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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Farbsprühsystem, insbesondere
ein Farbsprühsystem für ein Fließband, mit einer Vielzahl von
Arbeitsmaschinen zur Sprühbeschichtung, die nebeneinander entlang
der Förderrichtung eines Arbeitsgegenstandes innerhalb einer
Farbsprühkabine angeordnet sind.
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Bei konventionellen Farbsprühsystemen der beschriebenen Art, wie sie
in Fig. 5 dargestellt sind, ist jede aus einer Vielzahl von
Arbeitsmaschinen 6 innerhalb einer Farbsprühkabine mit einer Länge zwischen
30 und 50 m innerhalb eines vorgegebenen Bereichs verschiebbar
angeordnet (üblicherweise etwa 1 m), und zwar in der Förderrichtung des
Arbeitsgegenstandes auf einem Tragrahmen, der auf dem Boden der
Kabine befestigt ist. Da die Führungseinrichtungen zur Verschiebung
dieser Maschinen voneinander abweichen, ist es unmöglich gewesen,
diese Führungsmechanismen miteinander zu verbinden derart, daß die
Arbeitsmaschinen sich einen gemeinsamen Führungsmechanismus teilen.
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In letzter Zeit ist jedoch oft die Notwendigkeit aufgetaucht, die
Positionen der Arbeitsmaschinen über deren vorbestimmte
Verschiebebereiche hinaus einzustellen, um jede Arbeitsmaschine in die jeweils
beste Position zu bringen, um auf verschiedene Anderungen der
Farbart, der Sprühdüsen, der Form des Arbeitsgegenstandes und anderer
Betriebsbedingungen eingehen zu können. Offenbar gestatten die oben
beschriebenen konventionellen Systeme derartige Einstellungen der
Positionen der Arbeitsmaschinen über das vorgegebene Maß hinaus
nicht. Um dieses Problem zu lösen, ist versucht worden, die
Änderungen der Arbeitsbedingungen selbst einzuschränken und dadurch den
Umfang der Positionseinstellungen einzuschränken, die durch solche
Anderungen erforderlich werden. Falls nach solchen Anderungen oder
Modifizierungen der Arbeitsbedingungen die Positionen der
Arbeitsmaschinen immer noch über ihr einstellbares Maß hinaus justiert werden
müssen, wurden die Arbeitsmaschinen gelegentlich vom Boden
abmontiert und an neuen Stellen wieder installiert, wobei die Bodenfläche
mit geeigneten Verstärkungen versehen werden muß, wenn dies zur
Installation der jeweiligen Maschine erforderlich war. In einem
solchen Fall beansprucht diese Umsetzungsarbeit eine erhebliche Zeit,
und es ist daher erforderlich, nicht nur die diese Arbeitsmaschinen
beinhaltenden Fließbänder anzuhalten, sondern ebenso auch
Fließbänder, die diesen zugeordnet sind, und zwar für viele Tage. Darunter
leidet folglich die Effektivität der Produktion der gesamten Anlage
erheblich.
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Bei der US-A 4342535 ist ein Farbsprühroboter 18 vorgesehen, der
verschiebbar auf Führungsstangen 20 angeordnet ist, wobei der
Arbeitsbereich der Farbsprühkabine unterhalb der Spitze der
Fahrzeugkarosserie 10 liegt und folglich einem erheblichen Anfall von
Sprühnebel ausgesetzt ist. Eine einzige Schiene 20 auf einer Seite
ist hierbei dargestellt mit einem Träger 32, der auf den
Seitenabschnitten montiert ist und zwischen dem ein Gestell 26 vorgesehen
ist.
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Die GB-A 2098578 zeigt eine industrielle Herstellungsanlage mit
einer Vielzahl von Roboterarmstrukturen 2, die auf einer einzigen I-
Schiene 6 mit Hilfe von Trägern 8 gehalten sind, wobei die Schiene 6
innerhalb der Arbeitsumgebung liegt. Tragrollen 40 rollen auf der
Oberseite der Schiene 6 ab und Führungsrollen 41 rollen auf den
vertikalen Seitenflächen der Schiene unmittelbar unterhalb der Rollen
40. Die Schiene 6 ist entlang einer oberen Seitenkante des Bauteils
7 montiert, das ebenso Arbeitsgegenstände aufnimmt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Farbsprühsystem vorgesehen
mit einer Vielzahl von Arbeitsmaschinen, die nebeneinander entlang
der Förderrichtung eines Arbeitsgegenstandes angeordnet sind, der
innerhalb einer Farbsprühkabine besprüht wird, und mit einer oberen
Schiene und einer unteren Schiene zur Führung der Arbeitsmaschinen
entlang dieser Förderrichtung, wobei jede der Arbeitsmaschinen auf
der oberen Schiene läuft, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die
obere Schiene außerhalb des Arbeitsbereichs der Farbsprühkabine und
oberhalb zumindest des Arbeitsgegenstandes angeordnet ist, wobei die
obere Schiene die Arbeitsmaschinen in dem Sinne aufnimmt, als sie
deren gesamtes Gewicht trägt und die untere Schiene zur Führung der
Arbeitsmaschinen dient, ohne von diesen gewichtsbelastet zu sein.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung führen die
Schienen die Bewegung der Arbeitsmaschinen in der Förderrichtung des
Arbeitsobjektes, wobei die Arbeitsmaschinen jeweils von Rahmen
aufgenommen werden und jede Arbeitsmaschine abnehmbar auf dem
zugehörigen Rahmen gehalten ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung geben die gleiche obere und untere
Schiene die Bewegung einer Vielzahl von Arbeitsmaschinen in der
Förderrichtung vor, wobei diese auf der oberen Schiene laufen.
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Wenn folglich die Notwendigkeit auftaucht, die Arbeitspositionen der
Arbeitsmaschinen erheblich zu ändern, um auf Änderungen in den
Arbeitsbedingungen zu reagieren, wie z.B. hinsichtlich der Farbart,
der Sprühdüsen, der Form des zu beschichtenden Gegenstandes usw.,
ist die Anpassung der Position der Arbeitsmaschinen einfach möglich,
ohne daß die Reihenfolge der Arbeitsmaschinen geändert werden muß,
und indem ein ausreichender Bereichsspielraum durch die Länge der
Schienen gegeben ist.
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Dementsprechend kann das erfindungsgemäße System einfach mit
häufigen Umpositionierungen der Arbeitsmaschinen und auch wesentlichen
Anderungen der äußeren Betriebsbedingungen umgehen, ohne daß die
Arbeitsmaschinen vollständig umgruppiert werden müßten. Folglich
kann mit dem erfindungsgemäßen Farbsprühsystem eine signifikante
Reduzierung der Totzeiten des Fließbandes erreicht werden, wie sie
üblicherweise bei mühsamen Umpositionierungen oder totalen
Umstellungen der Arbeitsmaschinen erforderlich waren, wodurch die gesamte
Effizienz des Betriebes des Fließbandes sowohl hinsichtlich dieses
Systems als auch anderer, zugeordneter Fließbänder erreicht wird.
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Durch die zweiten kennzeichnenden Merkmale der Erfindung kann durch
selektive Zuordnung der Arbeitsmaschinen, von denen jede abnehmbar
auf ihrem Rahmen montiert ist, die Reihenfolge der Arbeitsmaschinen
in der Förderrichtung des zu beschichtenden Objektes abgeändert
werden.
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Andere und weitere Merkmale, Ausgestaltungen und Wirkungen der
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung von
Ausgestaltungen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen deutlicher.
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Bei den beigefügten Zeichnungen stellen die Figuren 1-4 eine
bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Farbsprühsystems dar,
wobei
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Fig. 1 eine Aufsicht auf das gesamte System darstellt,
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Fig. 2 ist ein Querschnitt des Systems,
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Fign. 3 und 4 sind vergrößerte Seitenansichten bzw. eine
vergrößerte Frontansicht, die die beweglichen Konstruktionen
des Systems jeweils darstellen,
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Fig. 5 ist eine Aufsicht auf ein konventionelles
Farbsprühsystem.
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Im folgenden werden nun bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert.
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Fign. 1 und 2 zeigen eine tunnelähnliche Farbsprühkabine 1 mit einer
Fördereinrichtung 3 zur Förderung eines Gegenstandes 2 (beim
dargestellten Ausführungsbeispiel eine Automobilkarosserie), eine
Overhead-Belüftungsanlage 4 zum Einblasen von Luft nach unten und einen
Demister 5 zur Entfernung von Farbsprühnebeln in der verbrauchten
Luft, indem dieser in Reinigungswasser gebunden und abgeleitet wird.
Innerhalb der Farbsprühkabine 1 sind eine Vielzahl von
Arbeitsmaschinen 6 zur Farbsprühbeschichtung angeordnet, die nebeneinander
entlang der Förderrichtung des Gegenstandes 2 innerhalb der
Farbsprühkabine angeordnet sind.
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Die Arbeitsmaschinen 6 sind verschiedene Arten, wie z.B. ein Einarm-
Roboter 6a zum Öffnen und Schließen der Türen des Gegenstandes 2,
beispielsweise der Automobilkarosserie, ein weiterer Einarm-Roboter
6b zur Steuerung einer Sprühdüse 7a zur Sprühbeschichtung von
Innenflächen des Gegenstands 2, eine Seitensprühmaschine 6c zur
vertikalen Verschiebung einer Sprühdüse 7b zur Sprühbeschichtung von
äußeren Seitenflächen des Gegenstandes 2, eine Oberseiten-Sprühmaschine
6d zur Steuerung von Rotations-, Horizontal- und Vertikal-Bewegungen
eines Arms 7d, der mit einer Sprühdüse 7c versehen ist, um die
oberen Oberflächen des Gegenstandes zu beschichten, und ein weiterer
Einarm-Beschichtungsroboter 6e zur Steuerung einer weiteren
Sprühdüse 6e zur Ausführung von Sprühbeschichtungen des Gegenstandes.
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Diese Arbeitsmaschinen, wie sie in den Fign. 3 und 4 dargestellt
sind, sind lösbar auf Rahmen 8 identischer Konstruktion gehalten,
wobei jeder Rahmen durch eine geeignete Antriebskraft entlang der
Förderrichtung des Objektes beweglich ist.
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Zur Verschiebung der Rahmen 8 als gemeinsamer Führungsmechanismus,
der allen Rahmen 8 gemeinsam ist und der diese unabhängig
voneinander führt, dient eine obere Schiene 9a und eine untere Schiene 9b
im oberen bzw. unteren Bereich einer Seitenwandung 1a der
Sprühkabine. Andererseits besitzt jeder Rahmen 8 eine erste Rolle 10a zum
Abrollen auf einer Oberseite der oberen Schiene 9a, wobei das
Gewicht des Rahmens 8 von der Schiene 9a aufgenommen wird, sowie ein
Paar von zweiten Rollen 10b, die die obere Schiene 9a seitlich
umschließen und ein Paar von dritten Rollen 10c, die die untere
Schiene 9b seitlich beaufschlagen.
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Außerdem besitzt der Rahmen 8 zur Zusammenarbeit mit einer Kette 11,
die entlang der oberen Schiene 9a liegt, ein Paar Zahnräder 12a, die
im Eingriff mit der Kette 11 stehen, ein Antriebszahnrad 12b, das in
Eingriff mit der Innenseite der Kette 11 steht, die wie ein
umgekehrtes U ausgebildet ist, wenn sie uber die zwei Zahnräder 12a
geführt ist, sowie einen Motor 14 zum Antrieb des Antriebsrades 12b
über einen Untersetzungsmechanismus 13.
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Wenn der Motor 14 arbeitet, kann der Rahmen 8, insbesondere die
Arbeitsmaschine 6, die auf diesem Rahmen befestigt ist, unabhängig
entlang der Förderrichtung des Gegenstandes bewegt werden, innerhalb
eines Bereichs, der durch die Gesamtlänge der oberen und unteren
Schiene 9a und 9b vorgegeben ist, wobei die Kette 11 als Widerstand
gegen die Reaktionskraft dient, die mit der Bewegung des Rahmens 8
verbunden ist. Dadurch kann die Arbeitsposition der Arbeitsmaschine
6 geändert werden, um entsprechenden Änderungen der
Betriebsbedingungen wie z.B. des Farbtyps zu entsprechen oder Änderungen der
Spraydüsen 7a, 7b, 7c und 7e und/oder der Form des Gegenstandes 2,
insbesondere der Automobilkarosserie, und die Anpassung der Position
ist einfach dadurch möglich, daß die Arbeitsmaschinen 6 selektiv und
unabhängig voneinander und mit Eigenantrieb sich entlang der
Förderrichtung des Objektes bewegen können.
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Da, wie oben beschrieben, die Arbeitsmaschinen abnehmbar auf ihren
jeweiligen, mit Eigenantrieb versehenen Maschinenrahmen identischer
Konstruktion sitzen, ist eine Anderung der Reihenfolge der
Arbeitsmaschinen 6 in der Förderrichtung ebenfalls einfach möglich, indem
die Arbeitsmaschinen 6 innerhalb der Rahmen B umgesetzt werden.
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An einer Seitenwand der Sprühkabine 1 befindet sich eine
Bedienungskabine 15, die sich über die gesamte Länge der Schiene 9a und 9b
erstreckt und die integraler Bestandteil der Seitenwandung 1a der
Sprühkabine ist. Die Seitenwandung 1a der Sprühkabine besitzt ein
Fenster 16, damit das Bedienungspersonal innerhalb der Kabine 15a
des Gehäuses 15 in der Lage ist, den Ablauf der Farbsprühvorgänge
innerhalb der Sprtihkabine zu beobachten und zu überwachen.
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Innerhalb der Bedienungskabine 15 befindet sich eine Abtrennung 17
zur Bildung eines oberen Abschnittes 15b, der getrennt vom
Bedienungsstand 15a ist. Der obere Abschnitt 15b nimmt Schlauch- oder
Kabeleinrichtungen 18 auf, wie z.B. Farbsprühschläuche, elektrische
Kabel und Druckluftschläuche zur Zuführung von Farbe, Elektrizität
und Druckluft zu den einzelnen Arbeitsmaschinen 6. Flexible
Einrichtungen 19 wie z.B. flexible Kabelbäume, um den Arbeitsmaschinen 6 in
der Förderrichtung ausreichenden Bewegungsspielraum zu geben, sind
ebenfalls vorgesehen, sowie die obere Schiene 9a und die Kette 11.
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Der obere Abschnitt 15b nimmt ebenfalls eine Welle 14a zur
Kraftübertragung zwischen dem Motor 14 und dem Antriebszahnrad 12b auf
und weist eine Öffnung S auf, um die Schlauch- und
Kabeleinrichtungen 8 einlegen zu können.
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Innerhalb des Bedienungsstandes 15a befindet sich eine
Fernsteuerkonsole 22 zur Fernsteuerung der Arbeitsmaschinen 6. In einem
unteren Abschnitt 15c, der mittels der Trennwand 23 vom Bedienungsstand
15a abgetrennt ist, sind verschiedene Steuer- und
Überwachungskonsolen 24 angeordnet, wie z.B. elektrische Steuerkästen und
Druckluftsteuerstände.
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Die Bedienungskabine 15a ist mit einer Zuführung 21 mit einer Klappe
20 zur Einleitung von Frischluft von der Luftzufuhrkammer 4a
verbunden, von der von der Luftzuführkammer 4a Frischluft in den
Bedienungsstand 15a eingeblasen werden kann.
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Das Bezugszeichen 25 kennzeichnet ein Bodengitter, wie es
beispielsweise für Wartungsarbeiten am System erforderlich ist. Dieses
Bodengitter 25 erstreckt sich lediglich über einen bestimmten Bereich
innerhalb der Sprühkabine entlang der Förderrichtung des Objektes.
Zur Durchführung von Wartungsarbeiten an den Arbeitsmaschinen 6 wird
die betreffende Arbeitsmaschine in diesen Abschnitt des Bodengitters
25 verfahren.
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Da das Bodengitter 25 nur in einem bestimmten Bereich innerhalb der
Sprühkabine vorgesehen ist, werden Reinigungsarbeiten an diesem
Bodengitter 25 weniger häufig anfallen als zur Reinigung von
überschüssiger Farbe beim konventionellen System erforderlich ist, bei
dem sich das Bodengitter Uber den gesamten Boden der Sprühkabine
erstreckt.
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Es ist auch denkbar, das Bodengitter 25 in Förderrichtung des
Objektes beweglich auszugestalten. In diesem Fall kann die Anordnung
des Bodengitters 25 je nach Anforderungen und Bequemlichkeit
abgeändert werden.
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Die Typen der Arbeitsmaschinen, die zur Sprühbeschichtung vorgesehen
sind, sind nicht auf diejenigen beschränkt, die im Zusammenhang mit
der oben genannten Ausführungsform beschrieben worden sind.
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Außerdem kann der Gegenstand 2 anstelle einer Automobilkarosserie
jedes beliebige Objekt sein, wie z.B. das Gehäuse eines elektrischen
Haushaltsgerätes oder das Gehäuse eines Zugwaggons oder ähnliches.
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Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen Anwendung finden,
ohne daß die wesentlichen Merkmale abgeändert werden. Die
dargestellten Ausführungsbeispiele sind daher in jeder Hinsicht als
erläuternd zu verstehen und nicht einschränkend. Der Schutzbereich der
Erfindung wird hierbei definiert durch die beigefügten
Patentansprüche und nicht durch die obenstehende Beschreibung, und alle
Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der
Patentansprüche liegen, sollen deshalb von diesen eingeschlossen sein.