DE1085073B - Steuereinrichtung einer elektrostatischen Lackieranlage fuer grosse, unebene Werk-stuecke, insbesondere fuer Kraftfahrzeug-karosserien - Google Patents

Description

kl. 75 a 22

INTERNAT. KL. B 44 b

PATENTAMT

D 21738 Ib/75 a

ANMELDETAG: 21. NOVEMBER 1955

B EKANNTMACHÜNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT:

7.JULI 1960

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für elektrostatische Lackieranlagen zum Gleichhalten des Abstandes der Spritzelektrode von der vorbeibewegten Niederschlagsfläche großer, unebener Werkstücke, insbesondere von Kraftfahrzeugen.

Bei bekannten Einrichtungen zum mechanischen Auftragen von Lacken auf große, unebene Flächen, beispielsweise von Kraftfahrzeugen, werden die Werkstücke unter gleichzeitigem Drehen um ihre Längsachse durch eine Auftragskammer hindurchbewegt. Dabei tritt in einer Durchgangszone eine nockengesteuerte Wurfvorrichtung für das Überzugsmittel in Tätigkeit, dessen Einsatz und Menge ebenfalls von einem Nocken gesteuert wird. Eine derartige Einrichtung bedingt eine große Zahl genau aufeinander abgestimmter, ¹S mechanischer Einzelteile, deren Herstellung bei der verlangten Genauigkeit teuer ist. Jede Änderung der Fahrzeugform erfordert einen weitgehenden Austausch von Einrichtungsteilen.

Eine weitere bekannte Einrichtung verwendet eine ^zo Vielzahl von etwa entsprechend der Querschnittsform der zu überziehenden Gegenstände gebogenen bzw. angeordneten Elektroden. Auch hier müssen die Elektroden zum Überziehen von Gegenständen mit anderer Querschnittsform ausgewechselt werden. Für Werkstücke mit nicht einheitlicher Ouerschnittsform, wie Wagenkästen von Kraftfahrzeugen, läßt sich mit einer solchen Einrichtung beim Vorbeibewegen ein gleichmäßig dicker Überzug nicht erzielen; denn das elektrostatische Spritzverfahren verlangt die Einhaltung eines bestimmten Abstandes der Spritzelektroden von der zu überziehenden Oberfläche, der z. B. 30 cm beträgt.

Beim Überziehen von geradlinig an feststehenden Spritzelektroden vorbeibewegten Wagenkästen ist der Abstand der Spritzelektroden von der Motorhaube oder der Heckpartie etwa 70 cm, wenn man den Abstand vom Dach als dem höchsten Teil des Wagenkastens notwendigerweise in der oben angegebenen Größenordnung von 30 cm hält. Bei neuzeitlichen Wagenkasten sind dazu noch die Wandteile an der Motorhaube, am Dach und am Heckteil bereits an sich mehr oder weniger stark gewölbt. Dadurch ergeben sich Verluste an Spritzgut, eine ungleichmäßige Verteilung desselben und infolgedessen eine mangelhafte Güte des Überzugs.

Es sind auch schon Vorrichtungen bekannt, bei denen der Abstand der zu überziehenden Fläche eines Gegenstandes durch Ausbildung entsprechender Steuerkurven oder durch eine der Form entsprechende, bestimmte Aufstellung der Anlage im Verhältnis zu dieser Fläche genau festgelegt wird. Eine selbsttätige Regelung des Abstandes bzw. des Einhaltens des erforderlichen Abstandes von Spritzelektrode zu der jeweiligen Stelle eines mit unebenen Außenflächen versehenen Werkstückes ist nicht möglich, es sei denn durch- das Ab-Steuereinrichtung einer elektrostatischen Lackieranlage für große, unebene Werkstücke, insbesondere für Kraftfahrzeugkarosserien

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft, Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dipl.-Ing. Otto Gengenbach

und Dipl.-Phys. Horst Schene, Sindelfmgen (Württ.' sind als Erfinder genannt worden

tasten einer vorher demgemäß angefertigten Steuerscheibe. Dadurch erweist sich eine derartige Lacksprühanlage als schwerfällig und aufwendig.

Bei der Steuereinrichtung nach der Erfindung wird die Spritzelektrode in an sich für andere Zwecke bekannter Weise von einem Stellmotor über einen Spindeltrieb in gleichem Abstand von dem an ihr vorbeibewegten Werkstück gehalten, und die Erfindung besteht darin, daß die beim Vorbeibewegen des Werkstücks an der Spritzelektrode auftretenden Änderungen des zum Transport des Spritzgutes dienenden Feldstromes als Impulse zur Steuerung des Stellmotors benutzt sind.

Dadurch wird ein gleichmäßiges Auftragen des Spritzgutes, insbesondere auch bei großen Werkstücken mit ungleichförmigen Umrissen, gewährleistet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorrichtung zum elektrostatischen Farbspritzen mit einer beweglich ausgebildeten Spritzelektrode in der Vorderansicht,

Fig. 2 die gleiche Vorrichtung von oben gesehen,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 4 einen die Spritzelektrode tragenden Zerstäuberkopf der Vorrichtung, teils in der Ansicht, teils im Längsschnitt, ebenfalls in größerem Maßstabe, und

Fig. 5 einen Schaltplan des elektrischen Teiles der Vorrichtung.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten portalartigen Spritzgestell sind an dem Querträger 8 und an den beiden Stützen 9, 10 Isolierarme 6 angeordnet, die die mit den Spritzelektroden 11 versehenen Zerstäuber-

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köpfe tragen und an dem Querträger bzw. an den Stützen in deren Längsrichtung verschiebbar geführt sind. Die Stromzuführung zu den Elektroden 11 erfolgt von einem mit dem Spritzgestell verbundenen, parallel zu diesem angeordneten Rahmen 12 aus (Fig. 2) über metallische Arme 17 und flexible, teilweise durch die Isolierarme 6 in deren Längsrichtung .hindurchgeführte Leitungen 7, T'. Um ungewollte Entladungen an den Ecken und Kanten, insbesondere an dem freien Ende der Isolierarme 6 zu verhindern, sind diese mit einer Schutzhaube 32 versehen.

Die Isolierarme 6 sind an je einem mit Laufrollen versehenen, auf Prismenführungen an den Trägern 8, 9,10 verfahrbaren Wagen 13 angeordnet. Das Hin- und Herbewegen der Wagen 13 in Längsrichtung der Träger während des Farbspritzens erfolgt in üblicher Weise.

An einer äußeren Grandplatte 14 (Fig. 3) des an dem Querträger 8 verfahrbaren Wagens 13 sind zwei aufrechtstehende Haltearme 15, 15' (Fig. 1) befestigt, die eine waagerechte Halteplatte 16 tragen. Von dieser ausgehend und mit ihr verbunden erstreckt sich eine weitere Halteplatte 19 parallel zu einer inneren Grundplatte 14' des Wagens 13 nach unten. Die Halteplatte 19 ist bei 19' an der Grundplatte 14' abgestützt und trägt an ihrem unteren Ende eine waagerechte Lagerplatte 20. In den Platten 16, 20 ist eine lotrecht an geordnete Schraubenspindel 18 drehbar gelagert, die von einem an der Halteplatte 19 aufgehängten, polumschaltbaren Elektromotor 21 über einen Riementrieb 22 und ein (nicht dargestelltes) Reduzier- und Winkelgetriebe wahlweise in der einen oder anderen Drehrichtung angetrieben wird. Ein auf der Spindel 18 sitzender Mutterteil 23 trägt den Isolierarm 6 mit der Spritzelektrode 11 und bewegt diese je nach der Drehrichtung der Spindel nach oben oder unten, beispielsweise aus der in durchgehenden Linien dargestellten Lage 11 in die in unterbrochenen Linien dargestellte Lage 11'.

Von dem Mutterteil 23 wird ein weiterer Elektromotor 24 getragen, der über ein Winkelgetriebe und einen Riementrieb .33 die in dem Isolierarm 6 gelagerte Welle 51 und damit die auf dieser Welle sitzende, schalenförmige Spritzelektrode 11 in schnelle Drehung versetzt, um das der Elektrode bei 48 zugeführte Spritzgut gleichmäßig über die Innenfläche der Elektrode zu verteilen.

Ein in einem Haltebügel 49 drehbar gelagerter zylindrischer Teil 50 trägt an seinem unteren Ende den die Stromzuleitung 7 haltenden Arm 17 und an seinem oberen Ende einen Führungsarm 17'. Ein an der Halteplatte 16 des Wagens 13 befestigter Zapfen 52 durchdringt einen Schlitz 53 des Führungsarmes 17', so daß dieser und der über einen Teil 37 fest mit ihm verbundene Arm 17 beim Hin- und Herfahren des Wagens 13 eine gleichsinnige Schwenkbewegung ausführen, damit die Stromzuleitung 7 der Querbewegung des von dem Wagen 13 getragenen Isolierarmes 6 folgen kann. Auch die Zuführungsleitungen 25, 26 für das Spritzgut und für die die Spritzgutmenge regelnde Druckluft sind, wenigstens abschnittweise, biegsam ausgebildet.

Die Steuerung der Stromzuführung zu dem Umschaltmotor 21 ist an Hand des in Fig. 5 dargestellten Schaltplanes angegeben. Der von einer Hochspannungsquelle beispielsweise einem elektrostatischen Generator 27 gelieferte Entladungsstrom wird durch die Leitungen 28, 7 dem jeweiligen Isolierarm 6 über eine an ihm befindliche Metallplatte 29 zugeführt, deren Befestigungsschrauben 30 (Fig. 4) sie mit einer inneren Gegenplatte 31 leitend verbinden. Von der Gegenplatte 31 führt eine isolierte Leitung T zu dem am Kopf des Isolierarmes angebrachten Lager 33 für die Drehbewegung der Spritzelektrode 11, das den Strom auf diese überträgt. Die Spritzelektrode 11 und das ihr zugeführte Spritzgut werden dabei mit einer hohen Gleichspannung gegenüber der Erde aufgeladen. Bewegt sich ein geerdeter Metallkörper, im vorliegenden Falle ein durch seine Fördervorrichtung bei 54 leitend

ίο mit der Erde verbundener Kraftfahrzeugwagenkasten 46, unter der Elektrode 11 entlang, so sprüht das Spritzgut unter der Wirkung des starken, zwischen Elektrode und Wagenkasten herrschenden elektrischen Feldes den Feldlinien 55 folgend von der durch den Wagen 13 hin und her bewegten Elektrode 11 ab und zur Oberfläche des Wagenkastens 46 hinüber, um diese mit einem dünnen Farbüberzug zu versehen. Dadurch, daß das Dach des Wagenkastens gegenüber der vorderen Motorhaube und dem hinteren Kofferraumdeckel weit nach oben vorspringt, würden sich beim Vorbei bewegen des Wagenkastens unterhalb der Elektrode 11 erhebliche Schwankungen des Feldstromes und damit eine starke Ungleichmäßigkeit des aufgespritzten Farbüberzuges an verschiedenen Stellen des Wagenkastens ergeben. Um dies zu verhindern, ist der Isolierarm 6 mit der Spritzelektrode 11 in der oben beschriebenen Weise auch in seiner Längsrichtung beweglich ausgebildet, so daß die Elektrode beim Vorbeibewegen des Wagenkastens entsprechend einer Linie 56 stets im gleichen Abstand zu den einzelnen Oberflächenabschnitten des Wagenkastens bleibt.

Zu diesem Zweck sind weiterhin folgende Maßnahmen getroffen: Dem über die Spritzelektrode 11 führenden Feldstromkreis ist eine Widerstandskette 34 als Spannungsteiler parallel geschaltet. Bei einer Abstandsänderung der Wagenkastenoberfläche von der Spritzelektrode wird durch die damit verbundene Änderung der Feldstärke auch der Feldstrom geändert. Da der von der Hochspannungsquelle gelieferte Gesamtstrom konstant bleibt, ändert sich im gleichen Maße wie der Feldstrom auch der Strom durch die Widerstandskette 34 und hierdurch die Gitterspannung in einer nebengeschalteteu Elektronenröhre 35. Die Widerstandskette 34 ist über ein Strommeßgerät 36 zur Anzeige der Stromänderungen an Erde angeschlossen. Parallel zum Anodenkreis 37' der Elektronenröhre 35, in dem die Anodenbatterie 37 den Anodenstrom aufrechterhält, ist ein Widerstandskreis 37" geschaltet. Ein hochohmiges Stromanzeigegerät 38, beispielsweise ein Drehspulgalvanometer mit Nullstellung in der Mitte seiner Skala, dessen Zeigerwelle einen beweglichen Kontakt 47 steuert, spricht auf den Brückenquerstrom zwischen den Kreisen 37' und 37" an. Die Widerstände 37' und 37" sind so aufeinander abgestimmt, daß beim gewünschten Abstand der Spritzelektrode vom Wagenkasten und bei dadurch festgelegten Stromverhältnissen der Brückenquerstrom durch das Anzeigegerät 38 gleich Null ist. Bei einer Änderung des Abstandes der Spritzelektrode vom Wagenkasten fließt ein Brückenquerstrom, wobei durch das Anzeigegerät 38 der bewegliche Kontakt 47 mit einem der festen Kontakte 40, 41 in stromleitende Berührung gebracht wird. Hierdurch wird über die elektromagnetischen Relais 44, 45 der Verstellmotor 21 in der einen oder anderen Drehrichtung in Gang gesetzt, der die Spritzelektrode 11 so lange axial verschiebt, bis der gewünschte Abstand zum Wagenkasten wieder hergestellt und somit der Brückenquerstrom wieder Null geworden ist und der Kontakt 47 wieder von dem Kontakt 40 bzw. 41 abfällt.

Da die Seitenflächen des dargestellten Wagenkastens in einer der Bewegungsrichtung parallelen Ebene verlaufen, so daß sich ihr Abstand von den an den Stützen 9, 10 angeordneten seitlichen Spritzelektroden bei seinem Vorbeibewegen an diesen Elektroden nur unwesentlich verändert, ist es im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht erforderlich, auch die seitlichen Isolierarme 6 axial beweglich auszubilden. Beim Überziehen von Gegenständen mit stark vorspringenden Flächenabschnitten an den Seitenwänden kann man erforderlichenfalls auch die seitlichen Elektroden axial beweglich ausbilden und ihre Bewegung in der gleichen Weise entsprechend dem Seitenflächenverlauf des zu überziehenden Werkstückes steuern.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung einer elektrostatischen Lackieranlage für große, unebene Werkstücke, insbesondere Kraftfahrzeugkarosserien, mit einer von einem Stellmotor über einen Spindeltrieb in gleichem Abstand vom vorbeibewegten Werkstück gehaltenen Spritzelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Vorbeibewegen des Werkstücks (46)

der Spritzelektrode (11) auftretenden Änderungen des zum Transport des Spritzgutes dienenden Feldstromes als Impulse zur Steuerung des Stellmotors (21) benutzt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem über die Spritzelektrode (11) führenden Feldstromkreis eine als Spannungsteiler wirkende Widerstandskette (34) parallel geschaltet ist, welche die Gitterspannung für eine im Steuerstromkreis (35, 37, 37', 37", 38) eines Schalters (47) für den Stellmotor (21) liegende Verstärkerröhre (35) liefert.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine mit ihrem einen Zweig (37') im Anodenstromkreis der Röhre (35) liegenden Widerstandsbrücke (37', 37", 38) zum Betätigen des Schalters (47).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 820 875;
deutsche Patentanmeldung S 21711 Ib/75a
(bekanntgemacht am 27. 3. 1952);
französische Patentschrift Nr. 982 327.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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