WO2015149936A1 - Beschichtungssystem und verfahren zum beschichten von gegenständen - Google Patents

Beschichtungssystem und verfahren zum beschichten von gegenständen Download PDF

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    • B08B9/055—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages using cleaning devices introduced into and moved along the pipes moved along the pipes by a fluid, e.g. by fluid pressure or by suction the cleaning devices conforming to, or being conformable to, substantially the same cross-section of the pipes, e.g. pigs or moles

Definitions

  • the invention relates to " a coating system for Beschich th objects with a coating material, with a) at least one material source for a coating material, which is fluidically connectable to an application device, b) a conveyor system, with which coating material via a conveying path in a return direction in the material source is recoverable back.
  • the invention relates to a method for coating objects, in which a) an article is coated with a coating material by means of an application device; b) the application device is supplied with the coating material from a material source; c) coating material after completion of the application procedure in a return direction in the Materialquel le is promoted back.
  • the application device which may be, for example, a Hochrotationszerstäuber in painting processes, supplied with a coating material which is applied to the object to be coated.
  • a coating material which is applied to the object to be coated.
  • other Beschxchtungsmaterialien can be applied with different application equipment, such as preservatives such as waxes, individual components of multi-component adhesives or possibly even highly viscous substances such as sealing materials.
  • the material-carrying channels and lines must be cleaned from the previously used paint, for which a detergent is conveyed through the corresponding channels and lines.
  • a detergent is conveyed through the corresponding channels and lines.
  • the so-called pigging technique is frequently used, in which the Beschxchtungsmaterialien or the detergent are pushed by means of pigs through the channels and lines.
  • the pig is reciprocated between two pig stations, one of which is located close to the application device and the other close to the changing device.
  • Air is also understood as such a foreign material.
  • Known color changers are fed from so-called ring lines. Especially in this case should be prevented that air bubbles get into a loop, otherwise a proper metering with predetermined amounts of material from this loop is difficult.
  • the object of the invention is therefore to provide a coating system and a method of the type mentioned at the outset, which take these ideas into account.
  • a detection device is present, by means of which can be determined whether coating material or a deviating material is present in a control section of the conveying path, and which generates a corresponding output signal.
  • the invention is based inter alia on the finding that it is already sufficient if it is possible to distinguish between coating material and "non-coating material" in order to take appropriate countermeasures by which contamination of the material source with other materials, in particular air, can be prevented , As will become clear below, it is not necessary to distinguish during detection whether air or a pig is present in the coating material.
  • the control section defines the area of the conveying path in which the present conveying material is checked.
  • an outlet line branches off from the conveying path in the return conveying direction in front of the material source, which can be opened or closed via a valve is, and the conveying path in the return direction behind the outlet line via a valve is releasable or closable.
  • the outlet line Via the outlet line, the volume of material to be returned can be diverted upstream of the material source if a deviating material has been detected.
  • the area with the deviating material and the volume following in the return direction are removed from the coating material via the outlet line.
  • the control section of the conveying path is preferably arranged in the return direction in front of the outlet line.
  • a control device is present which communicates with the detection direction and is set up such that it blocks the flow path in the direction of the material source when a material deviating from the coating material is detected. This initially ensures that no further material is conveyed into the material source.
  • control device is set up such that it blocks the flow path in the direction of the material source when the material deviating from the coating material reaches the outlet line. Normally, for structural reasons, a distance must remain between the control section and the outlet line, so that unproblematic coating material present in this section can still be conveyed in the direction of the material source until the dissimilar material reaches the outlet line.
  • control device depressurizes the delivery path after the blockage and then builds up a delivery pressure again. This first allows an analysis of whether it is is an air bubble or the like.
  • a pressure sensor is particularly advantageous, by means of which the pressure in the conveying path can be measured, which largely corresponds to the pressure at the branch to the outlet line. Depending on whether a pressure increase is registered or not, it can be determined, for example, whether an air bubble or a pig has been detected. This will be discussed in more detail below.
  • the conveyor system comprises a pig through which coating material can be conveyed at least over part of the conveying path between a first pig station and a second pig station.
  • the detection device comprises an ultrasonic sensor or an optical sensor.
  • the type of material detected can be determined more concretely.
  • FIG. 1 shows schematically the layout of a coating system according to a first embodiment, which comprises a changing device for coating material, which is connected to a piggable line, and a detection device by means of which a control section of the piggable conduit can be monitored for at least a material change within that control section, the color change system being in a return mode in which a coating material is forced back into the change device by means of a pig from the piggable conduit;
  • Figure 2 shows the coating system of Figure 1 with the pig in the control section;
  • FIG. 3 shows the color change system, wherein the pig is located in a pig station on the changing device
  • FIG. 3A shows an enlarged detail of the pig station with pig therein;
  • FIG. 3B shows a detail enlargement of the pig station without a pig corresponding to FIG. 3A;
  • FIG. 4 shows the coating system with an air bubble in the coating material
  • Figure 5 shows the color change system, the air bubble in the
  • FIG. 6 shows the coating system in which the coating material which comprises the air bubble is discharged from the system via a discharge line
  • FIG. 7 schematically shows the layout of a coating system according to a second exemplary embodiment, which comprises a second sensor.
  • 10 as a whole denotes a coating system for applying coating materials according to a first exemplary embodiment, which comprises an application device 12 which, for the sake of simplicity, is shown only in FIG.
  • the application device 12 can be, for example, a spray gun or a high-rotation atomizer, as is known per se.
  • the application device 12 is connected via a line 14 to an only schematically illustrated supply device, which is formed in the present embodiment as a changing device 16 for coating materials and in turn is fed from a plurality of material sources 18, as it is known per se.
  • a changing device 16 for coating materials and in turn is fed from a plurality of material sources 18, as it is known per se.
  • the materials offered by the ring lines 18.1 to 18.7 may be in addition to different coating materials, especially paints, also compressed air and detergent.
  • the changing device 16 is thus a color changing device.
  • the changing device 16 comprises in a known manner a generally designated VI valve device with a plurality of valves, which are controlled by a control device 20, so that the line 16 can optionally be fluidly connected to one of the existing ring lines 18.1 to 18.7.
  • the technology of such changing devices is well known and needs no further integration here. to judge.
  • the coating system 2 is operated in a manner also known per se using the pigging technique. Therefore, a first pig station 22 is arranged between the changing device 16 and the line 14, while in the vicinity of the application device 12 in the line 14, a second pig station 24 is present.
  • the first pig station 22 is referred to below as the start pig station and the second pig station 24 as the destination pig station, while maintaining the reference symbols.
  • the destination pig station 24 is shown for simplicity only in Figure 1 and very schematically; At the target pig station 24 existing supply lines for compressed air and detergent and discharges are not shown.
  • a conveying path 25 is formed by the line 14, the changing device 16, the starting pig station 22 and the destination pig station 24, through which the changing device 16 is fluidically connected to the application device 12.
  • the flow connection between the starting pig station 22 and the changing device 16 can be released or closed by means of a valve V2.
  • a pressure sensor 26 marked P by means of which the line pressure at the parking position 28 of a pig 30 in the starting pig station 22 is monitored.
  • the output signal of the pressure sensor 26 is transmitted to the control device 20 via a cable or radio link 32.
  • the pressure sensor 26 determines a pressure in the delivery path 25 which largely corresponds to the pressure at the branch to the outlet line 36.
  • the parking position 28 can be seen in FIGS. 3A and 3B; in this parking position 28, the pig 30 collides against Abutment element 34, which prevents further movement of the pig 30 in the direction of the changing device 16.
  • Abutment element 34 prevents further movement of the pig 30 in the direction of the changing device 16.
  • the flanks of the pig 30 can be rinsed, for which the starting pig station 22 has a detergent channel 38 which crosses the parking position 28. This is shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the target pig station 24 shown only schematically has a structure corresponding to that of the starting pig station 22, wherein a corresponding dump line branches off in the direction of the application device 12 behind the parking position for the pig 30.
  • a control section 42 of the conveying path 25, specifically the line 14 passes through a sensor region 44 of a detection device 46 which can at least detect in the sensor region 44 whether coating material or coating material is present in the control section 42 a different material is available.
  • a detection device 46 may be designed, for example, as an ultrasonic sensor 48.
  • the output signal of the ultrasonic sensor 48 is transmitted via a cable or radio link 50 to a control device, which is also the control device 20 in the present exemplary embodiment.
  • the pig 30 and the components required for the pigging technology thus form a conveyor system 51, by means of which coating material can be conveyed back into the material source 18 via the conveying path 25 in a return direction.
  • the return direction here defines the direction in the conveying path 25 to the material source 18.
  • the conveying path 25 is used both for the conveyance of coating material to the application device 12 and for the promotion of coating material back into one of the ring lines 18.1 to 18.7.
  • FIGS. 1 to 3 illustrate a back pressure operation in which no air bubble occurs in the paint material 52 in the conduit 14.
  • FIG. 1 shows a phase in which the pig 30 is in the line 14 on the way to the first pig station 22, wherein it pushes paint material 52 in the direction of the changing device 16 in front of him.
  • a rinsing agent 54 in the conduit 14, against which a thrust medium 56 in the form of compressed air 58 from the direction of the second pig station 24 presses.
  • the compressed air 58 pushes the rinsing agent 54, the pig 30 and the paint material 52 at a pressure of, for example, about 20 bar to the changing device 16.
  • the dump line 36 at the first pig station 22 is closed by the valve V3 and the flow path through the changing device 16 to the ring line 18.3 is released by the valve V2, so that paint material 42 is pushed back into the ring line 18.3.
  • the pig 30 enters the control section 42 of the line 14 in the sensor region 44, the sensor response of the ultrasonic sensor 48 changes and the output signal of the detection device 46 is responsible for that detects a different material from the coating material has been. As a result, it is registered by the control device 20 that there is no longer liquid material there.
  • control device 20 initially specifies that the flow path in the changing device 16 to the ring line 18.3 is closed and the flow path in the outlet line 30 remains closed, for which purpose the valves V2 and V3 responsible for this are actuated accordingly.
  • valves V2, V3 The activation of the valves V2, V3 is timed to the conveying speed in the line 14 and takes place when the sensor-triggering component has reached the outlet line 36. In the present case this is the case when the sensor-triggering component, the parking position 28 in the
  • Start pig station 22 has reached.
  • the longitudinal extension of the sensor-triggering component and thus their volume in the line 14 can be determined by the duration of the corresponding sensor response is correlated with the conveying speed.
  • the conveying speed is known for the respective different paints and can each be different, being of the order of magnitude of 2 m / s.
  • the sensor region 44 can also be displaceable along the line 14, so that the distance 40 between the starting pig station 22 and the sensor region 44 can be adjusted. This allows the system to be tailored to different coating materials with different rheological properties.
  • the pig 30 is the sensor-triggering component and provides the sensor response of the ultrasonic sensor 48.
  • the valves V2, V3 are thus switched in the moment in which the pig 30 arrives in its parking position 28 in the starting pig station 22, as shown in FIG shown in conjunction with FIG. 3A.
  • the system is initially depressurized by venting the conduit 14 through a vent valve at the target pig station 24. Then causes the controller 20, that by means of compressed air from the direction of the target pig station 24 again a delivery pressure in the conduit 14 is established.
  • the pig 30, as illustrated in FIG. 3A bears against the abutment element 34 in its parking position 28 in the starting pig station 22, it blocks the flow path and the pressure at the parking position 28 does not increase. This is registered by the pressure sensor 26 or by the control device 20 ⁇ converted into the information that the pig is in the parking position thirtieth In the- In this case, the paint material 52 is as far as possible pushed back into the ring line 18.3 and a color change can be initiated.
  • FIGS. 4 to 6 the sequence is shown when an air bubble 60 is carried along in the paint material 52 and conveyed together with the paint material 52 in the direction of the changing device 16, wherein the flow path into the changing device 16 is free and closed into the dump line 36 is.
  • the air bubble 60 describes by way of example a region deviating from the coating material 52, which is carried along by the coating material 52 to be returned.
  • the air bubble 60 is still in the direction of movement in front of the sensor region 44. If the air bubble 60, as shown in FIG. 5, then reaches the sensor region 44, the output signal of the ultrasonic sensor 48 changes again and the control device 20 registers that There is no liquid material left.
  • the sensor-triggering component in this case is thus the air bubble 60.
  • control device 20 specifies that the flow path in the changing device 16 to the ring line 18.3 closed and the flow path in the
  • Dump line 36 remains shot.
  • the responsible valves V2 and V3 are controlled accordingly when the air bubble 600 as a sensor-triggering component the
  • the line 14 is in turn first vented in the manner described above and thereby depressurized. Then causes the controller 20 that by means of compressed air from the direction of the target pig station 24 again pressure on the detergent 54 is given in the line 14.
  • the pig 30 has not yet reached its parking position in the starting pig station, but presses against the material in the line 14 towards the start pig station 22.
  • the pressure at the parking position 28 in the starting pig station 22 now increases. This is detected by the pressure sensor 26 or by the control device 20 and converted into the information that no Pig 30 in the
  • the controller 20 causes the dump line 36 to be opened by the valve V3, so that the paint material 52 comprising the air bubble 60 is removed from the system via the dump line 36.
  • control device 20 Upon renewed pressurization, the control device 20 thus again recognizes, based on the constant pressure at the parking position 28 of the starting pig station 22, that the pig 44 was the sensor-triggering component and the back-pressure process is completed.
  • optical sensor systems may also be considered as an alternative to the ultrasonic sensor 48.
  • light from a light source can pass through an entrance window in the lateral surface of the line 14 into the control section 42 coupled and transmitted or reflected radiation using a detector unit are evaluated. If transmitted radiation is to be detected, an exit window for radiation is provided in the control section 42 of the line 14 corresponding to the entry window in the lateral surface. Depending on the detected radiation, it may then even be possible to determine specifically specifically whether paint, rinsing agent, a pig or an air bubble is located in the control section 42 in the sensor region 44.
  • FIG. 7 shows, as a second exemplary embodiment, a modified coating system 10, in which the detection device 46 as the sole difference comprises a second sensor region 62 adjacent to the sensor region 44, through which a second control section 64 of the line 14 passes, which in turn uses a second control section 64 in this embodiment Ultrasonic sensor 66 is monitored, which transmits its output signal via a cable or radio link 68 to the control device 20.
  • the second sensor region 62 is located at a distance 70 from the starting pig station 22, which differs from the distance 40 relative to the now first sensor region 44.
  • one or the other sensor area 44 or 62 can now be used for monitoring the return operation.

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Abstract

Ein Beschichtungssystem zum Beschichten von Gegenständen mit einem Beschichtungsmaterial umfasst wenigstens eine Materialquelle (18) für ein Beschichtungsmaterial (52), welche fluidisch mit einer Applikationseinrichtung (12) verbindbar ist. Mit einem Fördersystem (51) ist Beschichtungsmaterial (52) über einen Förderweg (25) in einer Rückförderrichtung in dessen Materialquelle (18) zurück förderbar. Mittels einer Detektionseinrichtung (46) ist ermittelbar, ob Beschichtungsmaterial (52) oder ein davon abweichendes Material in einem Kontrollabschnitt (42) des Förderweges (25) vorhanden ist, wobei die Detektionseinrichtung (46) ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt. Außerdem ist ein Verfahren zum Beschichten von Gegenständen angegeben, bei welchem beim Zurückfördern von Beschichtungsmaterial (52) in dessen Materialquelle (18) ermittelt wird, ob das rückzufördernde Beschichtungsmaterial (52) Bereiche (60) aus von dem Beschichtungsmaterial (52) abweichendem Material mit sich führt.

Description

Beschichtungssystem und Verfahren
Beschichten von Gegenständen
Die Erfindung betrifft "ein Beschichtungssystem zum Beschich ten von Gegenständen mit einem Beschichtungsmaterial, mit a) wenigstens einer Materialquelle für ein Beschichtungsmaterial, welche fluidisch mit einer Applikationseinrichtung verbindbar ist, b) einem Fördersystem, mit welchem Beschichtungsmaterial über einen Förderweg in einer Rückförderrichtung in dessen Materialquelle zurück förderbar ist.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Beschichten von Gegenständen, bei welchem a) ein Gegenstand mit Hilfe einer Applikationseinrichtung mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet wird; b) die Applikationseinrichtung aus einer Materialquelle mit dem Beschichtungsmaterial versorgt wird; c) Beschichtungsmaterial nach Abschluss des Applikationsvor gangs in einer Rückförderrichtung in dessen Materialquel le zurück gefördert wird.
Bei vom Markt her bekannten Beschichtungssystemen der eingangs genannten Art wird die Applikationseinrichtung, bei der es sich bei Lackiervorgängen beispielsweise um einen Hochrotationszerstäuber handeln kann, mit einem Beschichtungsmaterial versorgt, welches auf den zu beschichtenden Gegenstand appliziert wird. Neben Lacken können auch andere Beschxchtungsmaterialien mit unterschiedlichen Applikationseinrichtungen aufgetragen werden, beispielsweise Konservierungsmittel wie Wachse, Einzelkomponenten von Mehrkomponenten-Klebstoffen oder gegebenenfalls sogar hochviskose Stoffe wie Dichtungsmaterialien.
Beispielsweise wird im Falle einer Lackieranlage eine Wechseleinrichtung für Beschxchtungsmaterialien, d.h. dann also eine Farbwechseleinrichtung, eingesetzt, wenn es im normalen Betrieb häufiger vorkommt, dass für die Beschichtung eines Gegenstandes ein anderer Lack verwendet werden soll als derjenige Lack, mit welchem ein vorhergehender Gegenstand lackiert wurde.
Bei einem Farbwechsel müssen die Material führenden Kanäle und Leitungen von dem zuvor genutzten Lack gereinigt werden, wozu ein Spülmittel durch die entsprechenden Kanäle und Leitungen gefördert wird. Um Lackverluste und die benötigten Spülmittelmengen möglichst gering zu halten, wird häufig die so genannte Molchtechnik eingesetzt, bei welcher die Beschxchtungsmaterialien oder das Spülmittel mit Hilfe von Molchen durch die Kanäle und Leitungen geschoben werden.
Hierbei wird der Molch zwischen zwei Molchstationen hin- und herbewegt, von denen eine nahe an der Applikationseinrichtung und die andere nahe an der Wechseleinrichtung angeordnet ist.
Insbesondere hat es sich etabliert, dass nicht appliziertes Beschichtungsmaterial , welches sich noch in den Leitungen zur Applikationseinrichtung befindet, wieder in seine Materialquelle zurückgefördert wird, um die Lackverluste weiter zu minimieren.
Hierbei ist es jedoch von großer Bedeutung, dass keine
Fremdmaterialien in die Materialquelle gelangen. Vorliegend wird auch Luft als ein solches Fremdmaterial verstanden. Bekannte Farbwechsler werden aus so genannten Ringleitungen gespeist. Besonders in diesem Fall soll verhindert werden, dass Luftblasen in eine Ringleitung gelangen, da ansonsten eine einwandfreie Zudosierung mit vorgegebenen Materialmengen aus dieser Ringleitung erschwert ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Beschich- tungssystem und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welche diesen Gedanken Rechnung tragen.
Diese Aufgabe wird bei einen Beschichtungssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass c) eine Detektionseinrichtung vorhanden ist, mittels welcher ermittelbar ist, ob Beschichtungsmaterial oder ein davon abweichendes Material in einem Kontrollabschnitt des Förderweges vorhanden ist, und welche ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt.
Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zu Grunde, dass es bereits ausreicht, wenn zwischen Beschichtungsmaterial und "Nicht-Beschichtungsmaterial " unterschieden werden kann, um entsprechende Gegenmaßnahmen zu ergreifen, durch die eine Kontamination der Materialquelle mit anderen Materialien, insbesondere Luft, verhindert werden kann. Wie weiter unten noch deutlich wird, muss bei der Detektion nicht unterschieden werden, ob Luft oder ein Molch in dem Beschichtungsmaterial vorliegt. Der Kontrollabschnitt definiert dabei den Bereich des Förderweges, in dem das vorliegende Fördermaterial überprüft wird.
Es vor allem günstig, wenn von dem Förderweg in Rückförderrichtung vor der Materialquelle eine Auslassleitung abzweigt, welche über ein Ventil freigebbar oder verschließbar ist, und der Förderweg in Rückförderrichtung hinter der Auslassleitung über ein Ventil freigebbar oder verschließbar ist. Über die Auslassleitung kann das rückzuführende Materialvolumen vor der Materialquelle abgeleitet werden, wenn ein abweichendes Material detektiert wurde. In der Regel werden der Bereich mit dem abweichenden Material und das in Rückförderrichtung folgende Volumen aus dem Beschichtungsmateri- al über die Auslassleitung abgeführt.
Vorzugsweise ist der Kontrollabschnitt des Förderweges in Rückförderrichtung vor der Auslassleitung angeordnet.
Bevorzugt ist eine Steuereinrichtung vorhanden, welche mit der Detektionsexnrichtung kommuniziert und derart eingerichtet ist, dass sie den Strömungsweg in Richtung auf die Materialquelle sperrt, wenn ein von Beschichtungsmaterial abweichendes Material detektiert wird. Damit ist zunächst sichergestellt, dass kein weiteres Material in die Materialquelle gefördert wird.
Es ist ferner günstig, wenn die Steuereinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie den Strömungsweg in Richtung auf die Materialquelle dann sperrt, wenn dass von Beschichtungsmaterial abweichende Material die Auslassleitung erreicht. Normalerweise muss aus bautechnischen Gründen eine Wegstrecke zwischen dem Kontrollabschnitt und der Auslassleitung verbleiben, so dass in dieser Wegstrecke vorhandenes, unproblematisches Beschichtungsmaterial noch in Richtung auf die Materialquelle gefördert werden kann, bis das abweichende Material zu der Auslassleitung gelangt.
Es ist für den Ablauf günstig, wenn die Steuereinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie den Förderweg nach der Sperrung druckentlastet und sodann erneut einen Förderdruck aufbaut. Dies ermöglicht zunächst eine Analyse, ob es sich um eine Luftblase oder dergleichen handelt.
Hierfür ist ein Drucksensor besonders vorteilhaft, mittels welchem der Druck im Förderweg messbar ist, der weitgehend dem Druck an der Verzweigung zur Auslassleitung entspricht. Abhängig davon, ob ein Druckanstieg registriert wird oder nicht, kann zum Beispiel darauf rückgeschlossen werden, ob eine Luftblase oder ein Molch erfasst wurde. Hierauf wird weiter unten nochmals im Detail eingegangen.
Es ist von Vorteil, wenn das Fördersystem einen Molch umfasst, durch welchen Beschichtungsmaterial zumindest über einen Teil des Förderweges zwischen einer ersten Molchstation und einer zweiten Molchstation förderbar ist.
Vorzugsweise umfasst die Detektionseinrichtung einen Ultraschallsensor oder einen optischen Sensor. In letzterem Fall kann gegebenenfalls die Art des detektieren Materials konkreter ermittelt werden.
Die oben genannte Aufgabe wird bei dem Verfahren der eingangs genanten Art dadurch gelöst, dass d) beim Zurückfördern ermittelt wird, ob das rückzufördernde Beschichtungsmaterial Bereiche aus von dem Beschichtungsmaterial abweichendem Material mit sich führt.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 schematisch das Layout eines Beschichtugnssystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, welches eine Wechselvorrichtung für Beschichtungsmaterial, die mit einer molchbaren Leitung verbunden ist, und eine Detektionseinrichtung umfasst, mittels welcher ein Kontrollabschnitt der molchbaren Leitung zumindest auf eine Materialänderung innerhalb dieses Kontrollabschnitts überwacht werden kann, wobei das Farbwechselsystem sich in einem Rück- drückmodus befindet, in dem ein Beschichtungmaterial mit Hilfe eines Molchs aus der molchbaren Leitung zurück in die Wechselvorrichtung gedrückt wird; Figur 2 das Beschichtungssystem von Figur 1, wobei sich der Molch in dem Kontrollabschnitt befindet;
Figur 3 das Farbwechselsystem, wobei sich der Molch in einer Molchstation an der Wechselvorrichtung befin- det;
Figur 3A eine Detailvergrößerung der Molchstation mit darin befindlichem Molch; Figur 3B eine der Figur 3A entsprechende Detailvergrößerung der Molchstation ohne Molch;
Figur 4 das Beschichtungssystem mit einer Luftblase im Be- schichtungsmaterial ;
Figur 5 das Farbwechselsystem, wobei die Luftblase in den
Kontrollabschnitt gelangt ist;
Figur 6 das Beschichtungssystem, bei dem das Beschich- tungsmaterials , das die Luftblase umfasst, über eine Ablassleitung aus dem System abgegeben wird;
Figur 7 schematisch das Layout eines Beschichtungssystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches einen zweiten Sensor umfasst. Zunächst wird auf Figur 1 Bezug genommen. Dort ist mit 10 insgesamt ein Beschichtungssystem zum Applizieren von Be- schichtungsmaterialien gemäß einem ersten Ausführungsbei- spiel bezeichnet, welches eine Applikationseinrichtung 12 umfasst, die der Einfachheit halber nur in Figur 1 gezeigt ist. Vorliegend wird beispielhaft ein Beschichtungssystem 10 für Lacke beschrieben. In diesem Fall kann die Applikationseinrichtung 12 beispielsweise eine Spritzpistole oder ein Hochrotationszerstäuber sein, wie es an und für sich bekannt ist .
Die Applikationseinrichtung 12 ist über eine Leitung 14 mit einer nur schematisch veranschaulichten Versorgungseinrichtung verbunden, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel als Wechselvorrichtung 16 für Beschichtungsmaterialien ausgebildet ist und ihrerseits aus mehreren Materialquellen 18 gespeist wird, wie es an und für sich bekannt ist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel gibt es sieben Ringleitungen 18'.1 bis 18.7, es können jedoch auch weniger oder auch beträchtlich mehr solcher Ringleitungen vorhanden sein, deren Anzahl durchaus bei 50 oder mehr liegen kann. Bei den durch die Ringleitungen 18.1 bis 18.7 angebotenen Materialien kann es sich neben unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien, insbesondere Lacken, auch um Druckluft und Spülmittel handeln. Bei der Applikation von Lacken ist die Wechselvorrichtung 16 somit eine Farbwechseleinrichtung.
Die Wechselvorrichtung 16 umfasst in bekannter Art und Weise eine insgesamt mit VI bezeichnete Ventileinrichtung mit mehreren Ventilen, die über eine Steuereinrichtung 20 angesteuert werden, so dass die Leitung 16 wahlweise fluidisch mit einer der vorhandenen Ringleitungen 18.1 bis 18.7 verbunden werden kann. Die Technik solcher Wechselvorrichtungen ist hinreichend bekannt und braucht hier nicht weiter zu inte- ressieren .
Das Beschichtungssystem 2 wird in ebenfalls an und für sich bekannter Weise unter Verwendung der Molchtechnik betrieben. Daher ist zwischen der Wechselvorrichtung 16 und der Leitung 14 eine erste Molchstation 22 angeordnet, während in naher Nachbarschaft an der Applikationseinrichtung 12 in der Leitung 14 eine zweite Molchstation 24 vorhanden ist. Die erste Molchstation 22 wird nachfolgend Startmolchstation und die zweite Molchstation 24 Zielmolchstation unter Beibehaltung der Bezugszeichen bezeichnet. Auch die Zielmolchstation 24 ist der Einfachheit halber nur in Figur 1 und stark schematisch gezeigt; an der Zielmolchstation 24 vorhandene Zuleitungen für Druckluft und Spülmittel sowie Ableitungen sind nicht dargestellt. Insgesamt ist durch die Leitung 14, die Wechselvorrichtung 16, die Startmolchstation 22 und die Zielmolchstation 24 ein Förderweg 25 ausgebildet, durch welchen die Wechseleinrichtung 16 fluidisch mit der Applikationseinrichtung 12 verbunden ist.
Die Strömungsverbindung zwischen der Startmolchstation 22 und der Wechselvorrichtung 16 kann mittels eines Ventils V2 freigegeben oder verschlossen werden. In der Startmolchstation 22 an der Wechselvorrichtung 16 ist ein mit P gekennzeichneter Drucksensor 26 vorhanden, mittels welchem der Leitungsdruck an der Parkposition 28 eines Molches 30 in der Startmolchstation 22 überwacht wird. Das Ausgangssignal des Drucksensors 26 wird über eine Kabel- oder Funkverbindung 32 an die Steuereinrichtung 20 übermittelt. Allgemein ausgedrückt wird mit dem Drucksensor 26 ein Druck im Förderweg 25 ermittelt, der weitgehend dem Druck an der Verzweigung zur Auslassleitung 36 entspricht.
Die Parkposition 28 ist in den Figuren 3A und 3B zu erkennen; in dieser Parkposition 28 stößt der Molch 30 gegen ein Anlageelement 34 an, welches eine weitere Bewegung des Molches 30 in Richtung auf die Wechselvorrichtung 16 verhindert. Zwischen der Parkposition 28 und der Wechselvorrichtung 16 geht von der Startmolchstation 22 eine Auslassleitung ab, welche nachfolgend in gängiger Weise als Dumpleitung 36 bezeichnet wird und über ein Ventil V3 freigegeben oder verschlossen werden kann.
In der Parkposition 28 können die Flanken des Molches 30 gespült werden, wozu die Startmolchstation 22 einen Spülmittelkanal 38 aufweist, welcher die Parkposition 28 kreuzt. Dies zeigen Figuren 3A und 3B. Wenn Spülmittel durch die Spülleitung 38 strömt und der Molch 30 sich in der Parkposition 26 befindet, umspült das Spülmittel dessen Flanken. Die nur schematisch gezeigte Zielmolchstation 24 hat einen Aufbau, der dem der Startmolchstation 22 entspricht, wobei eine entsprechende Dumpleitung in Richtung auf die Applikationseinrichtung 12 hinter der Parkposition für den Molch 30 abzweigt .
In einem Abstand 40 von der Startmolchstation 22 verläuft ein Kontrollabschnitt 42 des Förderweges 25, vorliegend konkret der Leitung 14, durch einen Sensorbereich 44 einer De- tektionseinrichtung 46, die in dem Sensorbereich 44 zumindest erfassen kann, ob in dem Kontrollabschnitt 42 Beschich- tungsmaterial oder ein davon abweichendes Material vorhanden ist. Eine solche Detektionseinrichtung 46 kann beispielsweise als Ultraschallsensor 48 konzipiert sein. Das Ausgangssignal des Ultraschallsensors 48 wird über eine Kabel- oder Funkverbindung 50 an eine Steuereinrichtung übermittelt, bei der es sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls um die Steuereinrichtung 20 handelt.
Wie eingangs erläutert wurde, wird bei einem Wechsel des Be- schichtungsmaterials das noch in der Leitung 14 befindliche Beschichtungsmaterial über die Wechselvorrichtung 16 zurück in die zugehörige Ringleitung 18 gedrückt, damit möglichst wenig Beschichtungsmaterial verloren geht. Allgemein ausgedrückt bilden der Molch 30 und die für die Molchtechnik notwendigen Komponenten somit ein Fördersystem 51, mittels welchem Beschichtungsmaterial über den Förderweg 25 in einer Rückförderrichtung in dessen Materialquelle 18 zurück gefördert werden kann. Die Rückförderrichtung definiert hierbei die Richtung im Förderweg 25 auf die Materialquelle 18 zu. Beim vorliegend erläuterten Ausführungsbeispiel wird der Förderweg 25 sowohl für die Förderung von Beschichtungsmaterial hin zur Applikationseinrichtung 12 als auch für die Förderung von Beschichtungsmaterial zurück in eine der Ringleitungen 18.1 bis 18.7 genutzt. Gegebenenfalls kann es für die beiden Förderrichtungen jedoch auch separate oder zumindest nur teilweise überlappende Förderwege geben.
Das Zurückdrücken von Beschichtungsmaterial bei dem Be- schichtungssystem 12 wird nun anhand der Figuren 1 bis 6 erläutert :
Als Ausgangssituation sei angenommen, dass ein Applikationsvorgang mit einem bestimmten Beschichtungsmaterial 52, vorliegend einem Lackmaterial, aus der Ringleitung 18.3, abgeschlossen wurde. Während der Applikation war der Molch 30 in der zweiten Molchstation 24 an der Applikationseinrichtung 12 aufgenommen. Zunächst wird nun auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen, welche einen Zurückdrückvorgang veranschaulichen, bei dem keine Luftblase in dem Lackmaterial 52 in der Leitung 14 auftritt.
In Figur 1 ist eine Phase gezeigt, in der sich der Molch 30 in der Leitung 14 auf dem Weg zur ersten Molchstation 22 befindet, wobei er Lackmaterial 52 in Richtung auf die Wechselvorrichtung 16 vor sich herschiebt. In Bewegungsrichtung hinter dem Molch 30 befindet sich ein Spülmittel 54 in der Leitung 14, gegen welches ein Schubmedium 56 in Form von Druckluft 58 aus Richtung der zweiten Molchstation 24 andrückt. Die Druckluft 58 schiebt das Spülmittel 54, den Molch 30 und das Lackmaterial 52 mit einem Druck von beispielsweise etwa 20 bar zur Wechselvorrichtung 16.
Die Dumpleitung 36 an der ersten Molchstation 22 ist durch das Ventil V3 geschlossen und der Strömungsweg durch die Wechselvorrichtung 16 zu der Ringleitung 18.3 ist durch das Ventil V2 freigegeben, so dass Lackmaterial 42 in die Ringleitung 18.3 zurückdrückt wird.
Wenn nun, wie es in Figur 2 gezeigt ist, der Molch 30 in den Kontrollabschnitt 42 der Leitung 14 im Sensorbereich 44 gelangt, ändert sich die Sensorantwort des Ultraschallsensors 48 und das Ausgangssignal der Detektionseinrichtung 46 steht dafür, dass ein von dem Beschichtungsmaterial abweichendes Material detektiert wurde. Hierdurch wird von der Steuereinrichtung 20 registriert, dass dort nun kein flüssiges Material mehr vorliegt.
In diesem Fall gibt die Steuereinrichtung 20 zunächst vor, dass der Strömungsweg in die Wechselvorrichtung 16 zu der Ringleitung 18.3 geschlossen wird und der Strömungsweg in die Auslassleitung 30 geschlossen bleibt, wozu die hierfür verantwortlichen Ventile V2 und V3 entsprechend angesteuert werden .
Das Ansteuern der Ventile V2 , V3 ist zeitlich auf die Fördergeschwindigkeit in der Leitung 14 abgestimmt und erfolgt dann, wenn die sensorauslösende Komponente die Auslassleitung 36 erreicht hat. Vorliegend ist dies der Fall, wenn die sensorauslösende Komponente die Parkposition 28 in der
Startmolchstation 22 erreicht hat. Die Längserstreckung der sensorauslösenden Komponente und damit deren Volumen in der Leitung 14 kann ermittelt werden, indem die Dauer der entsprechenden Sensorantwort mit der Fördergeschwindigkeit korreliert wird. Die Fördergeschwindigkeit ist für die jeweiligen verschiedenen Lacke bekannt und kann jeweils unterschiedlich ausfallen, wobei sie in der Größenordnung von 2 m/s liegt.
Gegebenenfalls kann der Sensorbereich 44 auch entlang der Leitung 14 verschiebbar sein, so dass der Abstand 40 zwischen der Startmolchstation 22 und dem Sensorbereich 44 eingestellt werden kann. Hierdurch kann das System auf verschiedene Beschichtungsmaterialien mit unterschiedlichen rheologischen Eigenschaften abgestimmt werden.
Vorliegend ist also der Molch 30 die sensorauslösende Komponente und sorgt für die Sensorantwort des Ultraschallsensors 48. Die Ventile V2 , V3 werden folglich in dem Moment geschaltet, in dem der Molch 30 in seine Parkposition 28 in der Startmolchstation 22 gelangt, wie es in Figur 3 in Verbindung mit Figur 3A gezeigt ist.
Dann wird das System zunächst druckentlastet, indem die Leitung 14 durch ein Entlüftungsventil an der Zielmolchstation 24 entlüftet wird. Sodann bewirkt die Steuereinrichtung 20, dass mittels Druckluft aus Richtung der Zielmolchstation 24 erneut ein Förderdruck in der Leitung 14 aufgebaut wird.
Da der Molch 30 nun jedoch, wie es Figur 3A veranschaulicht, in seiner Parkposition 28 in der Startmolchstation 22 gegen das Anlageelement 34 anliegt, blockiert dieser den Strömungsweg und der Druck an der Parkposition 28 erhöht sich nicht. Dies wird von dem Drucksensor 26 bzw. von der Steuer¬ einrichtung 20 erfasst und in die Information umgewandelt, dass der Molch 30 sich in der Parkposition befindet. In die- sem Fall ist das Lackmaterial 52 soweit möglich in die Ringleitung 18.3 zurückgedrückt und ein Farbwechsel kann eingeleitet werden.
In den Figuren 4 bis 6 ist nun der Ablauf gezeigt, wenn in dem Lackmaterial 52 eine Luftblase 60 mitgeführt und zusammen mit dem Lackmaterial 52 in Richtung auf die Wechselvorrichtung 16 gefördert wird, wobei der Strömungsweg in die Wechselvorrichtung 16 frei und in die Dumpleitung 36 geschlossen ist. Die Luftblase 60 beschreibt beispielhaft einen Bereich aus von dem Beschichtungsmaterial 52 abweichendem Material, der von dem zurückzufördernden Beschichtungsmaterial 52 mitgeführt wird.
In Figur 4 befindet sich die Luftblase 60 noch in Bewegungsrichtung vor dem Sensorbereich 44. Wenn die Luftblase 60, wie es in Figur 5 gezeigt ist, dann den Sensorbereich 44 erreicht, ändert sich wieder das Ausgangssignal des Ultraschallsensors 48 und die Steuereinrichtung 20 registriert, dass dort nun kein flüssiges Material mehr vorliegt. Die sensorauslösende Komponente ist in diesem Fall also die Luftblase 60.
Auch in diesem Fall gibt die Steuereinrichtung 20 vor, dass der Strömungsweg in die Wechselvorrichtung 16 zu der Ringleitung 18.3 geschlossen und der Strömungsweg in die
Dumpleitung 36 geschossen bleibt. Hierzu werden die verantwortlichen Ventile V2 und V3 entsprechend angesteuert, wenn die Luftblase 600 als sensorauslösende Komponente die
Parkposition 28 in der Startmolchstation 22 erreicht hat.
Die Leitung 14 wird wiederum zunächst in der oben erläuterten Weise entlüftet und dadurch druckentlastet. Dann bewirkt die Steuereinrichtung 20, dass mittels Druckluft aus Richtung der Zielmolchstation 24 erneut Druck auf das Spülmittel 54 in der Leitung 14 gegeben wird.
Der Molch 30 hat seine Parkposition in der Startmolchstation jedoch noch nicht erreicht, sondern drückt in der Leitung 14 gegen das Material in Richtung auf die Startmolchstation 22 an. Da der Molch 30 also keine Strömung von Lackmaterial 52 blockiert, erhöht sich nun der Druck an der Parkposition 28 in der Startmolchstation 22. Dies wird von dem Drucksensor 26 bzw. von der Steuereinrichtung 20 erfasst und in die In- formation umgewandelt, dass sich kein Molch 30 in der
Parkposition befindet.
In diesem Fall veranlasst die Steuereinrichtung 20, dass die Dumpleitung 36 durch das Ventil V3 geöffnet wird, so dass das die Luftblase 60 umfassende Lackmaterial 52 über die Dumpleitung 36 aus dem System entfernt wird.
Wenn nun der Molch 30 in den Sensorbereich 44 gelangt, erfolgt ein entsprechender Vorgang, wie er oben zu den Figuren 1 bis 3 erläutert wurde, wobei zunächst die Dumpleitung 36 geschlossen wird und der Strömungsweg in die Wechselvorrichtung 16 geschlossen bleibt, wenn der Molch 30 als sensorauslösende Komponente zur Parkposition 28 in der Startmolchstation 22 gelangt.
Bei der erneuten Druckbeaufschlagung erkennt die Steuereinrichtung 20 folglich wieder anhand des gleich bleibenden Druckes an der Parkposition 28 der Startmolchstation 22, dass der Molch 44 die sensorauslösende Komponente war und der Rückdrückprozess wird abgeschlossen.
Alternativ zu dem Ultraschallsensor 48 kommen gegebenenfalls auch optische Sensorsysteme in Betracht. Beispielsweise kann Licht aus einer Lichtquelle durch ein Eintrittsfenster in der Mantelfläche der Leitung 14 in den Kontrollabschnitt 42 eingekoppelt und Durchtritts- oder Reflexionsstrahlung mit Hilfe eine Detektoreinheit ausgewertet werden. Wenn Durchtrittsstrahlung erfasst werden soll, ist in dem Kontrollabschnitt 42 der Leitung 14 entsprechend gegenüber des Ein- trittsfensters in der Mantelfläche ein Austrittsfenster für Strahlung vorgesehen. Abhängig von der erfassten Strahlung kann dann gegebenenfalls sogar spezifisch ermittelt werden, ob sich Lack, Spülmittel, ein Molch oder eine Luftblase in dem Kontrollabschnitt 42 im Sensorbereich 44 befindet.
Figur 7 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel ein abgewandeltes Beschichtungssystem 10, bei dem als einzigen Unterschied die Detektionseinrichtung 46 neben dem Sensorbereich 44 einen zweiten Sensorbereich 62 umfasst, durch den ein zweiter Kontrollabschnitt 64 der Leitung 14 hindurch läuft, der seinerseits bei diesem Ausführungsbeispiel mit Hilfe eines zweiten Ultraschallsensor 66 überwacht wird, der sein Ausgangssignal über eine Kabel- oder Funkverbindung 68 an die Steuereinrichtung 20 übermittelt. Der zweite Sensorbereich 62 befindet sich in einem Abstand 70 von der Startmolchstation 22 entfernt, der sich von dem Abstand 40 bezogen auf den nun ersten Sensorbereich 44 unterschiedet.
Abhängig von der Art und den Eigenschaften des Lackmaterials 52 in der Leitung 14 kann nun der eine oder der andere Sensorbereich 44 oder 62 für die Überwachung des Rückdrückvorganges herangezogen werden.

Claims

Patentansprüche
1. BeschichtungsSystem zum Beschichten von Gegenständen mit einem Beschichtungsmaterial , mit a) wenigstens einer Materialquelle (18) für ein Beschichtungsmaterial (52), welche fluidisch mit einer Applikationseinrichtung (12) verbindbar ist; b) einem Fördersystem (51), mit welchem Beschichtungsmaterial (52) über einen Förderweg (25) in einer Rückförderrichtung in dessen Materialquelle (18) zurück förderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass c) eine Detektionseinrichtung (46) vorhanden ist, mittels welcher ermittelbar ist, ob Beschichtungsmaterial (52) oder ein davon abweichendes Material in einem Kontrollabschnitt (42) des Förderweges (25) vorhanden ist, und welche ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt .
2. Beschichtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Förderweg (25) in Rückförderrichtung vor der Materialquelle (18) eine Auslassleitung (36) abzweigt, welche über ein Ventil (V3) freigebbar oder verschließbar ist, und der Förderweg (25) in Rückf rderrichtung hinter der Auslassleitung (36) über ein Ventil (V2) freigebbar oder verschließbar ist.
3. Beschichtungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrollabschnitt (42) des Förderweges (25) in Rückförderrichtung vor der Auslassleitung (36) angeordnet ist.
4. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung (20) vorhanden ist, welche mit der Detektionseinrichtung (46) kommuniziert und derart eingerichtet ist, dass sie den Strömungsweg in Richtung auf die Materialquelle (18) sperrt, wenn ein von Beschichtungsmaterial (52) abweichendes Material detektiert wird.
5. Beschichtungssystem nach Anspruch 4 unter Rückbezug auf Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) derart eingerichtet ist, dass sie den Strömungsweg in Richtung auf die Materialquelle (18) dann sperrt, wenn dass von Beschichtungsmaterial (52) abweichende Material die Auslassleitung (36) erreicht.
6. Beschichtungssystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (20) derart eingerichtet ist, dass sie den Förderweg (25) nach der Sperrung druckentlastet und sodann erneut einen Förderdruck aufbaut.
7. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 4 bis 6 unter Rückbezug auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drucksensor (26) vorhanden ist, mittels welchem der Druck im Förderweg messbar ist, der weitgehend dem Druck an der Verzweigung zur Auslassleitung (36) entspricht .
8. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördersystem (51) einen Molch (30) umfasst, durch welchen Beschichtungsmaterial (52) zumindest über einen Teil des Förderweges (25) zwischen einer ersten Molchstation (22) und einer zweiten Molchstation (24) förderbar ist.
9. Beschichtungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (46) einen Ultraschallsensor (48) oder einen optischen Sensor umfasst.
10. Verfahren zum Beschichten von Gegenständen, bei welchem a) ein Gegenstand mit Hilfe einer Applikationseinrichtung (12) mit einem Beschichtungsmaterial (52) beschichtet wird; b) die Applikationseinrichtung (12) aus einer Materialquelle (18) mit dem Beschichtungsmaterial (52) versorgt wird; c) Beschichtungsmaterial (52) nach Abschluss des Applikationsvorgangs in einer Rückförderrichtung in dessen Materialquelle (18) zurück gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass d) beim Zurückfördern ermittelt wird, ob das rückzufördernde Beschichtungsmaterial (52) Bereiche (60) aus von dem Beschichtungsmaterial (52) abweichendem Material mit sich führt.
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