EP1634651A1 - Method, coating device and rotational atomizer for coating workpieces in series - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for automatic serial coating of workpieces such as in particular the components and / or attachments of vehicle bodies with electrically conductive coating material and a coating system for carrying out the method according to the preamble of the independent claims.
- An alternative solution which is important in practice is external charging of the coating material sprayed by a rotary atomizer through the atomizer on a concentric ring surrounding in finger-like pins of insulating outer electrodes, which make it possible to keep the coating material into the atomizer at ground potential (US 3 393 662, DE 199 09 369; DÜRR / BEHR Technical Manual, Introduction to the Technology of Passenger Car Painting 04/1999, Chapter 4 Atomizers).
- a variant This alternative method is to arrange the outer electrodes directly on the atomizer housing (EP 1 362 640).
- the coating material is not supplied to the atomizer from the remote supply device via a line system, but from cartridges mounted in or on the atomizer or in its vicinity, which are removed again after use (EP 0 274 322).
- EP 0 796 665, EP 0 967 016) is also known to replace the entire atomizer including a cartridge contained therein and refill (EP 1 245 296, WO 01/15815).
- Another problem with the series coating of workpieces is the requirement for preferably fully automatic coating of all workpiece areas including possibly narrow and / or not easily accessible areas such as in particular of interior areas and possibly including attachments of the workpieces in the same cabin.
- both the outer surfaces of the body and, as far as possible, all interior areas including the doors and the engine and luggage compartments as well as bumpers, exterior mirrors, etc. are to be coated in a cabin.
- An important reason for this is the desire for high flexibility of the coating operations, increase in productivity, lower paint losses and last but not least capital investment.
- air atomizers are currently used both manual and automatic application, because they are on the one hand much less bulky than that for the Exterior painting conventional and proven rotary atomizer with external electrodes and on the other hand also avoid the mentioned problem of electrical isolation.
- air atomizers have a poorer application efficiency than rotary atomizers (which is here meant high-speed atomizers with bell speeds of typically more than 20,000 rpm), which is defined as the ratio of the sprayed to the amount of material deposited on the workpiece, and other principal disadvantages such as high pollution through overspray.
- rotary atomizers which is here meant high-speed atomizers with bell speeds of typically more than 20,000 rpm
- the ratio of the sprayed to the amount of material deposited on the workpiece and other principal disadvantages such as high pollution through overspray.
- a higher air sink rate in the cabin is necessary than with rotary atomizers, whereby the operating costs are increased.
- the invention is based on the object, the coating of workpiece areas, of the rotary atomizer used for coating other workpiece areas with external electrodes are difficult to reach for external charging of the coating material, without potential separation problems, but at the same time to allow better application efficiency than when using air atomizers.
- the invention is based on the finding that the coating of the externally charged or poorly achievable for other reasons less suitable for the electrostatic coating with external charging workpiece areas or workpieces is also possible with relatively good efficiency, if you rotary atomizer eg both for outdoor areas and for Indoors without the known direct charging of the coating material to the atomizer bell and thus used without potential separation problems. In any case, the efficiency is better than in the case of air atomization, the solution hitherto customary in practice for avoiding the potential separation problem in the inner coating.
- the advantages of the electrostatic coating with external charging can be combined with the advantage of unrestricted accessibility of workpiece areas by rotary atomizers without external electrodes in the complete automatic coating of workpieces in a cabin or zone with the same manipulator machine, especially in the combined interior and exterior painting.
- the efficiency of the non-electrostatic coating with high-rotation sputtering is lower than in the case of external charging, the cabin or zone has a significantly higher overall efficiency than when air atomizers are used.
- the manipulator machine is preferably one of the robots customary for vehicle painting.
- the coating according to the invention can therefore take place in two steps, preferably with the same device: Coating with charging of the coating material or without charging of the coating material. Both steps can be carried out alternately, wherein in the second step, the outer electrodes can be switched off or preferably removed.
- the invention When using the same rotary atomizer for both the electrostatically and non-electrostatically coated workpiece areas, the invention also has the advantage that during the non-electrostatic coating, the external charging parts removed from the atomizer can be cleaned. This eliminates the previous principal disadvantage of business interruptions in the regular Periods required cleaning of external charging atomizers.
- the non-electrostatic coating only components of the external charging device are deposited, for example only the finger-like insulating pins in which the electrodes are seated, or even the entire external charging device, possibly also together with an outer housing of the atomizer.
- the outer electrodes or their holding elements and / or other components of the external charging device of the rotary atomizer can be deposited during the non-electrostatic coating and preferably likewise cleaned during the non-electrostatic coating, for example by an automatically controlled cleaning device provided at the depositing point.
- the parts to be deposited or cleaned are brought by the manipulator machine to the storage or cleaning points.
- the cleaning on at least one separate cleaning point, to which the parts of the outer electrode arrangement to be cleaned and / or the atomizer to be cleaned are brought by the manipulator machine.
- a common cleaning point for all electrode holding elements (fingers) of an atomizer can be provided, which feeds the manipulator machine the individual fingers one after the other, in the case of a painting robot, for example by cyclically rotating the usually designated as the axis 6 last wrist part.
- the atomizer can be cleaned by itself, so without external electrodes.
- the coating system as usual contains several painting robots or other manipulator machines, it may also be useful if at least two machines together use the same storage and / or cleaning point and start alternately, where then placed the relevant parts of the two atomizers in alternation and / or getting cleaned.
- the deposited parts of an external charging device are alternately coupled to the atomizer of one machine and then to the atomizer of the other machine, that is shared by both atomizers.
- the rotary atomizer 1 shown in Fig. 1 may be mounted in a conventional manner on the wrist of a painting robot, on the flange part 2 releasably attached to the 4 detectable Zerstäuberflansch is attached.
- the Zerstäuberflansch 4 is surrounded by a suitably made of insulating plastic retaining ring 5, on whose the bell cup 3 facing end face several, eg six, eight or more finger-like protruding electrode holding elements 6 are also arranged distributed from insulating material with uniform angular intervals about the axis of rotation.
- the holding elements 6 each contain a needle electrode (not shown) which serves for external charging of the coating material radially sprayed from the bell cup 3.
- the needle electrodes are electrically connected to a high-voltage connection device 7 located in the retaining ring 5, which in turn is connected via a high-voltage cable 8 to the usual high-voltage generator (not shown).
- a high-voltage connection device 7 located in the retaining ring 5, which in turn is connected via a high-voltage cable 8 to the usual high-voltage generator (not shown).
- an axial pin 14 on engage the rear end of the electrode in an axial bore of the axis of rotation coaxially embedded in the support ring 5 metallic connecting ring 15 which is connected via a connecting conductor 16 to a metallic connecting element 17 of the high voltage cable 8.
- a housing part 20 of insulating material extends with the illustrated generally cylindrical and partially conical shape, which is surrounded at a radial distance from the outer electrodes.
- the finger-like retaining elements 6 serving as external electrodes of the atomizer 1 can be automatically disconnected from the retaining ring 5 of the atomizer and coupled to the needle electrode and optionally an associated resistance or other electrical coupling element 9.
- the parting plane 10 can in this case according to the representation radially, ie transverse to the axis of rotation between a rear end face of the support members 6 and the end face facing each of a pin-like projection 11 of the support ring 5 extend through the axial bore 12, the mentioned electrical coupling element 9 up to the high voltage Connecting device 7 of the atomizer extends.
- FIG. 2 shows the rotary atomizer 1 according to FIG. 1 without the external electrodes removed by it, in the place of which sealing plugs 18 are placed on the pin-like projections 11 and are locked in them in the manner shown with their shank ends 19.
- the latching connection (not shown in FIG. 1) of the electrode holding elements 6 in the projections 11 may be similar.
- closure plugs 18 instead of the closure plugs 18, other possibilities exist, such as automatically usable and detachable common covers, e.g. in the form of a ring body.
- Fig. 3 shows in three steps how the outer electrodes of the atomizer 1 are removed with their holding elements 6 of the atomizer and temporarily inserted into a storage device.
- the storage device has for this purpose a storage plate 30 with holes 31 which are distributed on a circle corresponding to the positions of the outer electrodes on the atomizer 1.
- a first step (FIG. 3 a) the atomizer 1 is brought by the robot into a position in which the axis of rotation with the center of the circle and the electrode holding elements 6 are aligned axially with the axes of the bores 31.
- the robot then inserts the holding elements 6 still attached to the atomizer 1 into the bores 31, to which end the atomizer 1 from its previous position (3 a) parallel to its axis of rotation in the direction of the arrow 33 to the tray 30 is moved.
- a corresponding recess 36 (FIG. 5) is provided in the storage plate 30.
- the holding elements 6 can be clamped or locked in a suitable manner automatically or by an automatically controlled device in the holes 31 on the tray 30 in this step (3b).
- the robot lifts the atomizer 1 in the opposite direction to the arrow 33 direction 34 again from the storage device, wherein the outer electrodes automatically from their Loosen retaining ring 5 and remain in the tray 30.
- the sealing plugs 18 are provided for this purpose, for example on the tray 30 at storage locations 41 in a similar grouping as the holes 31, but at a different location (or on a different storage device accessible to the robot).
- a first step FIG. 4a
- the atomizer 1 is placed on the tray 30 by the robot parallel to its axis of rotation so that its projections 11 engage the shank ends 19 of the plugs 18 in the manner illustrated in FIG. 2 (step 4b).
- the tray has a recess 46 (Fig. 5) for the housing part 20.
- the atomizer 1 is lifted again with the attached plugs from the storage device (step 4c).
- Fig. 5 shows a plan view of the tray 30 according to FIGS. 3 and 4.
- the deposition point for the outer electrodes of the atomizer of FIG. 1 is shown with the holes 31, which are parallel to each other on a axes Circular ring are distributed concentrically surrounding the likewise circular recess 36 of the tray 30.
- the diameter of the central recess 36 corresponds to the outer diameter of the housing part 20 of the atomizer 1 (FIG. 1), so that the atomizer is placed with its projections 11 on the support plate 30 in the manner shown in FIGS. 3 and 4 (steps 3b and 4b) can be.
- the storage location with the similarly arranged as the holes 31 storage locations 41 for the sealing plug 18 and a corresponding central recess 46 for the housing part 20 of the atomizer 1 is shown.
- nebulizer 1 was used before the removal of its external electrodes, for example, for electrostatic painting of the outer surfaces of vehicle bodies, with the same nebulizer after putting the sealing plug 18 in the manner described above, for example, interior areas of the bodies such as engine and / or luggage compartments are painted. Thereafter, in the reverse order, the sealing plugs can be deposited again at the deposition site 45 and instead the outer electrodes or their holder elements 6 can be reconnected to the atomizer at the deposition site 35.
- the rotary atomizer 1 'with outer electrodes 6' shown in FIG. 6 has the same external appearance as the rotary atomizer 1 of the first embodiment described above, but differs in that the outer electrodes 6 'on its support ring 5' together with this of the Atomizers are removably attached.
- the radially extending parting plane 10 'between the atomizer 1' and its automatically removable and re-engageable outer electrode arrangement extends here between a rear end face of the support ring 5 'and a her facing end surface of the atomizer remaining on the housing part 60, with which the support ring 5 'can be axially aligned as shown on the outer circumference of the atomizer, since the support ring of the electrodes in the illustrated embodiments forms part of the outer periphery of the atomizer. Also in this embodiment, the support ring 5 'has a larger outer diameter than that of the outer electrodes 6' enclosed housing part 20th
- FIG. 7 shows the atomizer 1 'according to FIG. 6, the outer electrodes 6' of which have been removed with their retaining ring 5 'and replaced by a cover ring 70.
- the cover ring 70 has expediently the same outer diameter as the retaining ring 5 'and is seated with its axially extending cylindrical inner surface 71 on the Zerstäuberflansch 4' and with a parallel thereto axially outer, also cylindrical inner surface on a retaining ring 73 of the atomizer and is in this position held by an automatic or automatically controlled clamping or locking connection.
- the missing in Fig. 7 support ring 5 'of the outer electrodes may have on its rear inside a similar shape as the cover ring 70 and in the same way as this automatically fastened to the atomizer and be detachable from it.
- the retaining ring 5 ' includes a connector (not shown), for example, in or on a ring conductor electrically interconnecting the metallic electrode elements of the external electrodes in the ring 5'.
- This socket slides automatically when placing the electrode assembly on the pin 75 of the high voltage cable 8 'and thus establishes the electrical contact between the high voltage generator and the electrodes forth.
- the Cover 70 has a recess 76 for the connecting pin 75.
- FIG. 8 shows how, in three successive steps (8a, 8b and 8c), in a manner similar to the deposition of the outer electrodes of the atomizer 1 according to FIG. 3, the retaining ring 5 'with the outer electrodes 6' attached to it in a deposition plate 30 'is filed. Since after lifting the atomizer 1 '(step 8c) and the retaining ring 5' remains in the tray, this (instead of the bores 31 of the first embodiment) includes a single circular recess 80 having a the outer diameter of the support ring 5 'corresponding diameter, in the electrode arrangement is locked automatically or automatically controlled, so that the robot can lift the atomizer 1 'without the electrodes.
- the outer electrodes 6 ' are also arranged in this embodiment with its longitudinal axis parallel to the axis of rotation of the atomizer, their free ends are radially within the cylindrical outer periphery of the support ring 5', so that they do not hinder the insertion of the electrode assembly into the recess 80. Subsequently, the robot brings the atomizer 1 'to another deposition point of the tray 30', where in a recess 80 corresponding recess 90 of the cover ring 70 (Fig. 7) is provided. As shown in Fig.
- step 9 in three successive steps, the released from its electrode assembly atomizer 1 'by the robot on the cover ring 70 is placed (steps 9a and 9b) and then lifted with the attached cover ring again from the tray (step 9c).
- the movements described in FIGS. 8 and 9 are parallel to the axis of rotation of the atomizer.
- the storage locations of the storage tray 30 'with the respective recesses 80 and 90 for the cover ring 70 (FIG. 9) or for the outer electrodes 6' and the retaining ring 5 '(FIG. 8) are shown in FIG.
- the atomizer after the non-electrostatic coating in the reverse order can be freed from its cover and re-provided with the interim stored outer electrode assembly.
- the storage plate 30 ' may include a plurality of storage locations each having a recess 80 or 90 for the electrode arrangements of two or more atomizers or for the associated covers 70. The same applies to the storage device of the first embodiment.
- the depositing devices can be provided with a device for automatically controlled cleaning of the parts removed from the atomizer, in this case the outer electrodes 6 'fastened to the retaining ring 5'.
- Other parts of the atomizer, including the housing part 20 and the bell cup can be cleaned in this way.
- the cleaning device 82 may be formed by a container enclosing the deposited parts of the atomizer, which is attached to the back of the tray 30 'opposite the atomizer side, and in which at least the deposited parts are sprayed or irradiated with a cleaning medium.
- cleaning devices are known per se (EP 0 333 040 and 1 367 302).
- Solvents and compressed air and in particular dry ice which is known to consist of CO 2 in solidified form, can be used as the cleaning medium (DE 101 45 168, DE 102 54 159).
- Such a cleaning device can also be provided for the storage locations of the storage tray 30 (FIG. 5). If there are multiple filing locations for two or more atomizers, can be provided at each storage a cleaning device.
- the described embodiments can be modified in various ways.
- the possibility already mentioned at the outset is to deposit not only the outer electrodes themselves and possibly their retaining ring for the non-electrostatic coating, but also other components of the external charging device and / or other parts of the atomizer.
- the rotary atomizers provided with external electrodes can also be completely deposited after the electrostatic coating and replaced by other complete rotary atomizers without external electrodes for the non-electrostatic coating of other workpiece areas, and vice versa.
- the automatic replacement of complete atomizers is known per se (EP 1 245 296 and 1 245 348).
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Serienbeschichtung von Werkstücken wie insbesondere der Bestandteile und/oder Anbauteile von Fahrzeugkarossen mit elektrisch leitfähigem Beschichtungsmaterial sowie eine Beschichtungsanlage zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a method for automatic serial coating of workpieces such as in particular the components and / or attachments of vehicle bodies with electrically conductive coating material and a coating system for carrying out the method according to the preamble of the independent claims.
Seit Beginn der elektrostatischen Beschichtung von Werkstücken mit Wasserlack und anderem Beschichtungsmaterial ähnlich hoher elektrischer Leitfähigkeit gab es unzählige Vorschläge zur Lösung des Problems der notwendigen Potenzialtrennung zwischen dem Zerstäuber, der das Beschichtungsmaterial auf ein Potenzial in der Größenordnung von bis zu 100 kV aufladen soll, und dem in der Regel geerdeten Materialversorgungssystem. Eine relativ alte, aber bis heute in der Praxis eingesetzte Methode ist die Potenzialtrennung durch Schaffung von Isolierstrecken innerhalb der Materialleitungsverbindung (DE 29 00 660, EP 0 292 778 und Molchtechnik z.B. gemäß DE 100 59 041 oder EP 1 362 642), die eine Direktaufladung des Beschichtungsmaterials innerhalb eines an ein entferntes geerdetes Versorgungssystem angeschlossenen Zerstäubers ermöglicht. Eine in der Praxis wichtige Alternativlösung ist die Außenaufladung des von einem Rotationszerstäuber abgesprühten Beschichtungsmaterials durch den Zerstäuber auf einem konzentrischen Ring umgebende, in fingerartig vorspringenden Zapfen aus Isolierwerkstoff angeordnete Außenelektroden, die es ermöglichen, das Beschichtungsmaterial bis in den Zerstäuber hinein auf Erdpotential zu halten (US 3 393 662, DE 199 09 369; DÜRR/BEHR Technisches Handbuch, Einführung in die Technik der PKW-Lackierung 04/1999, Kap. 4 Zerstäuber). Eine Variante dieser Alternativmethode besteht darin, die Außenelektroden unmittelbar am Zerstäubergehäuse anzuordnen (EP 1 362 640).Since the beginning of the electrostatic coating of workpieces with water-based paint and other coating material of similar high electrical conductivity, there have been innumerable proposals for solving the problem of necessary electrical isolation between the atomizer, which is to charge the coating material to a potential in the order of up to 100 kV, and the usually grounded material supply system. A relatively old, but still used in practice method is the electrical isolation by creating Isolierstrecken within the material line connection (DE 29 00 660, EP 0292778 and pigging eg according to DE 100 59 041 or EP 1 362 642), the direct charging of the coating material within a nebulizer connected to a remote grounded supply system. An alternative solution which is important in practice is external charging of the coating material sprayed by a rotary atomizer through the atomizer on a concentric ring surrounding in finger-like pins of insulating outer electrodes, which make it possible to keep the coating material into the atomizer at ground potential (US 3 393 662, DE 199 09 369; DÜRR / BEHR Technical Manual, Introduction to the Technology of Passenger Car Painting 04/1999, Chapter 4 Atomizers). A variant This alternative method is to arrange the outer electrodes directly on the atomizer housing (EP 1 362 640).
Gemäß einer ebenfalls aus der Praxis bekannten dritten Methode wird das Beschichtungsmaterial dem Zerstäuber nicht von der entfernten Versorgungseinrichtung über ein Leitungssystem zugeführt, sondern aus in oder an dem Zerstäuber oder in seiner Nähe montierten Kartuschen, die nach Gebrauch wieder entfernt werden (EP 0 274 322, EP 0 796 665, EP 0 967 016). Alternativ hierzu ist es auch bekannt, den gesamten Zerstäuber einschließlich einer darin enthaltenen Kartusche auszuwechseln und neu zu befüllen (EP 1 245 296, WO 01/15815).According to a third method also known from practice, the coating material is not supplied to the atomizer from the remote supply device via a line system, but from cartridges mounted in or on the atomizer or in its vicinity, which are removed again after use (EP 0 274 322). EP 0 796 665, EP 0 967 016). Alternatively, it is also known to replace the entire atomizer including a cartridge contained therein and refill (EP 1 245 296, WO 01/15815).
Ein anderes Problem bei der Serienbeschichtung von Werkstücken ist die Forderung nach vorzugsweise vollautomatischer Beschichtung aller Werkstückbereiche einschließlich ggf. enger und/oder nicht leicht zugänglicher Bereiche wie insbesondere von Innenbereichen und möglichst auch einschließlich Anbauteilen der Werkstücke in der selben Kabine. Bei dem hier hauptsächlich betrachteten Beispiel der Lackierung von Fahrzeugkarossen sollen also in einer Kabine sowohl die Außenflächen der Karosse als auch möglichst alle Innenbereiche einschließlich der Türen und der Motor- und Kofferräume sowie Stoßstangen, Außenspiegel usw. beschichtet werden. Ein wichtiger Grund hierfür ist der Wunsch nach hoher Flexibilität der Beschichtungsvorgänge, Steigerung der Produktivität, geringerer Lackverluste und nicht zuletzt nach geringerem Investitionsaufwand.Another problem with the series coating of workpieces is the requirement for preferably fully automatic coating of all workpiece areas including possibly narrow and / or not easily accessible areas such as in particular of interior areas and possibly including attachments of the workpieces in the same cabin. In the example of the painting of vehicle bodies, which is mainly considered here, both the outer surfaces of the body and, as far as possible, all interior areas including the doors and the engine and luggage compartments as well as bumpers, exterior mirrors, etc., are to be coated in a cabin. An important reason for this is the desire for high flexibility of the coating operations, increase in productivity, lower paint losses and last but not least capital investment.
Insbesondere für die Innenbeschichtung von Fahrzeugkarossen werden bisher sowohl bei manueller als auch bei automatischer Applikation hauptsächlich Luftzerstäuber verwendet, weil sie einerseits wesentlich weniger sperrig sind als die für die Außenlackierung üblichen und bewährten Rotationszerstäuber mit Außenelektroden und andererseits ebenfalls das erwähnte Problem der Potenzialtrennung vermeiden. Luftzerstäuber haben aber gegenüber Rotationszerstäubern (womit hier Hochrotationszerstäuber mit Glockendrehzahlen von typisch mehr als 20000 U/min gemeint sind) einen schlechteren Auftragungswirkungsgrad, der als das Verhältnis der abgesprühten zu der sich auf dem Werkstück niederschlagenden Materialmenge definiert ist, und weitere prinzipielle Nachteile wie hohe Verschmutzung durch Overspray. Außerdem ist bei der Verwendung von Luftzerstäubern eine höhere Luftsinkgeschwindigkeit in der Kabine notwendig als bei Rotationszerstäubern, wodurch der Betriebsaufwand erhöht wird.In particular, for the interior coating of vehicle bodies mainly air atomizers are currently used both manual and automatic application, because they are on the one hand much less bulky than that for the Exterior painting conventional and proven rotary atomizer with external electrodes and on the other hand also avoid the mentioned problem of electrical isolation. However, air atomizers have a poorer application efficiency than rotary atomizers (which is here meant high-speed atomizers with bell speeds of typically more than 20,000 rpm), which is defined as the ratio of the sprayed to the amount of material deposited on the workpiece, and other principal disadvantages such as high pollution through overspray. In addition, with the use of air atomizers, a higher air sink rate in the cabin is necessary than with rotary atomizers, whereby the operating costs are increased.
Wenn sowohl die Außenlackierung als auch die Innenlackierung mit akzeptablen Wirkungsgrad und ohne die anderen Nachteile der Luftzerstäuber in einer Lackierzone durchgeführt werden soll, besteht bisher nur die Möglichkeit der Verwendung von Rotationszerstäubern mit Direktaufladung des Beschichtungsmaterials im Zerstäuber, die je nach Anwendung mit oder ohne Hochspannung betrieben werden können. Die für die Direktaufladung notwendige Potenzialtrennung lässt sich aber nur mit erheblichem Investitions-, Instandhaltungs- und Steueraufwand erreichen und erfordert zudem hochqualifiziertes Bedienungspersonal. Außenaufladungszerstäuber, die diese Probleme vermeiden, sind dagegen in vielen Fällen nicht für die Innenlackierung geeignet, u.a. auch weil stets ein ausreichender I-solationsabstand zwischen den auf Hochspannung liegenden Außenelektroden und dem geerdeten Werkstück eingehalten werden muss.If both the exterior and the interior painting with acceptable efficiency and without the other disadvantages of air atomizers in a painting zone to be carried out, there is so far only the possibility of using rotary atomizers with direct charging of the coating material in the atomizer, which operated depending on the application with or without high voltage can be. However, the potential separation required for direct charging can only be achieved with considerable investment, maintenance and tax expenditure and also requires highly qualified operating personnel. External charge sprayers, which avoid these problems, in contrast, are in many cases not suitable for interior painting, i.a. also because always a sufficient I-solationsabstand must be maintained between the lying on high voltage outer electrodes and the grounded workpiece.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Beschichtung von Werkstückbereichen, die von dem zur Beschichtung anderer Werkstückbereiche verwendeten Rotationszerstäuber mit Außenelektroden zur Außenaufladung des Beschichtungsmaterials schlecht erreichbar sind, ohne Potenzialtrennprobleme, zugleich aber mit besserem Auftragungswirkungsgrad als bei der Verwendung von Luftzerstäubern zu ermöglichen.The invention is based on the object, the coating of workpiece areas, of the rotary atomizer used for coating other workpiece areas with external electrodes are difficult to reach for external charging of the coating material, without potential separation problems, but at the same time to allow better application efficiency than when using air atomizers.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.This object is solved by the features of the claims.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Beschichtung der mit Außenaufladung schlecht erreichbaren oder aus anderen Gründen weniger gut für die elektrostatische Beschichtung mit Außenaufladung geeigneten Werkstückbereiche oder Werkstücke auch dann mit relativ gutem Wirkungsgrad möglich ist, wenn man Rotationszerstäuber z.B. sowohl für Außenbereiche als auch für Innenbereiche ohne die bekannte Direktaufladung des Beschichtungsmaterials an der Zerstäuberglocke und damit ohne Potenzialtrennprobleme verwendet. Der Wirkungsgrad ist jedenfalls besser als bei der Luftzerstäubung, der in der Praxis bisher üblichen Lösung zur Vermeidung des Potenzialtrennproblems bei der Innenbeschichtung. Es können also die Vorteile der elektrostatischen Beschichtung mit Außenaufladung mit dem Vorteil der uneingeschränkten Erreichbarkeit von Werkstückbereichen durch Rotationszerstäuber ohne Außenelektroden bei der vollständigen automatischen Beschichtung von Werkstücken in einer Kabine oder Zone mit derselben Manipulatormaschine kombiniert werden, insbesondere bei der kombinierten Innen- und Außenlackierung. Obwohl der Wirkungsgrad der nicht elektrostatischen Beschichtung mit Hochrotationszerstäubung geringer ist als bei der Außenaufladung, ergibt sich in der Kabine oder Zone ein wesentlich höherer Gesamtwirkungsgrad als bei Verwendung von Luftzerstäubern. Bei der Manipulatormaschine handelt es sich vorzugsweise um einen der für die Fahrzeuglackierung üblichen Roboter.The invention is based on the finding that the coating of the externally charged or poorly achievable for other reasons less suitable for the electrostatic coating with external charging workpiece areas or workpieces is also possible with relatively good efficiency, if you rotary atomizer eg both for outdoor areas and for Indoors without the known direct charging of the coating material to the atomizer bell and thus used without potential separation problems. In any case, the efficiency is better than in the case of air atomization, the solution hitherto customary in practice for avoiding the potential separation problem in the inner coating. Thus, the advantages of the electrostatic coating with external charging can be combined with the advantage of unrestricted accessibility of workpiece areas by rotary atomizers without external electrodes in the complete automatic coating of workpieces in a cabin or zone with the same manipulator machine, especially in the combined interior and exterior painting. Although the efficiency of the non-electrostatic coating with high-rotation sputtering is lower than in the case of external charging, the cabin or zone has a significantly higher overall efficiency than when air atomizers are used. The manipulator machine is preferably one of the robots customary for vehicle painting.
Die erfindungsgemäße Beschichtung kann also in zwei Schritten mit vorzugsweise derselben Vorrichtung erfolgen: Beschichtung unter Aufladung des Beschichtungsmaterials bzw. ohne Aufladung des Beschichtungsmaterials. Beide Schritte können im Wechsel erfolgen, wobei im zweiten Schritt die Außenelektroden abgeschaltet oder vorzugsweise entfernt werden können.The coating according to the invention can therefore take place in two steps, preferably with the same device: Coating with charging of the coating material or without charging of the coating material. Both steps can be carried out alternately, wherein in the second step, the outer electrodes can be switched off or preferably removed.
Zur Erhöhung des Gesamtwirkungsgrads kann es sinnvoll sein, bei der nicht elektrostatischen Beschichtung mit werkstückabhängig unterschiedlichen Drehzahlen und/oder Sprühstrahleinstellungen des Rotationszerstäubers zu arbeiten. Hierbei wird auf größeren Flächen mit einem breiteren Sprühstrahl lackiert, so dass sich der größtmögliche Wirkungsgrad ergibt. Bei kleineren Flächen oder Detailbereichen wird dagegen mit verstärkter Lenkluft ein im Querschnitt kleinerer Sprühstrahl eingestellt. Die Drehzahlen können beim Betrieb ohne Hochspannung typisch in einem Bereich von 20000 bis 60000 U/min liegen. Bei der elektrostatischen Beschichtung sind dagegen in der Regel Drehzahlen von 30000 bis 70000 zweckmäßig.To increase the overall efficiency, it may be useful to work in the non-electrostatic coating with workpiece-dependent different speeds and / or spray jet settings of the rotary atomizer. This is painted on larger surfaces with a wider spray, so that the greatest possible efficiency results. In the case of smaller areas or detail areas, on the other hand, a spray jet of smaller cross section is set with reinforced shaping air. The speeds may typically be in a range of 20,000 to 60,000 rpm when operating without high voltage. In the case of the electrostatic coating, on the other hand, rotational speeds of 30,000 to 70,000 are generally expedient.
Da für die Beschichtung keine zusätzlichen Lackierroboter oder sonstigen Manipulatormaschinen erforderlich sind und auch der Potenzialtrennaufwand entfällt und nur die sehr einfache Hochspannungstechnologie der Außenaufladung erforderlich ist, lassen sich durch die Erfindung Beschichtungsanlagen mit geringstmöglichem Investitionsaufwand realisieren.Since no additional painting robots or other manipulator machines are required for the coating and the potential separation effort is eliminated and only the very simple high-voltage technology of external charging is required, can be realized by the invention coating systems with the least possible investment.
Bei Verwendung des selben Rotationszerstäubers sowohl für die elektrostatisch als auch für die nicht elektrostatisch zu beschichtenden Werkstückbereiche hat die Erfindung ferner den Vorteil, dass während der nicht elektrostatischen Beschichtung die von dem Zerstäuber entfernten Außenaufladungsteile gereinigt werden können. Dadurch entfällt der bisherige prinzipielle Nachteil der Betriebsunterbrechungen bei der in regelmäßigen Zeitabständen erforderlichen Reinigung von Außenaufladungszerstäubern. Vorzugsweise werden bei der nicht elektrostatischen Beschichtung nur Bestandteile der Außenaufladungseinrichtung abgelegt, beispielsweise nur die fingerartigen Isolierzapfen, in denen die Elektroden sitzen, oder auch die gesamte Außenaufladungseinrichtung, eventuell auch zusammen mit einem Außengehäuse des Zerstäubers. Im Rahmen der Erfindung ist es zwar stattdessen auch möglich, den für die elektrostatische Beschichtung verwendeten gesamten Rotationszerstäuber abzulegen und gegen einen Rotationszerstäuber ohne Außenelektroden zur Beschichtung anderer Werkstückbereiche auszuwechseln, doch können die damit verbundenen An- und Abkuppelvorgänge und ggf. auch die Lagerluftversorgung der Antriebsturbine des Zerstäubers höheren Zeit- und sonstigen Aufwand erfordern.When using the same rotary atomizer for both the electrostatically and non-electrostatically coated workpiece areas, the invention also has the advantage that during the non-electrostatic coating, the external charging parts removed from the atomizer can be cleaned. This eliminates the previous principal disadvantage of business interruptions in the regular Periods required cleaning of external charging atomizers. Preferably, in the non-electrostatic coating, only components of the external charging device are deposited, for example only the finger-like insulating pins in which the electrodes are seated, or even the entire external charging device, possibly also together with an outer housing of the atomizer. In the context of the invention, although it is also possible to place the entire rotary atomizer used for the electrostatic coating and replace it with a rotary atomizer without outer electrodes for coating other workpiece areas, but the associated coupling and Abkuppelvorgänge and possibly also the bearing air supply of the drive turbine of the Atomizers require higher time and effort.
Die Außenelektroden bzw. deren Halteelemente und/oder sonstige Bestandteile der Außenaufladungseinrichtung des Rotationszerstäubers können während der nicht elektrostatischen Beschichtung abgelegt und vorzugsweise ebenfalls während der nicht elektrostatischen Beschichtung beispielsweise von einer an der Ablagestelle vorgesehenen automatisch gesteuerten Reinigungseinrichtung gereinigt werden. Zu diesem Zweck werden die abzulegenden bzw. zu reinigenden Teile von der Manipulatormaschine zu den Ablage- bzw. Reinigungsstellen gebracht.The outer electrodes or their holding elements and / or other components of the external charging device of the rotary atomizer can be deposited during the non-electrostatic coating and preferably likewise cleaned during the non-electrostatic coating, for example by an automatically controlled cleaning device provided at the depositing point. For this purpose, the parts to be deposited or cleaned are brought by the manipulator machine to the storage or cleaning points.
Es ist auch möglich, die Reinigung an mindestens einer gesonderten Reinigungsstelle vorzunehmen, zu der die zu reinigenden Teile der Außenelektrodenanordnung und/oder der zu reinigende Zerstäuber von der Manipulatormaschine gebracht werden. Es kann z.B. eine gemeinsame Reinigungsstelle für alle Elektrodenhalteelemente (Finger) eines Zerstäubers vorgesehen sein, der die Manipulatormaschine die einzelnen Finger nacheinander zuführt, im Fall eines Lackierroboters beispielsweise durch taktweise Drehung des üblicherweise als Achse 6 bezeichneten letzten Handgelenkteils. Stattdessen ist es auch möglich, die Finger gleichzeitig zu reinigen, zweckmäßig gemeinsam mit dem Zerstäuber. Auch kann der Zerstäuber für sich allein, also ohne Außenelektroden gereinigt werden.It is also possible to carry out the cleaning on at least one separate cleaning point, to which the parts of the outer electrode arrangement to be cleaned and / or the atomizer to be cleaned are brought by the manipulator machine. For example, a common cleaning point for all electrode holding elements (fingers) of an atomizer can be provided, which feeds the manipulator machine the individual fingers one after the other, in the case of a painting robot, for example by cyclically rotating the usually designated as the
Wenn die Beschichtungsanlage wie üblich mehrere Lackierroboter oder sonstige Manipulatormaschinen enthält, kann es auch zweckmäßig sein, wenn mindestens zwei Maschinen gemeinsam die selbe Ablage- und/oder Reinigungsstelle benutzen und wechselweise anfahren, wo dann die betreffenden Teile der beiden Zerstäuber im Wechsel abgelegt und/oder gereinigt werden. Hierbei besteht insbesondere auch die Möglichkeit, dass die abgelegten Teile einer Außenaufladungseinrichtung abwechselnd an den Zerstäuber der einen Maschine und danach an den Zerstäuber der jeweils anderen Maschine angekuppelt, also von beiden Zerstäubern gemeinsam benutzt werden.If the coating system as usual contains several painting robots or other manipulator machines, it may also be useful if at least two machines together use the same storage and / or cleaning point and start alternately, where then placed the relevant parts of the two atomizers in alternation and / or getting cleaned. In this case, in particular, there is also the possibility that the deposited parts of an external charging device are alternately coupled to the atomizer of one machine and then to the atomizer of the other machine, that is shared by both atomizers.
An zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Rotationszerstäuber mit Außenelektroden;
- Fig. 2
- den Rotationszerstäuber nach Fig. 1, dessen Außenelektroden abgenommen und durch Verschlussstopfen ersetzt sind;
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung der Ablage der Außenelektroden des Zerstäubers nach Fig. 1 in drei aufeinanderfolgenden Schritten;
- Fig. 4
- eine schematische Darstellung der Befestigung der Verschlussstopfen anstelle der Außenelektroden des Zerstäubers nach Fig. 1 in drei aufeinanderfolgenden Schritten;
- Fig. 5
- eine Draufsicht auf eine Ablagevorrichtung für den Zerstäuber nach Fig. 1;
- Fig. 6
- eine andere Ausführungsform eines Rotationszerstäubers, dessen Außenelektroden mit dem Halterungsring der Elektroden abnehmbar sind;
- Fig. 7
- den Zerstäuber nach Fig. 6, dessen Außenelektroden mit dem Halterungsring abgenommen und durch eine Abdeckung ersetzt sind;
- Fig. 8
- eine schematische Darstellung der Ablage der Außenelektroden des Zerstäubers nach Fig. 6 in drei aufeinanderfolgenden Schritten;
- Fig. 9
- eine schematische Darstellung der Befestigung der Abdeckung anstelle des Halterungsrings des Zerstäubers nach Fig. 6 und 7 in drei aufeinanderfolgenden Schritten; und
- Fig. 10
- eine Draufsicht auf eine Ablagevorrichtung für den Zerstäuber nach Fig. 6.
- Fig. 1
- a rotary atomizer with external electrodes;
- Fig. 2
- the rotary atomizer of Figure 1, the outer electrodes are removed and replaced by sealing plugs.
- Fig. 3
- a schematic representation of the deposition of the outer electrodes of the atomizer of Figure 1 in three successive steps.
- Fig. 4
- a schematic representation of the attachment of the sealing plug in place of the outer electrodes of the atomizer of Figure 1 in three successive steps ..;
- Fig. 5
- a plan view of a storage device for the atomizer of Fig. 1;
- Fig. 6
- another embodiment of a rotary atomizer whose outer electrodes are detachable with the support ring of the electrodes;
- Fig. 7
- the atomizer of Figure 6, the outer electrodes are removed with the support ring and replaced by a cover.
- Fig. 8
- a schematic representation of the deposition of the outer electrodes of the atomizer of Figure 6 in three successive steps.
- Fig. 9
- a schematic representation of the attachment of the cover instead of the support ring of the atomizer of Figure 6 and 7 in three successive steps. and
- Fig. 10
- a top view of a storage device for the atomizer of FIG. 6th
Der in Fig. 1 dargestellte Rotationszerstäuber 1 kann in an sich üblicher Weise am Handgelenk eines Lackierroboters montiert sein, an dessen Flanschteil 2 lösbar der bei 4 erkennbare Zerstäuberflansch befestigt ist. Der Zerstäuberflansch 4 ist von einem zweckmäßig aus isolierendem Kunststoff bestehenden Halterungsring 5 umgeben, an dessen dem Glockenteller 3 zugewandter Stirnfläche mehrere, z.B. sechs, acht oder mehr fingerartig vorspringende Elektrodenhalteelemente 6 ebenfalls aus Isolierwerkstoff mit gleichmäßigen Winkelabständen um die Rotationsachse verteilt angeordnet sind. Die Halteelemente 6 enthalten je eine (nicht dargestellte) Nadelelektrode, die zur Außenaufladung des von dem Glockenteller 3 radial abgesprühten Beschichtungsmaterials dient. Die Nadelelektroden sind elektrisch an eine in dem Halterungsring 5 befindliche Hochspannungs-Anschlusseinrichtung 7 angeschlossen, die ihrerseits über ein Hochspannungskabel 8 mit dem (nicht dargestellten) üblichen Hochspannungserzeuger verbunden ist. Darstellungsgemäß kann z.B. ein axialer Anschlussstift 14 am rückwärtigen Ende der Elektrode in eine axiale Bohrung eines zu der Rotationsachse koaxial in den Halterungsring 5 eingebetteten metallischen Verbindungsrings 15 eingreifen, der über einen Verbindungsleiter 16 an ein metallisches Anschlusselement 17 des Hochspannungskabels 8 angeschlossen ist. Zwischen dem Halterungsring 5 und dem Glockenteller 3 erstreckt sich ein Gehäuseteil 20 aus Isolierwerkstoff mit der dargestellten allgemein zylindrischen und teilweise konischen Form, das mit radialem Abstand von den Außenelektroden umgeben ist.The rotary atomizer 1 shown in Fig. 1 may be mounted in a conventional manner on the wrist of a painting robot, on the flange part 2 releasably attached to the 4 detectable Zerstäuberflansch is attached. The Zerstäuberflansch 4 is surrounded by a suitably made of insulating
Erfindungsgemäß können die als Außenelektroden des Zerstäubers 1 dienenden fingerartigen Halteelemente 6 mit der darin befindlichen Nadelelektrode und ggf. einem zugehörigen Widerstands- oder sonstigen elektrischen Koppelelement 9 automatisch von dem Halterungsring 5 des Zerstäubers abgekuppelt und wieder an ihn angekuppelt werden. Die Trennebene 10 kann hierbei darstellungsgemäß radial, also quer zur Rotationsachse zwischen einer rückwärtigen Stirnfläche der Halteelemente 6 und der ihr zugewandten Stirnfläche je eines zapfenartigen Vorsprungs 11 des Halterungsrings 5 verlaufen, durch dessen axiale Bohrung 12 sich das erwähnte elektrische Koppelelement 9 bis zu der Hochspannungs-Anschlusseinrichtung 7 des Zerstäubers erstreckt.According to the invention, the finger-
Für die selbsttätig oder automatisch gesteuert lösbare und wieder herstellbare mechanische Verbindung zwischen den Außenelektroden und dem Restteil des Zerstäubers, hier also zwischen den Halteelementen 6 und dem Halterungsring 5 kann eine beliebige (nicht dargestellte) Konstruktion wie z.B. eine selbsttätig einrastende Kuppeleinrichtung vorgesehen sein. Fig. 2 zeigt den Rotationszerstäuber 1 nach Fig. 1 ohne die von ihm abgenommenen Außenelektroden, an deren Stelle Verschlussstopfen 18 auf die zapfenartigen Vorsprünge 11 aufgesetzt und in ihnen in der dargestellten Weise mit ihren Schaftenden 19 eingerastet sind. Die (in Fig. 1 nicht dargestellte) Rastverbindung der Elektrodenhalteelemente 6 in den Vorsprüngen 11 kann ähnlich sein.For the automatically or automatically controlled releasable and recoverable mechanical connection between the outer electrodes and the remainder of the atomizer, here between the holding
Statt der Verschlusstopfen 18 bestehen auch andere Möglichkeiten wie automatisch einsetzbare und lösbare gemeinsame Abdeckungen z.B. in Form eines Ringkörpers.Instead of the closure plugs 18, other possibilities exist, such as automatically usable and detachable common covers, e.g. in the form of a ring body.
Fig. 3 zeigt in drei Schritten, wie die Außenelektroden des Zerstäubers 1 mit ihren Halteelementen 6 von dem Zerstäuber abgenommen und zeitweilig in eine Ablagevorrichtung eingesetzt werden. Die Ablagevorrichtung besitzt zu diesem Zweck eine Ablageplatte 30 mit Bohrungen 31, die auf einem Kreis entsprechend den Positionen der Außenelektroden am Zerstäuber 1 verteilt sind. In einem ersten Schritt (3a) wird der Zerstäuber 1 von dem Roboter in eine Position gebracht, in der die Rotationsachse mit dem Kreiszentrum und die ElektrodenHalteelemente 6 mit den Achsen der Bohrungen 31 axial ausgerichtet sind. In dem zweiten Schritt (3b) setzt der Roboter dann die noch an dem Zerstäuber 1 befestigten Halteelemente 6 in die Bohrungen 31 ein, wozu der Zerstäuber 1 aus seiner vorherigen Position (3a) parallel zu seiner Rotationsachse in Richtung des Pfeils 33 zu der Ablageplatte 30 bewegt wird. Für das Gehäuseteil 20 ist hierbei in der Ablageplatte 30 eine entsprechende Ausnehmung 36 (Fig. 5) vorgesehen. Die Halteelemente 6 können bei diesem Schritt (3b) in einer zweckdienlichen Weise selbsttätig oder durch eine automatisch gesteuerte Einrichtung in den Bohrungen 31 an der Ablageplatte 30 festgeklemmt oder arretiert werden. Im dritten Schritt (3c) hebt der Roboter den Zerstäuber 1 in der zu dem Pfeil 33 entgegengesetzten Richtung 34 wieder von der Ablagevorrichtung ab, wobei sich die Außenelektroden selbsttätig von ihrem Halterungsring 5 lösen und in der Ablageplatte 30 zurückbleiben.Fig. 3 shows in three steps how the outer electrodes of the atomizer 1 are removed with their
Während die Außenelektroden der für die Serienbeschichtung von Werkstücken wie Fahrzeugkarossen derzeit üblichen Rotationszerstäuber mit einem mehr oder weniger kleinen Winkel radial nach außen geneigt sind, wird bei dem hier beschriebenen Zerstäuber die selbsttätige Ablage der fingerartig vorspringenden Außenelektroden dadurch erleichtert, dass sie mit ihren Längsachsen parallel zu der Rotationsachse des Zerstäubers angeordnet sind und somit auch parallel zu den Bewegungsrichtungen des Zerstäubers an der Ablagevorrichtung.While the outer electrodes of the currently common for the serial coating of workpieces such as car bodies rotary atomizer are inclined with a more or less small angle radially outward, the automatic deposition of the finger-like outer electrodes is facilitated by the fact that they parallel with their longitudinal axes in the atomizer described here the axis of rotation of the atomizer are arranged and thus also parallel to the directions of movement of the atomizer on the storage device.
Nachdem der Zerstäuber 1 in der beschriebenen Weise seine Außenelektroden abgelegt hat, werden diese durch die Verschlussstopfen 18 (Fig. 2) ersetzt, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Die Verschlussstopfen 18 sind zu diesem Zweck beispielsweise auf der Ablageplatte 30 an Ablageplätze 41 in ähnlicher Gruppierung wie die Bohrungen 31, aber an einer anderen Stelle (oder auf einer für den Roboter zugänglichen anderen Ablagevorrichtung) bereitgestellt. In einem ersten Schritt (4a) wird der Zerstäuber 1 von dem Roboter parallel zu seiner Rotationsachse auf die Ablageplatte 30 aufgesetzt, so dass seine Vorsprünge 11 die Schaftenden 19 der Verschlussstopfen 18 in der in Fig. 2 dargestellten Weise ergreifen (Schritt 4b). Auch an dieser Stelle hat die Ablageplatte eine Ausnehmung 46 (Fig. 5) für das Gehäuseteil 20. Sodann wird der Zerstäuber 1 mit den aufgesetzten Verschlussstopfen wieder von der Ablagevorrichtung abgehoben (Schritt 4c).After the nebulizer 1 has deposited its outer electrodes in the manner described, these are replaced by the sealing plugs 18 (FIG. 2), as shown in FIG. 4. The sealing plugs 18 are provided for this purpose, for example on the
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf die Ablageplatte 30 gemäß Fig. 3 und 4. Bei 35 ist die Ablagestelle für die Außenelektroden des Zerstäubers gemäß Fig. 1 mit den Bohrungen 31 dargestellt, die mit zueinander parallelen Achsen auf einem Kreisring verteilt sind, der konzentrisch die ebenfalls kreisrunde Ausnehmung 36 der Ablageplatte 30 umgibt. Der Durchmesser der zentralen Ausnehmung 36 entspricht dem Außendurchmesser des Gehäuseteils 20 des Zerstäubers 1 (Fig. 1), so dass der Zerstäuber in der in Fig. 3 und 4 dargestellten Weise (Schritte 3b und 4b) mit seinen Vorsprüngen 11 auf die Auflageplatte 30 aufgesetzt werden kann. Bei 45 ist dagegen die Ablagestelle mit den ähnlich wie die Bohrungen 31 angeordneten Ablageplätzen 41 für die Verschlussstopfen 18 und einer entsprechenden zentralen Ausnehmung 46 für das Gehäuseteil 20 des Zerstäubers 1 dargestellt.Fig. 5 shows a plan view of the
Während der Zerstäuber 1 vor der Entfernung seiner Außenelektroden beispielsweise zur elektrostatischen Lackierung der Außenflächen von Fahrzeugkarossen verwendet wurde, können mit dem selben Zerstäuber nach dem Aufsetzen der Verschlussstopfen 18 in der eingangs beschriebenen Weise beispielsweise Innenbereiche der Karossen wie Motor- und/oder Kofferräume lackiert werden. Danach können in umgekehrter Reihenfolge die Verschlussstopfen wieder an der Ablagestelle 45 abgelegt und stattdessen an der Ablagestelle 35 die Außenelektroden bzw. deren Halterelemente 6 wieder mit dem Zerstäuber verbunden werden.While the nebulizer 1 was used before the removal of its external electrodes, for example, for electrostatic painting of the outer surfaces of vehicle bodies, with the same nebulizer after putting the sealing
Der in Fig. 6 dargestellte Rotationszerstäuber 1' mit Außenelektroden 6' hat äußerlich dieselbe Form wie der Rotationszerstäuber 1 des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, von dem er sich aber dadurch unterscheidet, dass die Außenelektroden 6' an ihrem Halterungsring 5' zusammen mit diesem von dem Zerstäuber abnehmbar angebracht sind. Die radial verlaufende Trennebene 10' zwischen dem Zerstäuber 1' und seiner automatisch abnehmbaren und wieder ankuppelbaren Außenelektrodenanordnung verläuft hier also zwischen einer rückwärtigen Stirnfläche des Halterungsrings 5' und einer ihr zugewandten Stirnfläche eines am Zerstäuber verbleibenden Gehäuseteils 60, mit dem der Halterungsring 5' darstellungsgemäß am Außenumfang des Zerstäubers axial fluchten kann, da der Halterungsring der Elektroden bei den dargestellten Ausführungsbeispielen einen Teil des Außenumfangs des Zerstäubers bildet. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel hat der Halterungsring 5' einen größeren Außendurchmesser als das von den Außenelektroden 6' umschlossene Gehäuseteil 20.The rotary atomizer 1 'with outer electrodes 6' shown in FIG. 6 has the same external appearance as the rotary atomizer 1 of the first embodiment described above, but differs in that the outer electrodes 6 'on its support ring 5' together with this of the Atomizers are removably attached. The radially extending parting plane 10 'between the atomizer 1' and its automatically removable and re-engageable outer electrode arrangement extends here between a rear end face of the support ring 5 'and a her facing end surface of the atomizer remaining on the
Fig. 7 zeigt den Zerstäuber 1' gemäß Fig. 6, dessen Außenelektroden 6' mit ihrem Halterungsring 5' abgenommen und durch einen Abdeckring 70 ersetzt worden sind. Der Abdeckring 70 hat zweckmäßig den selben Außendurchmesser wie der Halterungsring 5' und sitzt darstellungsgemäß mit seiner axial verlaufenden zylindrischen Innenfläche 71 auf dem Zerstäuberflansch 4' und mit einer hierzu parallelen axial äußeren, ebenfalls zylindrischen Innenfläche auf einem Haltering 73 des Zerstäubers und wird in dieser Lage durch eine selbsttätige oder automatisch gesteuerte Klemm- oder Rastverbindung festgehalten.FIG. 7 shows the atomizer 1 'according to FIG. 6, the outer electrodes 6' of which have been removed with their retaining ring 5 'and replaced by a
Der in Fig. 7 fehlende Halterungsring 5' der Außenelektroden kann an seiner rückwärtigen Innenseite eine ähnliche Form haben wie der Abdeckring 70 und auf die selbe Weise wie dieser automatisch an dem Zerstäuber befestigbar und von ihm lösbar sein. Zusätzlich enthält der Halterungsring 5' eine Anschlussbuchse (nicht dargestellt) z.B. in oder an einem die metallischen Elektrodenelemente der Außenelektroden in dem Ring 5' elektrisch miteinander verbindenden Ringleiter. Diese Anschlussbuchse schiebt sich beim Aufsetzen der Elektrodenanordnung selbsttätig auf den Anschlussstift 75 des Hochspannungskabels 8' und stellt damit den elektrischen Kontakt zwischen dem Hochspannungserzeuger und den Elektroden her. Die Abdeckung 70 hat für den Anschlussstift 75 eine Ausnehmung 76.The missing in Fig. 7 support ring 5 'of the outer electrodes may have on its rear inside a similar shape as the
Fig. 8 zeigt, wie in drei aufeinanderfolgenden Schritten (8a, 8b bzw. 8c) in ähnlicher Weise wie bei der Ablage der Außenelektroden des Zerstäubers 1 gemäß Fig. 3 der Halterungsring 5' mit den an ihm befestigten Außenelektroden 6' in einer Ablageplatte 30' abgelegt wird. Da nach dem Abheben des Zerstäubers 1' (Schritt 8c) auch der Halterungsring 5' in der Ablageplatte verbleibt, enthält diese (statt der Bohrungen 31 des ersten Ausführungsbeispiels) eine einzige kreisrunde Ausnehmung 80 mit einem dem Außendurchmesser des Halterungsrings 5' entsprechenden Durchmesser, in der die Elektrodenanordnung selbsttätig oder automatisch gesteuert arretiert wird, so dass der Roboter den Zerstäuber 1' ohne die Elektroden abheben kann. Da die Außenelektroden 6' auch bei diesem Ausführungsbeispiel mit ihrer Längsachse parallel zu der Rotationsachse des Zerstäubers angeordnet sind, liegen ihre freien Enden radial innerhalb des zylindrischen Außenumfangs des Halterungsrings 5', so dass sie das Einsetzen der Elektrodenanordnung in die Ausnehmung 80 nicht behindern. Anschließend bringt der Roboter den Zerstäuber 1' zu einer anderen Ablagestelle der Ablageplatte 30', wo in einer der Ausnehmung 80 entsprechenden Ausnehmung 90 der Abdeckring 70 (Fig. 7) bereitgestellt ist. Wie Fig. 9 in drei aufeinanderfolgenden Schritten zeigt, wird der von seiner Elektrodenanordnung befreite Zerstäuber 1' von dem Roboter auf den Abdeckring 70 aufgesetzt (Schritte 9a und 9b) und dann mit dem aufgesetzten Abdeckring wieder von der Ablageplatte abgehoben (Schritt 9c). Wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erfolgen die beschriebenen Bewegungen gemäß Fig. 8 und 9 parallel zu der Rotationsachse des Zerstäubers. Die Ablagestellen der Ablageplatte 30' mit den jeweiligen Ausnehmungen 80 und 90 für den Abdeckring 70 (Fig. 9) bzw. für die Außenelektroden 6' und den Halterungsring 5' (Fig. 8) sind in Fig. 10 dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Zerstäuber nach der nicht elektrostatischen Beschichtung in umgekehrter Reihenfolge wieder von seiner Abdeckung befreit und wieder mit der zwischenzeitlich abgelegten Außenelektrodenanordnung versehen werden.FIG. 8 shows how, in three successive steps (8a, 8b and 8c), in a manner similar to the deposition of the outer electrodes of the atomizer 1 according to FIG. 3, the retaining ring 5 'with the outer electrodes 6' attached to it in a deposition plate 30 'is filed. Since after lifting the atomizer 1 '(step 8c) and the retaining ring 5' remains in the tray, this (instead of the
Die Ablageplatte 30' kann mehrere Ablagestellen mit je einer Ausnehmung 80 bzw. 90 für die Elektrodenanordnungen von zwei oder mehr Zerstäubern bzw. für die zugehörigen Abdeckungen 70 enthalten. Entsprechendes gilt auch für die Ablagevorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels.The storage plate 30 'may include a plurality of storage locations each having a
Wie in Fig. 8 bei 82 angedeutet ist, können die Ablagevorrichtungen mit einer Einrichtung zur automatisch gesteuerten Reinigung der von dem Zerstäuber entfernten Teile, hier also der an dem Halterungsring 5' befestigten Außenelektroden 6' versehen sein. Auch sonstige Teile des Zerstäubers einschließlich des Gehäuseteils 20 und des Glockentellers können auf diese Weise gereinigt werden. Beispielsweise kann die Reinigungseinrichtung 82 durch einen die abgelegten Teile des Zerstäubers umschließenden Behälter gebildet sein, welcher an der zu der Zerstäuberseite entgegengesetzten Rückseite der Ablageplatte 30' befestigt ist, und in welcher zumindest die abgelegten Teile mit einem Reinigungsmedium besprüht oder bestrahlt werden. Derartige Reinigungseinrichtungen sind an sich bekannt (EP 0 333 040 und 1 367 302). Als Reinigungsmedium kann Lösemittel und Druckluft und insbesondere auch Trockeneis verwendet werden, das bekanntlich aus CO2 in verfestigter Form besteht (DE 101 45 168, DE 102 54 159). Eine derartige Reinigungseinrichtung kann auch für die Ablagestellen der Ablageplatte 30 (Fig. 5) vorhanden sein. Wenn mehrere Ablagestellen für zwei oder mehr Zerstäuber vorhanden sind, kann an jeder Ablagestelle eine Reinigungseinrichtung vorgesehen sein.As indicated at 82 in FIG. 8, the depositing devices can be provided with a device for automatically controlled cleaning of the parts removed from the atomizer, in this case the outer electrodes 6 'fastened to the retaining ring 5'. Other parts of the atomizer, including the
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können in verschiedener Hinsicht abgewandelt werden. Insbesondere besteht die eingangs schon erwähnte Möglichkeit, für die nicht elektrostatische Beschichtung nicht nur die Außenelektroden selbst und ggf. ihren Halterungsring abzulegen, sondern mit ihnen weitere Bestandteile der Außenaufladungseinrichtung und/oder sonstige Teile des Zerstäubers. Wie ebenfalls schon erwähnt wurde, können die mit Außenelektroden versehenen Rotationszerstäuber nach der elektrostatischen Beschichtung auch vollständig abgelegt und durch andere vollständige Rotationszerstäuber ohne Außenelektroden für die nicht elektrostatische Beschichtung anderer Werkstückbereiche ersetzt werden, und umgekehrt. Das automatische Auswechseln vollständiger Zerstäuber ist an sich bekannt (EP 1 245 296 und 1 245 348).The described embodiments can be modified in various ways. In particular, the possibility already mentioned at the outset is to deposit not only the outer electrodes themselves and possibly their retaining ring for the non-electrostatic coating, but also other components of the external charging device and / or other parts of the atomizer. As has already been mentioned, the rotary atomizers provided with external electrodes can also be completely deposited after the electrostatic coating and replaced by other complete rotary atomizers without external electrodes for the non-electrostatic coating of other workpiece areas, and vice versa. The automatic replacement of complete atomizers is known per se (EP 1 245 296 and 1 245 348).
Claims (30)
unter Verwendung mindestens eines an einer Manipulatormaschine (2) montierten Rotationszerstäubers (1) mit Außenelektroden (6), die zur Außenaufladung des abgesprühten Beschichtungsmaterials auf ein Hochspannungspotential gelegt werden,
wobei ein Werkstückbereich von dem Rotationszerstäuber (1) elektrostatisch mit dem von den Außenelektroden (6) aufgeladenen Beschichtungsmaterial beschichtet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass in der selben Beschichtungszone oder Beschichtungskabine ein anderer Werkstückbereich oder ein anderes Werkstück mit dem oder einem anderen Rotationszerstäuber (1) ohne Aufladung des Beschichtungsmaterials beschichtet wird.Method for the automatic serial coating of workpieces such as in particular the components and / or attachments of vehicle bodies with electrically conductive coating material in a coating zone or coating booth
using at least one rotary atomizer (1) mounted on a manipulator machine (2) with external electrodes (6) placed on a high voltage potential for external charging of the sprayed coating material,
wherein a workpiece portion of the rotary atomizer (1) is electrostatically coated with the coating material charged by the external electrodes (6),
characterized in that in the same coating zone or coating booth another workpiece area or another workpiece is coated with the or another rotary atomizer (1) without charging the coating material.
mit einer Beschichtungszone oder Beschichtungskabine, die mindestens eine Manipulatormaschine (2) enthält,
und mit mindestens einem an der Manipulatormaschine (2) montierbaren Rotationszerstäuber (1) mit Außenelektroden (6), die zur Außenaufladung des abgesprühten Beschichtungsmaterials auf ein Hochspannungspotential gelegt werden,
wobei ein Werkstückbereich von dem Rotationszerstäuber (1) elektrostatisch mit dem von den Außenelektroden aufgeladenen Beschichtungsmaterial beschichtet wird,
dadurch gekennzeichnet, dass in der selben Beschichtungszone oder Beschichtungskabine ein anderer Werkstückbereich oder ein anderes Werkstück mit dem oder einem anderen Rotationszerstäuber (1) ohne Aufladung des Beschichtungsmaterials beschichtet wird.Coating plant for automatic serial coating of workpieces, in particular of the components and / or attachments of vehicle bodies with electrically conductive coating material
with a coating zone or coating booth containing at least one manipulator machine (2),
and with at least one rotary atomizer (1) which can be mounted on the manipulator machine (2) and has external electrodes (6) which are set to a high-voltage potential for external charging of the sprayed-on coating material,
wherein a workpiece portion of the rotary atomizer (1) is electrostatically coated with the coating material charged by the external electrodes,
characterized in that in the same coating zone or coating booth another workpiece area or another workpiece is coated with the or another rotary atomizer (1) without charging the coating material.
wobei die Außenelektroden in Halteelementen (6) aus Isolierwerkstoff sitzen,
und dass zum Entfernen der Außenelektroden
die Halteelemente (6) mit den Elektroden
oder die Außenaufladungseinrichtung einschließlich der Halteelemente, der Befestigungshalterung und/oder der elektrischen Verbindungseinrichtung
oder die Außenaufladungseinrichtung einschließlich eines Au-βengehäuses des Rotationszerstäubers, an dem die Außenaufladungseinrichtung befestigt ist,
als von dem Zerstäuber abnehmbare Einheit ausgebildet sind.Coating plant according to claim 19 or 20, characterized in that a rotary atomizer (1) with an external charging device is provided, which serves to secure the outer electrodes to the atomizer (1) holder (5) and an electrical connection means 15,17) for connecting the Contains external electrodes to the high voltage,
wherein the outer electrodes are seated in holding elements (6) made of insulating material,
and that for removing the outer electrodes
the holding elements (6) with the electrodes
or the external charging device including the holding elements, the mounting bracket and / or the electrical connection device
or the external charging device including an outer housing of the rotary atomizer to which the external charging device is attached,
are formed as removable from the atomizer unit.
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