DE102016001544A1

DE102016001544A1 - Isolationseinrichtung sowie Beschichtungssystem hiermit

Info

Publication number: DE102016001544A1
Application number: DE102016001544.6A
Authority: DE
Inventors: Jan Reichler; Ralph MEIER
Original assignee: Eisenmann SE
Current assignee: B+m Surface Systems De GmbH
Priority date: 2016-02-10
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2017-08-10
Also published as: CN108602078B; WO2017137562A1; US10898917B2; EP3414017A1; US20190047005A1; EP3414017B1; CN108602078A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Isolationseinrichtung für ein Beschichtungssystem zum Beschichten von Gegenständen, wobei das Beschichtungssystem eine elektrostatisch arbeitende Applikationsvorrichtung mit einer Abgabeeinrichtung, mittels welcher ein Beschichtungsmaterial abgebbar ist, und wenigstens einem Vorlagebehälter für Beschichtungsmaterial umfasst, der über eine Einlassleitung mit einer Eingangs-Ventileinrichtung und über eine Versorgungsleitung mit der Abgabeeinrichtung verbunden ist, wobei die Isolationseinrichtung einen Kanal mit einem in dem Kanal bewegbaren Räumkörper umfasst, wobei der Räumkörper ein elektrisch isolierendes Material aufweist und zwischen einer Parkposition und einer Isolationsposition bewegbar ist, wobei der Räumkörper so ausgebildet ist, dass der Räumkörper bei einer Bewegung von der Parkposition zu der Isolationsposition oder von der Isolationsposition zu der Parkposition eine Innenmantelfläche des Kanals von Material befreit, so dass zwischen dem Vorlagebehälter und der Eingangs-Ventileinrichtung eine elektrische Isolationsstrecke ausbildbar ist, wobei der Räumkörper mittels eines Fluiddrucks bewegbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Beschichtungssystem mit einer Isolationseinrichtung.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Isolationseinrichtung sowie ein Beschichtungssystem zum Beschichten von Gegenständen, wobei das Beschichtungssystem eine elektrostatisch arbeitende Applikationsvorrichtung mit einer Abgabeeinrichtung, mittels welcher ein Beschichtungsmaterial abgebbar ist, und wenigstens einem Vorlagebehälter für Beschichtungsmaterial umfasst, der über eine Einlassleitung mit einer Eingangs-Ventileinrichtung und über eine Versorgungsleitung mit der Abgabeeinrichtung verbunden ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Mit derartigen Beschichtungssystemen werden beispielsweise in der Automobilindustrie Gegenstände wie Fahrzeugkarosserien oder Karosserieteile mithilfe der elektrostatisch arbeitenden Applikationseinrichtung beschichtet. Das Beschichtungsmaterial, beispielsweise ein Lack, wird dabei von der Abgabeeinrichtung abgegeben und einem elektrischen Feld ausgesetzt. In dem elektrischen Feld wird das abgegebene Beschichtungsmaterial ionisiert und mittels elektrostatischer Kräfte zu dem zu beschichtenden Gegenstand transportiert. Üblicherweise liegt der Gegenstand hierbei auf Massepotential. Bei einer solchen Applikationseinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Hochrotationszerstäuber handeln, bei dem die Abgabeeinrichtung einen rotierenden Glockenteller umfasst, von dem kleinste Lacktröpfchen abgeschleudert werden. Der so entstehende Lacknebel wird im elektrischen Feld ionisiert und dadurch auf den zu beschichtenden Gegenstand transportiert.
Bei der Eingangs-Ventileinrichtung kann es sich in der Praxis beispielsweise um einen sogenannten Farbwechsler handeln, der aus Ringleitungen mit unterschiedlichen Medien gespeist wird. Soll zwischen zwei Beschichtungsvorgängen beispielsweise der Farbton gewechselt werden, muss die Abgabeeinrichtung mit einem anderen Beschichtungsmaterial versorgt werden. Um einen solchen Farbwechsel zeiteffizient durchführen zu können, sind bei modernen Beschichtungssystemen häufig zwei Versorgungsstränge vorgesehen. Damit kann während eines Beschichtungsvorgangs die Applikationseinrichtung aus einem Versorgungsstrang mit einem ersten Beschichtungsmaterial gespeist werden und gleichzeitig ein zweiter Versorgungsstrang mit einem zweiten Beschichtungsmaterial vorbereitet werden. Dies reduziert die Farbwechselzeit.
Bei den eingangs erwähnten elektrostatisch arbeitenden Systemen muss zwischen der Applikationsvorrichtung und dem Rest des Beschichtungssystems während des Beschichtungsvorgangs eine Potentialtrennung aufgebaut und aufrechterhalten werden. Dazu müssen die Leitungen von der Applikationseinrichtung weg zumindest über einen ausreichend langen Abschnitt sauber und trocken sein. Die Leitungen selbst sind entsprechend aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt.
Für die Säuberung werden die entsprechenden Leitungsabschnitte mit einem Spülmittel gereinigt und anschließend mit Druckluft trockengeblasen, um eine elektrische Isolationsstrecke aufzubauen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Isolationseinrichtung sowie ein Beschichtungssystem der eingangs genannten Art anzugeben, mit deren Hilfe die Herstellung einer solchen Isolationsstrecke effektiv erfolgen kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch eine Isolationseinrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die erfindungsgemäße Isolationseinrichtung ist für ein Beschichtungssystem zum Beschichten von Gegenständen vorgesehen, wobei das Beschichtungssystem eine elektrostatisch arbeitende Applikationsvorrichtung mit einer Abgabeeinrichtung, mittels welcher ein Beschichtungsmaterial abgebbar ist, und wenigstens einem Vorlagebehälter für Beschichtungsmaterial umfasst, wobei der Vorlagebehälter über eine Einlassleitung mit einer Eingangs-Ventileinrichtung und über eine Versorgungsleitung mit der Abgabeeinrichtung verbunden ist.
Die Isolationseinrichtung umfasst einen Kanal mit einem in dem Kanal bewegbaren Räumkörper. Der Räumkörper weist ein elektrisch isolierendes Material auf und ist zwischen einer Parkposition und einer Isolationsposition bewegbar.
Der Räumkörper ist erfindungsgemäß mittels eines Fluiddrucks bewegbar und so ausgebildet, dass er bei einer Bewegung von der Parkposition zu der Isolationsposition oder von der Isolationsposition zu der Parkposition eine Innenmantelfläche des Kanals von Material befreit, sodass zwischen dem Vorlagebehälter und der Eingangs-Ventileinrichtung eine elektrische Isolationsstrecke ausbildbar ist.
Wird der Räumkörper zwischen der Parkposition und der Isolationsposition hin- oder herbewegt, kann bereits durch diese Räumbewegung zusammen mit dem elektrisch isolierenden Material des Räumkörpers eine elektrische Isolationsstrecke aufgebaut werden. Die Bewegung des Räumkörpers kann dabei vorteilhafterweise ausschließlich durch einen Fluiddruck erzeugt werden.
Unter dem den Räumkörper bewegenden Fluid können beispielsweise ein Beschichtungsmaterial, ein Isolationsmaterial, ein Spülmaterial oder Druckluft verstanden werden. Der Fluiddruck kann auf den Räumkörper beispielsweise durch einen direkten Kontakt zwischen Fluid und Räumkörper oder durch einen indirekten Kontakt wie beispielweise durch einen Molchkörper, der den Räumkörper kontaktiert und selbst dem Fluiddruck ausgesetzt ist, übertragen werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Isolationseinrichtung kann vorgesehen sein, dass der Räumkörper einen Isolationsabschnitt und einen Leitungsabschnitt aufweist. Durch die Aufteilung in Isolationsabschnitt und Leitungsabschnitt kann der Räumkörper in einer ersten Position, beispielsweise der Isolationsposition, mit dem Isolationsabschnitt eine Isolationsstrecke darstellen und somit eine Potentialtrennung bilden. In einer zweiten Position, beispielsweise der Parkposition, hingegen kann der Räumkörper mit dem Leitungsabschnitt eine Hindurchleitung, beispielsweise von Beschichtungsmaterial, durch den Räumkörper ermöglichen.
In diesem Zusammenhang kann es von Vorteil sein, wenn der Räumkörper eine Längsachse in Bewegungsrichtung aufweist und Isolationsabschnitt und Leitungsabschnitt entlang dieser Längsachse angeordnet sind. Somit ermöglicht es eine Bewegung des Räumkörpers, entlang der Längsachse je nach Position des Räumkörpers einmal mit dem Räumkörper eine Isolationsfunktion und einmal eine Leitungsfunktion zu realisieren.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Isolationsabschnitt in dem Kanal einen Isolationsraum definiert. Bewegt sich der Räumkörper in die Isolationsposition, kann einerseits die Innenmantelfläche des Kanals von möglicherweise leitfähigen Material freigeräumt werden. Andererseits bildet der Räumkörper mit seinem Isolationsabschnitt in der Isolationsposition innerhalb des Kanals einen Isolationsraum, der eine Potentialtrennung ermöglicht.
In diesem Zusammenhang kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der Isolationsraum mit einem Isolationsmaterial füllbar ist. Als Isolationsmaterial kann beispielsweise Luft, Ester oder Pflanzenöle, Vaseline oder (C10-C21)Alkansulfonsäurephenylester, eine unter den Handelsnamen Mesamoll und Mesamoll II vertriebene Mischung verschiedener Alkylsulfonsäureester des Phenols, eingesetzt werden.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Leitungsabschnitt eine Beschichtungsmaterialleitung aufweist. Es ist somit möglich, durch den Räumkörper, insbesondere durch die Beschichtungsmaterialleitung, Beschichtungsmaterial zu leiten. Dies kann insbesondere in der Parkposition des Räumkörpers vorgesehen sein. In dieser Position kann vorgesehen sein, dass der Räumkörper beispielsweise keine Potentialtrennung zur Verfügung stellt.
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die Beschichtungsmaterialleitung einen radial zur Bewegungsrichtung liegenden ersten Leitungsanschluss und einen an einer Stirnseite des Räumkörpers liegenden zweiten Leitungsanschluss aufweist. Dabei kann der Räumkörper beispielsweise eine zylindrische Grundform aufweisen. Der erste Leitungsanschluss kann bei einer solchen Grundform beispielsweise auf dem Außenumfang der zylindrischen Grundform angeordnet sein. Auf diese Weise kann dem Räumkörper beispielsweise über den an seinem Außenumfang zugänglichen ersten Leitungsanschluss beispielsweise Beschichtungsmaterial zuführbar und über den stirnseitig gelegenen zweiten Leitungsanschluss wieder abgebbar sein. Selbstverständlich kann die Förderrichtung auch umgekehrt sein. Es kann auch anstatt eines Beschichtungsmaterials ein anderes Fluid, das einer Potentialtrennung bedarf, über den ersten und den zweiten Leitungsanschluss zu- und abführbar sein.
In diesem Zusammenhang kann bei einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass der radiale Leitungsanschluss in der Isolationsposition eine Leitungsverbindung zwischen der Beschichtungsmaterialleitung und dem Vorlagebehälter und/oder der stirnseitige Leitungsanschluss eine Leitungsverbindung zwischen der Beschichtungsmaterialleitung und der Abgabeeinrichtung ermöglicht. Dies ermöglicht in der Isolationsposition eine Zuleitung beispielsweise von Beschichtungsmaterial über den Leitungsabschnitt des Räumkörpers, während der Isolationsabschnitt eine Potentialtrennung zwischen Applikationsvorrichtung und dem Rest des Beschichtungssystems ermöglicht.
Die Aufgabe wird auch durch ein Beschichtungssystem zum Beschichten von Gegenständen gemäß dem Anspruch 9 gelöst.
Das erfindungsgemäße Beschichtungssystem zum Beschichten von Gegenständen umfasst eine elektrostatisch arbeitende Applikationsvorrichtung mit einer Abgabeeinrichtung, mittels welche ein Beschichtungsmaterial abgebbar ist, und wenigstens einen Vorlagebehälter für Beschichtungsmaterial, der über eine Einlassleitung mit einer Eingangs-Ventileinrichtung und über eine Versorgungsleitung mit der Abgabeeinrichtung verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Beschichtungssystem eine Isolationseinrichtung, wie vorstehend beschrieben, umfasst.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Beschichtungssystems mit erfindungsgemäßen Isolationseinrichtungen;
2 eine vergrößerte Darstellung der Isolationseinrichtungen der 1;
3–11 verschiedene Betriebszustände des Beschichtungssystems der 1.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1. Grundlegender Aufbau des Beschichtungssystems
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Beschichtungssystem 10 zum Beschichten von Gegenständen, wie beispielsweise Fahrzeugkarosserien oder Anbauteilen hierfür, die nicht eigens gezeigt sind.
Das Beschichtungssystem 10 umfasst eine nur schematisch gezeigte elektrostatisch arbeitende Applikationsvorrichtung 12, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Figuren als ein Hochrotationszerstäuber 14 mit einem rotierenden Glockenteller 16 ausgebildet ist.
Die Applikationsvorrichtung 12 umfasst eine Abgabeleitung 18, über die Beschichtungsmaterial auf einen Gegenstand abgegeben werden kann. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel führt die Abgabeleitung 18 zu dem Glockenteller 16 des Hochrotationszerstäubers 14. Der Glockenteller 16 und die Abgabeleitung 18 bilden somit eine Abgabeeinrichtung 19.
Die Applikationsvorrichtung 12 kann wahlweise aus zwei Versorgungssträngen 20, 21 mit Beschichtungsmaterial versorgt werden. In den Figuren sind ein erster Versorgungsstrang 20 und ein baugleicher zweiter Versorgungsstrang 21 vorgesehen. Beide Versorgungsstränge 20, 21 erstrecken sich zwischen einer Eingangs-Ventileinrichtung 22 und einer Ausgangs-Ventileinrichtung 24.
Die Eingangs-Ventileinrichtung 22 ist bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel als Farbwechsler 26 ausgebildet, der aus Ringleitungen 28 mit unterschiedlichen Medien gespeist werden kann. Die Eingangs-Ventileinrichtung 22 ist außerdem mit einer Arbeitsleitung 30 verbunden, über die ein Arbeitsfluid wie beispielsweise Druckluft oder ein Spülmittel zugeführt werden kann. Die Arbeitsleitung 30 kann gleichzeitig als Entsorgungsleitung zur Abführung von Material aus dem System dienen. Alternativ kann hierfür auch eine separate Entsorgungsleitung vorgesehen sein. Für diesen Zweck kann die Arbeitsleitung 30 mit einer nicht eigens gezeigten Ventileinrichtung verbunden sein, welche die Arbeitsleitung 30 mit einer Druckluftquelle, eine Spülmittelquelle und/oder einem Auslass verbinden kann. Wenn nachfolgend weitere Leitungen als Arbeitsleitungen bezeichnet werden, erfüllen diese sinngemäß denselben Zweck und sind je nach Anforderung mit einer entsprechenden Ventileinrichtung und Materialquellen sowie einem Auslass verbunden.
Die Eingangs-Ventileinrichtung 22 kann – wie in 1 dargestellt – einteilig ausgebildet sein. Es sind bei einer Abwandlung für jeden Versorgungsstrang eine separate Eingangs-Ventileinrichtung oder noch kleinteiliger aufgeteilte Eingangs-Ventileinrichtungen denkbar.
Jeder Versorgungsstrang 20, 21 umfasst einen Vorlagebehälter 32, 33 in Form eines Kolbendosierers 34, 35, aus dem die Applikationsvorrichtung 12 über eine Versorgungsleitung 36, 37 gespeist werden kann. Der Kolbendosierer 34, 35 veranschaulicht lediglich ein Beispiel für einen Vorlagebehälter 32, 33 für Beschichtungsmaterial.
Um die Abgabeeinrichtung 19 der Applikationsvorrichtung 12 mit den Versorgungssträngen 20, 21 und beim vorliegenden Ausführungsbeispiel konkret mit deren Kolbendosierern 34, 35 zu verbinden, ist die Abgabeleitung 18 mit einer Ausgangs-Ventileinrichtung 24 verbunden, in die auch die jeweilige Versorgungsleitung 36, 37 jedes Versorgungsstranges 20, 21 mündet. Die Ausgangs-Ventileinrichtung 24 kann außerdem mit Arbeitsleitungen 38 für Druckluft/Spülmittel/Entsorgung verbunden sein und weist zur Steuerung der verschiedenen Leitungen und von innerhalb der Ausgangsventileinrichtung 24 liegenden Leitungsabschnitten entsprechend zugeordnete Ventile 241–245 auf.
Die Kolbendosierer 34, 35 umfassen jeweils einen Zylinder 40, 41, in dem jeweils ein Kolben 42, 43 jeweils mithilfe eines nicht eigens dargestellten Kolbenantriebs bewegt werden kann. Die Kolben 42, 43 begrenzen mit den Zylindern 40, 41 jeweils einen Arbeitsraum 44, 45. Der jeweilige Arbeitsraum 44, 45 ist mit seiner zugehörigen Versorgungsleitung 36, 37 jeweils über eine Dosierer-Ventileinheit 46, 47 verbunden. Die Dosierer-Ventileinheiten 46, 47 weisen für die entsprechenden Leitungen und Leitungsabschnitte jeweils Ventile 461–465 bzw. 471–475 auf. Die Dosierer-Ventileinheit 46, 47 kann als bauliche Einheit mit dem Kolbendosierer 34, 35 ausgebildet sein, um ein kompaktes und leichtes Bauteil mit geringen Leitungslängen darzustellen.
Des Weiteren ist der jeweilige Arbeitsraum 44, 45 über die jeweilige Dosierer-Ventileinheit 46, 47 jeweils mit einer Einlassleitung 48, 49 verbunden. Ferner münden jeweils eine erste Arbeitsleitung 50, 51, die beispielsweise als Ablassleitung dienen kann, und eine zweite Arbeitsleitung 54, 55, die, wie in den Figuren dargestellt, jeweils mit dem Farbwechsler 26 verbunden sein kann, in die jeweilige Dosierer-Ventileinheit 46, 47. Die erste und die zweite Arbeitsleitung können beispielsweise für Druckluft/Spülmittel oder als Entsorgungsleitung dienen.
Die Einlassleitungen 48, 49 erstrecken sich jeweils zwischen dem Farbwechsler 26 und dem jeweiligen Kolbendosierer 34, 35 und können beispielsweise jeweils einen molchbaren Leitungsabschnitt 481, 491, umfassen. In dem molchbaren Leitungsabschnitt 481, 491 der Figuren ist jeweils ein Molch 482, 492 dargestellt.
Um zwischen dem Farbwechsler 26 und der Applikationsvorrichtung 12 eine Isolationsstrecke aufzubauen, ist jeweils zwischen den Vorlagebehältern 32, 33, insbesondere den Kolbendosierern 34, 35, einerseits und der Applikationsvorrichtung 12 andererseits jeweils eine Isolationseinrichtung 100, 101 vorgesehen. Bei den in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen ist jede Isolationseinrichtung 100, 101 über die jeweilige Versorgungsleitung 36, 37 mit der Applikationsvorrichtung 12, über jeweils eine Beschichtungsmaterial-Abgabeleitung 52, 53 mit dem jeweiligen Kolbendosierer 34, 35, insbesondere der jeweiligen Dosierer-Ventileinheit 46, 47, und über die jeweilige Einlassleitung 48, 49 mit dem Farbwechsler 26 verbunden. Die Isolationseinrichtungen 100, 101 weisen neben den genannten Anschlüssen jeweils noch weitere Anschlüsse zu Arbeitsleitungen und/oder Isolationsmaterial auf, wie nachstehend näher erläutert wird. Die jeweilige Isolationseinrichtung 100, 101 kann ebenfalls mit dem jeweiligen Kolbendosierer 34 und gegebenenfalls mit der jeweiligen Dosierer-Ventileinheit 46, 47 eine bauliche Einheit bilden. Dies ermöglicht, wie bereits erwähnt, eine besonders kurze Leitungsführung und eine kompakte und leichte Bauweise, die beispielsweise eine Anbringung an einem Unterarm eines Knickarmroboters (in Verbindung mit einer von dem Kolbendosierer getrennten Anbringung der Applikationseinrichtung 19 an dem Handgelenk eines solchen Knickarmroboters).
Die 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Isolationseinrichtung 100.
Zur Vereinfachung der Beschreibung wird in der 2 nur die Isolationseinrichtung 100 im Detail beschrieben. Die Ausführungen gelten jedoch sinngemäß auch für die zweite Isolationseinrichtung 101.
Die Isolationseinrichtung 100 umfasst einen Räumkörper 102, der in einem Kanal 104 mit einer Innenmantelfläche 106 entlang einer Bewegungsrichtung X hin- und herbewegt werden kann. Der Räumkörper 102 ist in den 1–3 in einer Schnittdarstellung gezeigt.
Der Kanal 104 weist in der in den Figuren gezeigten Ausführungsform entlang der Bewegungsrichtung X zwei unterschiedliche Querschnitte auf. Einem mit einer beispielsweise kleineren Querschnittsfläche versehenen Isolationsbereich 110 – dargestellt durch eine geschweifte Klammer – folgt entlang der Bewegungsrichtung X ein mit einer größeren Querschnittsfläche versehener Leitungsbereich 112, ebenfalls durch eine geschweifte Klammer bezeichnet. Es könnten alternativ auch andere Größenverhältnisse vorgesehen sein.
Der Räumkörper 102 ist aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt und weist entlang seiner Bewegungsrichtung X in der in den Figuren gezeigten Ausführungsform eine im Wesentlichen zylindrische Grundform auf, die sich hintereinander entlang der Bewegungsrichtung X gesehen in einen Isolationsabschnitt 114 und einen Leitungsabschnitt 116 – wiederum durch geschweifte Klammern bezeichnet – aufteilen lässt. Die Außengeometrie des Räumkörpers 102 in dem Isolationsabschnitt 114 und in dem Leitungsabschnitt 116 ist zumindest abschnittsweise komplementär zu dem Innenquerschnitt des jeweiligen Bereichs 110, 112 des Kanals 104. Selbstverständlich sind auch andere komplementäre Grundformen denkbar, die sich entlang einer Bewegungsrichtung entlang einer bestimmten Strecke gegeneinander verschieben lassen.
In dem Isolationsbereich 110 des Kanals 104 bildet sich in dem Isolationsabschnitt 114 zwischen der Außenoberfläche des Räumkörpers 102 ein Isolationsraum 120 aus. Der Isolationsraum 120 ist über Anschlüsse 122, 124 mit Zu- bzw. Ableitungen 126, 128 verbunden. Die Zuleitung 126 weist ein Ventil 1261, die Ableitung 128 ein Ventil 1281 auf. Über die Zuleitung 126 und die Ableitung 128 kann der Isolationsraum 120 beispielsweise mit einem Spülmedium gespült und/oder mit einem Isolationsmaterial gefüllt und ein Isolationsmedium wieder abgeführt werden kann. Üblicherweise befindet sich das Isolationsmaterial während des Beschichtungsvorgangs in dem Isolationsraum 120 und kann im Fall von Verunreinigungen über die Anschlüsse 122, 124 und die zugehörigen Arbeitsleitungen 126, 128 bei einer entsprechenden Stellung der Ventile 1261, 1281 ausgetauscht werden.
Der Isolationsabschnitt 114 befindet sich bei einer Bewegung des Räumkörpers 102 stets in dem beispielsweise mit einem kleineren Kanalquerschnitt versehenen Isolationsbereich 110, während sich der Leitungsabschnitt 116 des Räumkörpers 102 zu einem Teil ebenfalls in diesen Isolationsbereich 110 und zu einem anderen Teil in dem Leitungsbereich 112 bewegt.
Zur Ausbildung des bereits erwähnten Isolationsraums 120 befindet sich dementsprechend in dem Isolationsabschnitt 116 zwischen einem ersten Abschnitt 130 und einem zweiten Abschnitt 132, die beide eine zur Innenmantelfläche 106 komplementäre Außenkontur aufweisen, ein Abschnitt 134, der eine kleinere Querschnittsfläche als der Kanal 104 aufweist und so ausgebildet ist, dass sich zwischen dessen Außenkontur und der Innenmantelfläche der Isolationsraum 120 ausbilden kann.
Der Leitungsabschnitt 116 des Räumkörpers 102 weist eine vergleichbare Außengeometrie auf. An den Abschnitt 132 schließt sich ein Abschnitt 136 an, der ebenfalls eine reduzierte Querschnittsfläche aufweist und somit ebenfalls einen Raum 138 zwischen der äußeren Oberfläche des Abschnitts 136 und der Innenmantelfläche 106 des Kanals 104 ausbildet. Der Raum 138 ist ebenfalls über einen Anschluss 140 und eine Arbeitsleitung 1401 mit einem Ventil 1402 von außen zugänglich. An diesen Abschnitt 136 schließt sich ein Abschnitt 142 an, der hinsichtlich seiner Außenkontur komplementär zur Innenmantelfläche 106 des Leitungsbereichs 112 ausgebildet ist und somit eine größere Querschnittsfläche als die Abschnitte 130, 132 aufweist.
Der Leitungsabschnitt 116 des Räumkörpers 102 weist einen Leitungskanal 144 auf, der einen entlang der Bewegungsrichtung X verlaufenden Abschnitt 146 und einen radial zur Bewegungsrichtung X verlaufenden Abschnitt 148 aufweist. Der Abschnitt 146 weist eine Mündung 150 auf, die den Leitungskanal 144 mit dem Innenraum des Leitungsbereichs 112 des Kanals 104 verbindet. Der radiale Leitungskanalabschnitt 148 weist einen Anschluss 152 auf, der den Leitungskanal 144 über die Beschichtungsmaterial-Abgabeleitung 52 mit dem Kolbendosierer 34, insbesondere der Dosierer-Ventileinheit 46 verbindet. Die Beschichtungsmaterial-Abgabeleitung 52 weist ein Ventil 521 zum Öffnen und Verschließen der Beschichtungsmaterial-Abgabeleitung 52 auf.
In dem Leitungsabschnitt 112 des Kanals 104 befindet sich ein erster Anschlag 154, der eine Bewegung des Räumkörpers 102 innerhalb des Kanals 104 in einer ersten Richtung begrenzt. Einen zweiten Anschlag 156 bildet der Übergang von dem Leitungsbereich 112 zu dem Isolationsbereich 110 des Kanals 104, der mit einer stufenförmigen Reduzierung der inneren Querschnittsfläche verbunden ist.
Die Abschnitte 130, 132 und 142, deren äußere Oberfläche komplementär zu der Innenmantelfläche 106 des Kanals 104 ist, sind so ausgestaltet, dass zwischen der äußeren Oberfläche der Abschnitte 130, 132 und 142 und der Innenmantelfläche 106 kein Durchtritt eines Fluids möglich ist. Dies kann beispielsweise durch geeignete Dichtmittel oder durch eine geeignete Wahl der Geometrien der zusammen wirkenden Oberflächen erreicht werden. Sollte bei einer Bewegung des Räumkörpers 102 an der Innenmantelfläche 106 noch Beschichtungsmaterial anhaften, kann dieses durch die Bewegung des Räumkörpers 102 von der Innenmantelfläche 106 entfernt werden.
Zwischen der Stirnseite 131, die der Mündung 150 gegenüberliegt, und dem Molchkörper 482, der sich in der Einlassleitung 48 befindet, bildet sich ein Zwischenraum aus, der über Leitungen 483, 484 mit zugehörigen Ventilen 485, 486 belüftet und gegebenenfalls gespült bzw. unter Druck gesetzt werden kann.
2. Verfahren
Es wird nun im Folgenden die Funktionalität der Isolationseinrichtung 100 im Zusammenwirken mit dem Beschichtungssystem 10 beschrieben.
In den Figuren sind die in den Leitungen oder Behältern befindlichen Materialien wie folgt gekennzeichnet: Luft: kreuzschraffiert, Beschichtungsmaterial: senkrecht schraffiert, Spülmittel: schräg schraffiert, und Isoliermedium: punktiert.
Zunächst wird auf die 1 Bezug genommen.
In dem in 1 gezeigten Zustand wird zunächst ausgehend vom Farbwechsler 26 über die Einlassleitung 48, insbesondere über die Molchleitung 481, ein erstes Beschichtungsmaterial angedrückt. Entsprechend bewegt sich der Molch 482 in der Molchleitung 481, angetrieben durch den Fluiddruck des geförderten Beschichtungsmaterials, auf die Isolationseinrichtung 100 zu. Zwischen Molch 482 und der Isolationseinrichtung 100, insbesondere dem Räumkörper 102, befindliches Fluid, wie beispielsweise Luft, kann über die Leitung 484 bei einer Offenstellung des Ventils 486 aus der Einlassleitung 48 entweichen.
Bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausgangstellung sind die Ventile 461–465 bzw. 471–475 der Dosierer-Ventileinheit 46 bzw. 47, die Ventile 241–245 der Ausgangs-Ventileinheit 24, das Ventil 521 der Beschichtungsmaterial-Abgabeleitung 52, die Ventile 1261, 1281 der Leitungen 126, 128, das Ventil 485 der Leitung 483 sowie das Ventil 1402 der Leitung 1401 am Anschluss 140 geschlossen.
3 zeigt das Beschichtungssystem 10 der 1. Im Unterschied zur 1 sind die Isolationseinrichtungen 100, 101 nur teilweise geschnitten dargestellt.
In 3 ist nach dem Belüftungsvorgang das Ventil 1281 geschlossen worden und das Beschichtungsmaterial ist soweit in Richtung der Applikationseinrichtung 19 herangefördert, dass der Molch 482 den Räumkörper 102 der Isolationseinrichtung 100 erreicht und bereits ein Stück weit mitgeschoben hat. Durch die Bewegung des Räumkörpers 102 verkleinert sich der Raum 138. Ein eventuell mit gefördertes Fluid, wie etwa Luft, kann über den Anschluss 140 und die zugehörige Arbeitsleitung 1401 abgeführt werden. Entsprechend befindet sich das Ventil 1402 in seiner Offenstellung. Die Bewegung des Räumkörpers 102 kann auch zusätzlich pneumatisch unterstützt werden.
Gleichzeitig wird ein Spülmittel über die Arbeitsleitung 54 in eine Spülmittelkammer (nicht gesondert dargestellt) des Kolbendosierers 34 eingebracht. Dazu befinden sich die Ventile 463, 465 der Dosierer-Ventileinheit 46 in einer Offenstellung, die Ventile 461, 462, 464 der Dosier-Ventileinheit 46 in einer geschlossenen Stellung. Diese Spülmittelmenge kann in einem späteren Verfahrensschritt verwendet werden.
Die Ventilstellung der übrigen Ventile des Versorgungstrangs 20 verbleibt unverändert.
In 4 hat der Räumkörper 102 seine endgültige Parkposition erreicht. Der Raum 138 ist nun minimal, da der Räumkörper 102 mit dem Abschnitt 142 an dem Anschlag 154 angeschlagen ist. Der Befüllungsvorgang des Kolbendosierers 34 mit Spülmittel ist beendet, die Leitungen 50, 54, der Arbeitsraum 44 des Kolbendosierers 34 sowie die beteiligten Leitungsabschnitte der Dosierer-Ventileinheit 46 werden mit Druckluft frei geblasen. Hierfür sind die Ventile 463, 465, 461 geöffnet.
Durch das Erreichen der Parkposition des Räumkörpers 102 wird in der Einlassleitung 48 für das geförderte Beschichtungsmaterial der Zugang zu dem Anschluss 152 frei, der die Isolationseinrichtung 100 über die Abgabeleitung 52 mit der Dosierer-Ventileinheit 46 und damit mit dem Kolbendosierer 34 verbindet.
In 5 ist dargestellt, wie der Kolbendosierer 34 über die Einlassleitung 48, die Isoliereinrichtung 100, die Abgabeleitung 52 und die Dosierer-Ventileinheit 46 mit Beschichtungsmaterial gefüllt wird. Hierzu sind die Ventile 461, 463 der Dosierer-Ventileinheit 46 geschlossen, die Ventile 462, 465 geöffnet. Gleichzeitig ist das Ventil 521 der Abgabeleitung 52 ebenfalls geöffnet, sodass das Beschichtungsmaterial aus der Abgabeleitung 48, insbesondere den molchbaren Abschnitt 481, über den Anschluss 152 in den Arbeitsraum 44 des Kolbendosierers 34 gedrückt werden kann.
In 6 ist der Befüllvorgang des Kolbendosierers 34 abgeschlossen. Das Ventil 521 der Beschichtungsmaterial-Abgabeleitung 52 ist geschlossen. Der Räumkörper 102 wird über die Arbeitsleitung 1401 bei geöffnetem Ventil 1402 mittels Druckluft, die in den Raum 138 eingepresst wird, aus der Parkposition in die Isolierposition bewegt. Dabei wird der Molch 482 in der Molchleitung 481 zusammen mit dem noch in der Leitung 48 befindlichen Beschichtungsmaterial zurückgedrückt.
Die in 6 gezeigte Position des Räumkörpers 102 ist die Isolierposition. Durch den Isolationsabschnitt 114 des Räumkörpers 102 (siehe 2) besteht nun eine Potentialtrennung zwischen der Einlassleitung 48 und den Arbeitsleitungen 126, 128 einerseits und dem Kolbendosierer 34, der Abgabeeinrichtung 12 und den Kolbendosierer 34 und die Abgabeeinrichtung 12 verbindenden Leitungen andererseits. Für eine besonders gute Isolationswirkung ist der Isolationsraum 120 üblicherweise mit einem Isolationsmedium permanent gefüllt. Das Isolationsmedium kann im Fall von Verunreinigungen über die Anschlüsse 122, 124 sowie die zugehörigen Arbeitsleitungen 126, 128 ausgetauscht werden. Die Isolationsposition und der Anpressdruck zwischen dem Räumkörper 102 und dem Farbwechsler 26 werden durch geeignete Maßnahmen gesichert.
Wie in 7 dargestellt, erfolgt nach dem Erreichen der Isolationsposition des Räumkörpers 102 ein Andrücken des Beschichtungsmaterials, ausgehend von dem Kolbendosierer 34 über die Dosierer-Ventileinheit 46, die Beschichtungsmaterial-Abgabeleitung 52, den Anschluss 152, den Leitungskanal 144, die Mündung 150, den Kanal 104, der nach dem Anschlag 154 in die Versorgungsleitung 36 mündet, die Ausgangs-Ventileinrichtung 24 und die Abgabeleitung 18 zu dem Glockenteller 16. Dabei sind die Ventile 465, 462 der Dosierer-Ventileinheit 46, das Ventil 521 der Abgabeleitung 52 sowie das Ventil 242 der Ausgangs-Ventileinheit 24 geöffnet.
Gleichzeitig erfolgt ein Befüllen des Isolierraums 120 mit einem Isoliermedium, sofern es nicht geschehen ist. Hierzu sind die Ventile 1281 und 1261 geöffnet, sodass über die Leitung 128 das Isoliermedium zu und überschüssiges Isoliermedium über die Leitung 126 abgeführt werden kann. Die übrigen Ventile sind geschlossen.
Nach dem Beenden des Befüllvorgang des Isolierraums 120 und dem Abschluss des Andrückens kann der Beschichtungsmaterial-Abgabeprozess starten. Dies ist in 8 dargestellt. Die Ventile 1281 und 1261 sind wieder geschlossen.
Mit dem Anlegen der Hochspannung an der Abgabeeinrichtung 12 stehen auch die mit der Abgabeeinrichtung 12 elektrisch verbundenen Teile des Beschichtungssystems 10 unter Hochspannung. Hierzu gehören aufgrund der Leitfähigkeit des Beschichtungsmaterials alle beschichtungsmaterialführenden Leitungen, somit insbesondere auch der Kolbendosierer 34 sowie Teile der Isolationseinrichtung 100. Die Grenze zwischen unter Hochspannung stehenden Teilen und dem Restsystem ist in 8 als strichpunktierte Linie A angedeutet. Die Grenze verläuft durch die noch leere oder bereits wieder gereinigte Versorgungsleitung des zweiten Versorgungsstrangs 21, die leere Arbeitsleitung 1401 des Anschlusses 140 der Isolationseinrichtung 100, den eigentlichen Isolationsraum 120 (durch eine ellipsenförmige Umrandung dargestellt) sowie durch die entleerte zweite Arbeitsleitung 54, die den Farbwechsler 26 mit der Dosierer-Ventileinheit 46 verbindet (ebenfalls dargestellt durch eine ellipsenförmige Umrandung),
Bereits während des Beschichtungsvorgangs kann parallel in dem zweiten Versorgungsstrang 21 eine Befüllung des Kolbendosierers 35 beginnen. Dies ist in 9 dargestellt. Es wird bereits ein zweites Beschichtungsmaterial über die Einlassleitung 49, die Isolationseinrichtung 101, die Abgabeleitung 53 und die Dosierer-Ventileinheit 47 in den Kolbendosierer 35 eingefüllt.
Nach dem Ende des Beschichtungsvorgangs in dem ersten Versorgungsstrang 20 wird das mit Beschichtungsmaterial benetzte Leitungssystem des ersten Versorgungsstrangs 20 mit Spülmittel gespült und das verbliebene Beschichtungsmaterial in die Leitung 48 zurückgeschoben. Wird hierfür das in dem Kolbendosierer 34 bevorratete Spülmittel verwendet, kann dieser erste Spülvorgang noch mit angelegter Hochspannung durchgeführt werden. Danach wird die Hochspannung abgeschaltet und die Farbapplikationsstrecke, umfassend die Abgabeleitung 18, die in der Ausgangs-Ventileinheit 24 benetzten Leitungen und Ventile, die Versorgungleitung 36, den Kanal 104 der Isolationseinrichtung 100, die Beschichtungsmaterial-Abgabeleitung 52 sowie die entsprechenden Leitungsabschnitte der Dosierer-Ventileinheit 46 unter weiterer Zugabe von Spülmittel, beispielsweise aus den Arbeitsleitungen 54, 38, gereinigt. Hierfür sind die Ventile 465, 463, 462 der Dosierer-Ventileinheit 46, das Ventil 521 der Abgabeleitung 52 sowie die Ventile 241, 242 der Ausgangs-Ventileinheit 24 geöffnet.
Nach dem Spülvorgang wird die für die zurückliegende Beschichtung verwendete Strecke des Versorgungsstrangs 20 frei geblasen. Dies ist in 10 dargestellt. Für diesen Vorgang sind die Ventile 463, 465, 462 der Dosierer-Ventileinheit 46, das Ventil 521 der Abgabeleitung 52 und die Ventile 242, 243 der Ausgangs-Ventileinheit 24 geöffnet, die Ventile 461, 464 der Dosierer-Ventileinheit 46 sowie die Ventile 241, 244, 245 der Ausgangs-Ventileinrichtung 24 geschlossen. Die Druckluft kann beispielsweise über die Leitungen 54, 38 zugeführt bzw. abgeführt werden.
Gleichzeitig ist in dem zweiten Versorgungsstrang 21 der Befüllvorgang des Kolbendosierers 35 mit Beschichtungsmaterial sowie des Isolierraums 121 mit Isoliermedium abgeschlossen. Der Räumköper 103 der Isolationseinrichtung 101 des zweiten Versorgungsstrangs 21 befindet sich bereits in der Isolationsposition und das zweite Beschichtungsmaterial ist bereits bis zur Ausgangs-Ventileinheit 24 angedrückt.
Anschließend kann – nach Umschaltung der entsprechenden Ventile und einem Abschluss des Heranförderns des zweiten Beschichtungsmaterials bis zum Glockenteller 16 – erneut Hochspannung angelegt werden und der Beschichtungsvorgang kann mit dem zweiten Beschichtungsmaterial aus dem zweiten Versorgungsstrang 21 gestartet werden.
Dies ist in 11 dargestellt. Die aus der Stellung des Räumkörpers 103 in der Isolierposition und der geleerten Arbeitsleitung 55 resultierende Potentialtrennung der Applikationseinrichtung 12, der elektrisch mit der Applikationseinrichtung 12 verbundenen Teile der Isoliereinrichtung 101 sowie des Kolbendosierers 33 von dem Rest des Beschichtungssystems sind in der 11 mittels der strichpunktierten Linie B dargestellt. Die Grenze verläuft durch die wieder geleerte Versorgungsleitung des ersten Versorgungsstrangs 20, die leere Arbeitsleitung des Belüftungsanschlusses der Isolationseinrichtung 101 des zweiten Versorgungstranges 21, den eigentlichen Isolationsraum der Isolationseinrichtung 101 (durch eine ellipsenförmige Umrandung dargestellt) sowie durch die entleerte zweite Arbeitsleitung 55 des zweiten Versorgungstranges 21, die den Farbwechsler 26 mit der Dosierer-Ventileinheit 47 des zweiten Versorgungstranges 21 verbindet (ebenfalls dargestellt durch eine ellipsenförmige Umrandung).
Bereits während des Beschichtungsvorgangs aus dem Versorgungsstrang 21 kann in dem Versorgungsstrang 20 eine Spülung des molchbaren Abschnitts 481 und gegebenenfalls der Einlassleitung 48 erfolgen. Durch Einbringen des Spülmediums über die Leitung 483 bei geöffnetem Ventil 485 kann der Molch 482 zurückgeschoben und die Einlassleitung 84 gereinigt werden.
Aus der zweigeteilten Ausbildung des Farbversorgungssystems resultieren geringe Farbverluste und eine kurze Farbwechselzeit aufgrund der wechselseitigen Befüllbarkeit der Versorgungsstränge 20, 21.

Claims

Isolationseinrichtung (100) für ein Beschichtungssystem zum Beschichten von Gegenständen, wobei das Beschichtungssystem eine elektrostatisch arbeitende Applikationsvorrichtung mit einer Abgabeeinrichtung, mittels welcher ein Beschichtungsmaterial abgebbar ist, und wenigstens einem Vorlagebehälter für Beschichtungsmaterial umfasst, der über eine Einlassleitung mit einer Eingangs-Ventileinrichtung und über eine Versorgungsleitung mit der Abgabeeinrichtung verbunden ist, wobei die Isolationseinrichtung (100) einen Kanal (104) mit einem in dem Kanal (104) bewegbaren Räumkörper (102) umfasst, wobei der Räumkörper (102) ein elektrisch isolierendes Material aufweist und zwischen einer Parkposition und einer Isolationsposition bewegbar ist, wobei der Räumkörper (102) so ausgebildet ist, dass der Räumkörper (102) bei einer Bewegung von der Parkposition zu der Isolationsposition oder von der Isolationsposition zu der Parkposition eine Innenmantelfläche (106) des Kanals (104) von Material befreit, so dass zwischen dem Vorlagebehälter und der Eingangs-Ventileinrichtung eine elektrische Isolationsstrecke ausbildbar ist, wobei der Räumkörper (102) mittels eines Fluiddrucks bewegbar ist.
Isolationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Räumkörper (102) einen Isolationsabschnitt (114) und einen Leitungsabschnitt (116) aufweist.
Isolationseinrichtung nach Anspruch 2, wobei der Räumkörper (102) eine Längsachse (X) in Bewegungsrichtung aufweist und Isolationsabschnitt (114) und Leitungsabschnitt (116) entlang dieser Längsachse (X) angeordnet sind.
Isolationseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Isolationsabschnitt (114) in dem Kanal (104) einen Isolationsraum (120) definiert.
Isolationseinrichtung nach Anspruch 4, wobei der Isolationsraum (120) mit einem Isolationsmaterial füllbar ist.
Isolationseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Leitungsabschnitt (116) eine Beschichtungsmaterialleitung (144) aufweist.
Isolationseinrichtung nach Anspruch 6, wobei die Beschichtungsmaterialleitung (144) einen radial zur Bewegungsrichtung liegenden ersten Leitungsanschluss (152) und einen an einer Stirnseite des Räumkörpers liegenden zweiten Leitungsanschluss (150) aufweist.
Isolationseinrichtung nach Anspruch 7, wobei der radiale Leitungsanschluss (152) in der Isolationsposition eine Leitungsverbindung zwischen der Beschichtungsmaterialleitung (144) und dem Vorlagebehälter und/oder der stirnseitige Leitungsanschluss (150) eine Leitungsverbindung zwischen der Beschichtungsmaterialleitung (144) und der Abgabeeinrichtung ermöglicht.
Beschichtungssystem (10) zum Beschichten von Gegenständen, umfassend eine elektrostatisch arbeitende Applikationsvorrichtung (12) mit einer Abgabeeinrichtung (16, 18), mittels welcher ein Beschichtungsmaterial abgebbar ist, und wenigstens einen Vorlagebehälter (32) für Beschichtungsmaterial, der über eine Einlassleitung (54) mit einer Eingangs-Ventileinrichtung (22) und über eine Versorgungsleitung (36) mit der Abgabeeinrichtung verbunden ist (16, 18), dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungssystem (10) eine Isolationseinrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 umfasst.