aufweist, um Pulsluft zuzuführen, und/oder c) dass die Ventilanordnung (14) an dem Pulslufteingang (17) ein steuerbares Pulsluftventil (PL) aufweist, um die Zufuhr der Pulsluft zu steuern, und/oder d) dass die Ventilanordnung (14) einen Spülmitteleingang (16) aufweist, um ein Spülmittel zu zuführen, und/oder e) dass die Ventilanordnung (14) an dem Spülmitteleingang (16) ein steuerbares Spülmittel ventil (V) aufweist, um die Zufuhr des Spülmittels zu steuern, und/oder f) dass die Ventilanordnung (14) einen Rückführanschluss (18) aufweist, um Medien in eine Rückführung (19) zurückzuführen, und/oder g) dass die Ventilanordnung (14) an dem Rückführanschluss (18) ein steuerbares Rückführven til (LRF2) aufweist, um die Rückführung zu öffnen oder zu schließen, und/oder h) dass die Ventilanordnung (14) einen Reservoiranschluss aufweist, an den das Reservoir an geschlossen ist, und/oder i) dass die Ventilanordnung (14) an dem Reservoiranschluss ein steuerbares Reservoirventil (LFB) aufweist, um den Beschichtungsmittelstrom (2) aus der Stichleitung (9) in das Reser voir und aus dem Reservoir in die Stichleitung (9) zu steuern, und/oder j) dass die Ventilanordnung (14) Auswahlventile (LVPLA, LVPLB, LSV) aufweist, um das Spül mittel und die Pulsluft wahlweise weiterzuleiten jl) durch den Reservoiranschluss in das Reservoir (20, 21; 28, 29) oder j2) durch den Rückführanschluss (18) in die Rückführung (19) oder j3) durch den Beschichtungsmittelausgang (15) zu dem Verbraucher (8).
9. Farbversorgungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Verbraucher (8) ein Zerstäuber (8) ist, insbesondere ein Rotationszerstäuber (8), der von einem mehrachsigen Lackierroboter bewegt wird, b) dass der Lackierroboter ein Knickarmroboter mit einem proximalen Roboterarm und einem distalen Roboterarm (26) ist, und c) dass die Ventilanordnung (14) in oder an dem proximalen Roboterarm oder dem distalen Roboterarm (26) angebracht ist.
10. Farbversorgungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Reservoir (20, 21; 28, 29) ein Volumen aufweist, das 10%-150%, 20%-130% oder 30%-110% des Volumens der Stichleitung (9) beträgt, und/oder b) dass zwischen der Ventilanordnung (14) und dem Verbraucher (8) eine Dosierpumpe (27) angeordnet ist.
11. Lackieranlage, insbesondere zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, mit ei nem Farbversorgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
12. Betriebsverfahren für ein Farbversorgungssystem für eine Beschichtungsanlage, insbeson dere für eine Lackieranlage zur Lackierung von Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen, insbesondere für ein Farbversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit den folgenden Schritten: a) Zirkulation eines Beschichtungsmittels (2) in einer Ringleitung (4), b) Entnahme des Beschichtungsmittels (2) aus der Ringleitung (4) an einer Ringleitungsentnah mestelle (10), und c) Weiterleitung des Beschichtungsmittels (2) von der Ringleitungsentnahmestelle (10) durch eine Stichleitung (9) zu einem Verbraucher (8), insbesondere zu einem Zerstäuber, gekennzeichnet durch folgende Schritte zum Verhindern eines Absetzens des Beschichtungsmit tels (2) in der Stichleitung (9): d) Abwechselnd Vorwärts- und Rückwärtsbewegen des in der Stichleitung (9) stehenden Be schichtungsmittels (2).
13. Betriebsverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, a) dass der Verbraucher (8) das Beschichtungsmittel (2) an einer Stichleitungsentnahmestelle (12) aus der Stichleitung (9) entnimmt, b) dass die Stichleitung (9) stromabwärts hinter der Stichleitungsentnahmestelle (12) ge schlossen ist, c) dass die Stichleitung (9) an ihrem Ende ein Polster (13) eines kompressiblen Mediums ent hält, insbesondere ein Luftpolster (13), und d) dass in der Stichleitung (9) Druckstöße erzeugt werden, die von dem Polster (13) am Ende der der Stichleitung (9) reflektiert werden und dadurch das in der Stichleitung (9) stehende Beschichtungsmittel (2) vorwärts und rückwärts bewegen.
14. Betriebsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Beschichtungsmittel (2) von einer Beschichtungsmittelpumpe (3) durch die Ringlei tung (4) gepumpt wird, und b) dass die Druckstöße in der Stichleitung (9) erzeugt werden, indem die Beschichtungsmittel pumpe (3) abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird.
15. Betriebsverfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Stichleitung (9) in eine Ventilanordnung (14) mündet, b) dass an die Ventilanordnung (14) ein Reservoir (20, 21; 28, 29) angeschlossen ist, c) dass die Ventilanordnung (14) ausgangsseitig mit dem Verbraucher (8) verbunden ist, d) dass die Ventilanordnung (14) in einer ersten Betriebsart das Beschichtungsmittel (2) aus der Stichleitung (9) zu dem Verbraucher (8) leitet, und e) dass die Ventilanordnung (14) in einer zweiten Betriebsart zum abwechselnden Vorwärts- und Rückwärtsbewegen des Beschichtungsmittels (2) in der Stichleitung (9) abwechselnd el) das Beschichtungsmittel (2) aus der Stichleitung (9) in das Reservoir (20, 21; 28, 29) leitet und e2) das Beschichtungsmittel (2) aus dem Reservoir (20, 21; 28, 29) zurück in die Stichlei tung (9) leitet.
16. Betriebsverfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, a) dass das Reservoir (20, 21; 28, 29) eine Molchleitung (20, 21; 28, 29) aufweist, die einen verschiebbaren Molch (24, 25) enthält und von der Ventilanordnung (14) zu einer Molchsta tion (22, 23) führt, und b) dass die Molchstation (22, 23) den Molch (24, 25) zur Rückführung des Beschichtungsmit tels (2) aus der Molchleitung (20, 21; 28, 29) in die Stichleitung (9) von der Molchstation (22, 23) in Richtung der Ventilanordnung (14) bewegt.
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