DE4329101A1 - Wechselsystem für verschiedene Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselsystemeinheit für ver­ schiedene Medien, insbesondere einen Farbwechsler für Farbspritzanlagen, mit separaten Einspeisungen für jede Farbe sowie für Reinigungsfluid und/oder für Druck- bzw. Spülluft, welche Einspeisungen, Sperrglieder aufweisen und mit einem gemeinsamen Ausgang verbindbar sind.

Bei Farbspritzanlagen, in welchen unterschiedliche Farben in unregelmäßiger Reihenfolge nacheinander verarbeitet wer­ den, insbesondere bei Farbspritzanlagen für Kraftfahrzeuge, kommen sogenannte Farbwechsler zur Anwendung, die zwischen den einzelnen Farbvorratsbehältnissen und der Farbspritz­ einrichtung angeordnet sind.

Die bekannten Farbwechsler besitzen üblicherweise quader­ förmige oder kreiszylindrische Gehäuse, die mit ihrer Längsachse vertikal angeordnet sind und einen zentralen, praktisch über die gesamte Baulänge sich erstreckenden In­ nenraum haben. An der Außenseite sind vertikal übereinander die Einspeisungen für die einzelnen Farben sowie für das Reinigungsfluid und/oder die Druck- bzw. Spülluft angeord­ net, die je nach Größe und Anzahl einseitig oder auch ge­ genüberliegend bzw. gleichmäßig am Umfang verteilt radial in den Innenraum führen, wobei durch jede Einspeisung zuge­ ordnete Sperrglieder der Zugang absperrbar ist.

Abgesehen von der erheblichen Baugröße und dem damit ver­ bundenen Stückgewicht eines solchen herkömmlichen Farb­ wechslers, die bei der heute üblichen Anzahl von Einspei­ sungen, z. B. 22 Farben zuzüglich Reinigungsfluid- und Spülluftanschluß, erheblich sein kann, besteht das gene­ relle Problem, daß, soweit nicht Nadelventile vorgesehen sind, konstruktionsbedingt an jeder in den Innenraum des Farbwechslers mündenden Einspeisung im geschlossenen Zu­ stand eine Sackbohrung gebildet ist, da aus konstruktiven Gründen das der Einspeisung zugeordnete Sperrglied nicht bündig mit der Innenoberfläche abschließen kann, was eine solche Hinterschneidung vermeiden würde. Hieraus resultiert das Problem, daß bei jedem Farbwechsel, dem sich üblicher­ weise ein abhängig von der Größe des Farbwechslers zeitauf­ wendiger Spülvorgang anschließt, bei welchem der Innenraum zunächst mit Reinigungsfluid und anschließend mit Druckluft bzw. mit Spülluft durchströmt wird, Farbreste zurückblei­ ben. Wenn hierbei nicht der gesamte Innenraum mit Reini­ gungsfluid, z. B. Lösungsmittel gefüllt ist und in den Sackbohrungen verbliebene Farbreste auf diese Weise heraus­ geschwemmt werden, ist das gelegentliche Verbleiben von Farbresten, die nicht von Reinigungsfluid und der nachströ­ menden Luft erfaßt sind, in den Sackbohrungen unvermeid­ lich. Um hierdurch verursachte Fehler beim Farbauftrag si­ cher auszuschließen, sind längere Spülvorgänge erforder­ lich.

Ein weiteres Problem resultiert daraus, daß eine beliebige Erweiterung oder Verkleinerung herkömmlicher Farbwechsler zwecks Anpassung an den jeweiligen Bedarf nicht oder nur mit erheblichem Zeitaufwand möglich ist, sondern bei verän­ derter Anzahl der zu verarbeitenden Farben der betreffende Farbwechsler auszuwechseln ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Farbwechsler der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen einfacher Aufbau eine schnelle und leichte Anpassungsmöglichkeit an den jeweiligen Bedarf gewährlei­ stet, wobei dessen Baugröße sowie der hierdurch bedingte Fluidbedarf möglichst gering sein sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist vor­ gesehen, daß die Einspeisungen als Module ausgebildet sind, welche kaskadenförmig angeordnet sind. Dabei ist vorgese­ hen, daß wenigstens je zwei Einspeisungen ein Kaskadenmodul bilden, welches einen eigenen Ausgang aufweist, der als Einspeisung für ein weiteres Kaskadenmodul dient, bzw. als gemeinsamer Ausgang für die vorgeschalteten Kaskadenmodule vorgesehen ist.

Durch die modulare Gestaltung der Einspeisungen, die je­ weils baugleich ausgeführt sind, ist es entsprechend einem Baukastensystem möglich, einen Farbwechsler zu schaffen, welcher durch Hinzufügen oder Weglassen jeweils einer Kas­ kadenstufe, welche jeweils durch Kaskadenmodule gleicher Ordnung gebildet ist, den jeweiligen Bedarf an Einspeisun­ gen entsprechend der vorgesehenen Farben zu decken.

Hierbei bieten sich zwei unterschiedliche Bauformen an. Eine erste Bauform betrifft eine Ausgestaltung in Flachbau­ weise, bei welcher die Anschlüsse für die verschiedenen Farben sowie für das Reinigungsfluid und/oder die Druck­ bzw. Spülluft horizontal nebeneinander entlang einer Gera­ den angeordnet sind, wobei jeweils zwei derartige Einspei­ sungen ein Kaskadenmodul bilden, welches mit dem benachbar­ ten Kaskadenmodul zu einem weiteren Kaskadenmodul vereinigt ist, bis schließlich ein Modul als letzte Stufe verbleibt, dessen Ausgang den gemeinsamen Ausgang für alle Einspeisun­ gen bildet.

Die andere Bauform betrifft eine konzentrische Anordnung der Einspeisungen auf einem Kreis, wobei auch hier jeweils zwei Einspeisungen ein Kaskadenmodul bilden und die Aus­ gänge von je zwei Modulen in einem weitere Kaskadenmodul zusammengeführt sind, welches auf einem Teilkreis mit klei­ nerem Radius angeordnet ist, bis schließlich der Ausgang des letzten gemäß dieser Systematik gebildeten Kaskadenmo­ duls zentrisch, d. h. koaxial mit der Längsachse des so ge­ bildeten Stufenzylinders, austritt.

Selbstverständlich kann in erfindungsgemäßer Weiterbildung auch jede Kaskadenstufe modular als einheitliche kompakte Komponente mit der jeweiligen Anzahl an Einspeisungen und Ausgängen ausgestaltet sein.

Vorteilhafterweise ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Sperrteile der Schieber einer jeden Kaskadenstufe mit­ einander verbunden sind, z. B. einstückig, wodurch sicher­ gestellt ist, daß jeweils nur der festgelegte Fluidweg freigeschaltet ist.

Um sicherzustellen, daß jeweils das gewünschte Fluid, sei es eine Farbe, sei es das Reinigungsfluid oder Luft, aus dem gemeinsamen Ausgang austritt, um zur betreffenden Bear­ beitungseinrichtung zu gelangen, ist jede Einspeisung eines Kaskadenmoduls, sei es die erste Einspeisung oder die Fol­ geeinspeisung aus dem Ausgang eines vorgeschalteten Kaska­ denmoduls, mit einem Schieber absperrbar. Im Falle eines in Flachbauweise vorgesehenen Farbwechslers sind die betref­ fenden Schieber als Rund- bzw. Flachschieber ausgebildet.

Im Falle der Ausgestaltung des Farbwechslers in Form eines Stufenzylinders mit konzentrisch angeordneten Einspeisungen ist für jede Kaskadenstufe ein gemeinsamer Drehschieber vorgesehen, bei welchem durch Drehung seines Sperrteils, z. B. eine spezielle Lochscheibe, der jeweils gewünschte Fluidweg freigeschaltet, hingegen die übrigen Fluidwege ab­ gesperrt sind.

Unabhängig von der jeweils gewählten Ausführungsform des Farbwechslers ist in weiterer Verbesserung der Erfindung vorgesehen, daß die Betätigungsglieder und Sperrteile der als Schieber ausgebildeten Sperrglieder jeder Einspeisung von einer zentralen Steuerung angesteuert werden, welche die genaue Einhaltung des jeweils vorgegebenen Fluidweges gewährleistet.

Gegenüber den bekannten Farbwechslern zeichnen sich die ge­ mäß der Erfindung vorgesehenen Ausgestaltungen, sei es in Flachbauweise, sei es in Zylinderbauweise durch vergleichs­ weise geringe Bauabmessungen aus, was auf dem erfindungsge­ mäß vorgesehenen modularen Aufbau beruht. Diese aus wenigen Teilen bestehende Farbwechsler-Anordnung läßt sich daher mühelos in wenigen Minuten zerlegen, falls eine unerwartete Störung auftreten sollte. Ebenso schnell ist ihr Zusammen­ bau möglich, wobei durch entsprechende Zentrierhilfen und dergleichen die Montage erleichtert werden kann.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Farbwechslers der aus dem modularen Aufbau resultiert, gestattet es ent­ sprechend der gewünschten Fluidvielfalt die Anschlußmög­ lichkeiten für in Frage kommende Fluide sehr variabel zu gestalten. Durch Hinzufügung oder Weglassen einer Kaskaden­ stufe kann die Anzahl der verfügbaren Einspeisungen verdop­ pelt oder halbiert werden.

Ein weiterer, mit dem einfachen konstruktiven Aufbau ver­ knüpfter Vorteil besteht darin, daß nur wenige mechanisch bewegte Teile vorgesehen sind, nämlich lediglich die Sperr­ teile der Sperrglieder, was sich in einer sehr geringen Störanfälligkeit günstig auswirkt. Auch bedarf es bei dem erfindungsgemäßen Farbwechsler nur weniger Steuerleitungen für die Ansteuerung der Sperrglieder, da diese entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mechanisch gekoppelt sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin­ dung ist ferner vorgesehen, daß die Anschlüsse für die Fluidzufuhr an den Erst-Einspeisungen ein an sich bekannten Schnellwechselsystem aufweisen, welches es gestattet, die jeweilige Zuführleitung einfach, schnell und sicher mit dem Farbwechsler zu verbinden.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfin­ dung ist vorgesehen, daß die Sperrteile der Schieber löse­ mittelgelagert sind, was sich günstig auf das Verschleis­ verhalten der Sperrteile sowie auf deren Schließverhalten auswirkt.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäß vorgesehenen Ab­ sperrungen der einzelnen Fluidwege erweist sich durch die vorgesehene Verwendung von Schiebern, welche jeweils quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind, so daß sich keine "toten Ecken" in Form von Sackbohrungen und dergleichen bilden können, in welchen Farbreste hängenbleiben und beim Spülvorgang nicht entfernt werden.

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegen­ stand der Unteransprüche.

Anhand zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher er­ läutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Farbwechslers gemäß der Erfindung in Flachbauweise;

Fig. 2 die Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Farb­ wechsler in Zylinderbauform;

Fig. 3 die Seitenansicht des Farbwechslers gemäß Fig. 2.

In Fig. 1 ist ein schematisch dargestellter Farbwechsler 10 mit insgesamt acht Einspeisungen 12, 14, 15 für sechs verschiedene Farben sowie für Reinigungsfluid und Druck­ luft, welche modulartig und in drei Kaskadenstufen I, II, III miteinander verbunden sind.

Je zwei Einspeisungen 12, 14, 15 sind zu einem Kaskadenmo­ dul 16 zusammengefaßt, dessen Ausgang gleichzeitig die Ein­ speisung 13 für ein weiteres Kaskadenmodul 18 bildet. In der letzten Kaskadenstufe, die hier mit III bezeichnet ist, ist nur noch ein Kaskadenmodul 18 vorhanden, dessen einzi­ ger Ausgang einen gemeinsamen Ausgang 19 für alle vorge­ schalteten Kaskadenmodule 16, 18 bzw. deren Einspeisungen 12, 13, 14, 15 bildet.

Ferner sind die Einspeisungen 12, 13, 14, 15 mit als Schie­ ber ausgebildeten Sperrgliedern 20 versehen, wobei jeweils in jeder Kaskadenstufe die zugehörigen Sperrelemente mit­ einander gekoppelt sind und von einer schematisch darge­ stellten Ansteuerung 22 über entsprechende Verbindungslei­ tungen 24 beaufschlagt werden, so daß jeweils nur höchstens ein Fluidweg freigeschaltet ist von seiner Einspeisung 12, 14, 15 bis zum gemeinsamen Ausgang 19.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen Farbwechslers 30 dargestellt, der, wie aus Fi­ gur 3 ersichtlich ist, als stufenförmig abgesetzter Kreis­ zylinder ausgebildet ist. Hierbei sind die für die Zufüh­ rung von Farben bzw. Reinigungsfluid und Druckluft vorgese­ henen Einspeisungen 32, 34, 35 an der oberen Stirnfläche eines kreiszylindrischen Gehäuses 31 in gleichförmigem Ab­ stand vom Rand auf einen Kreis angeordnet.

Wie bereits die Ausgestaltung gemäß Fig. 1 ist auch die Verbindung der einzelnen Fluideinspeisungen 32, 34, 35 mit dem auf der gegenüberliegenden Seite befindlichen Ausgang 39 kaskadenförmig in drei Stufen I, II, III, ausgebildet. Die Einspeisungen 33 für die nachgeschalteten Kaskadenstu­ fen II und III sind in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet ebenso wie der gemeinsame Ausgang 39.

Für die Freischaltung des jeweils festgelegten Fluidweges von der Einspeisung 32, 34, 35 bis zum gemeinsamen Ausgang 39 ist in jeder Kaskadenstufe I, II, III, jeweils ein als Drehschieber ausgebildetes Sperrglied 36 angeordnet, wel­ ches um die gemeinsame Mittelachse verdrehbar ist und über Steuerleitungen 37 von einer schematisch dargestellten An­ steuerung 38 betätigbar sind.

Unabhängig davon, ob der Farbwechsler 10, 30 in Flachbau­ weise entsprechend Fig. 1 oder in runder Bauform entspre­ chend Fig. 2 und 3 ausgebildet ist, verbindet sich mit der sehr kompakten Ausgestaltung der Vorteil einer sehr vereinfachten Ansteuerung zwecks Freischaltung des jeweili­ gen Fluidweges, da für jede Kaskadenstufe nur eine Steuer­ leitung erforderlich ist, was schon im Hinblick auf die ge­ ringere Anzahl benötigter Fluidanschlüsse von Vorteil ist. Auch aus diesem Grund kann daher die Baugröße des erfin­ dungsgemäßen Farbwechslers 10, 30 klein gehalten werden (theoretisch wenige mm hoch).

Claims (10)

1. Wechselsystemeinheit für verschiedene Medien, ins­ besondere Farbwechsler (10, 30) für Farbspritzanlagen mit separaten Einspeisungen (12, 13, 14, 15, 32, 33, 34, 35) für jede Farbe sowie für Reinigungsfluid und/oder für Druck- bzw. Spülluft, welche Einspeisungen (12, 13, 14, 15, 32, 33, 34, 35) Sperrglieder (20, 36) aufweisen und mit ei­ nem gemeinsamen Ausgang (19, 39) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisungen (12, 13, 14, 15, 32, 33, 34, 35) als Module (16, 18) ausgebildet sind, welche kaskadenförmig angeordnet sind.

2. Wechselsystemeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens je zwei Einspeisungen (12, 13, 14, 15, 32, 33, 34, 35) ein Kaskadenmodul (16) mit ei­ nem Ausgang (17) bilden, der als Einspeisung (13) für ein weiteres Kaskadenmodul (18) dient oder als gemeinsamer Aus­ gang (19) der vorgeschalteten Kaskadenmodule (16, 18) vor­ gesehen ist.

3. Wechselsystemeinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaskadenmodule (16) gleicher Ordnung entsprechend einer Kaskadenstufe (I, II, III) in einer Ebene nebeneinander und nachgeschaltete Kaskadenmodule (18) in der gleichen Ebene darunter an­ geordnet sind.

4. Wechselsystemeinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaskadenmodule gleicher Ordnung entsprechend einer Kaskadenstufe (I, II, III) auf einem Kreis und nachgeschaltete Kaskadenmodule konzentrisch darunter angeordnet sind.

5. Wechselsystemeinheit nach einem der Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß als Sperrglied (20, 36) für jede Einspeisung (12, 13, 14, 15, 32, 33, 34, 35) eines Kaska­ denmoduls (16, 18) ein Schieber vorgesehen ist.

6. Wechselsystemeinheit nach den Ansprüchen 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (20) als Rund- oder Flachschieber mit geradlinigem Betätigungsweg ausge­ bildet ist.

7. Wechselsystemeinheit nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (36) als Dreh­ schieber mit Drehbetätigung um seine Mittelachse ausgebil­ det ist.

8. Wechselsystemeinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisungen (12, 13, 14, 15, 32, 33, 34, 35) der Kaskadenmodule (16, 18) je­ weils einen Schieber (20, 36) aufweisen, dessen Betätigung mit der Schieber (20, 36) von Kaskadenmodulen (18) anderer Ordnung korrespondiert, so daß jeweils nur ein Fluidweg von der ersten Einspeisung (12, 14, 15, 32, 34, 35) bis zum ge­ meinsamen Ausgang (19, 39) durchgängig frei ist.

9. Wechselsystemeinheit nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schieber (20, 36) lösemittelgelagert ist.

10. Wechselsystemeinheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß der Fluidzufuhrleitungen ein an sich bekanntes Schnellwechsel­ system vorgesehen ist.