DE69117244T2 - Verbesserungen beim Montieren und Bewegen von Beschichtungsmaterialverteilern - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft die Befestigung und die Bewegung von Beschichtungsverteilern im Inneren einer Spritzkabine bei gleichzeitiger Minimierung der Luftturbulenz und Verunreinigung in der Kabine.
• Der Auftrag von Beschichtungsmateralien auf Gegenstände wird konventionell in Spritzkabinen ausgeführt, die einen länglichen, tunnelartigen, mit einem Einlaß für den Zugang des Gegenstandes, einem Beschichtungsauftragsbereich, einem Farbaushärtungs- oder Trocknungsbereich bei einigen Ausführungen und einem Auslaß für den Ausgang des Gegenstandes ausgebildeten Aufbau umfaßt. In einigen Systemen wird "klimatisierte" Luft, d. h., befeuchtete und gefilterte Luft, durch einen Lüfter oder ein Zufuhrgebläse in eine Luftkammer am Oberteil der Spritzkabine eingeführt und nach unten zum Boden der Kabine gerichtet. Alternativ wird in dem Kabineninnenraum ein Unterdruck erzeugt, der Umgebungsluft vom Oberteil der Kabine nach unten zum Boden saugt. In beiden Konstruktionen wird übersprühtes Beschichtungsmaterial in diesem nach unten gerichteten Luftstrom im Kabineninnenraum eingeschlossen und zu einem Pulversammel- und Rückführungssystem am Boden oder an den Seiten der Kabine befördert, wo Filter das übersprühte Beschichtungsmaterial auffangen und gefilterte oder reine Luft an die Atmosphäre oder zurück in das System zur Wiederverwendung abgeben.
• Beim Beschichten großer Gegenstände, wie zum Beispiel Fahrzeugkarosserien, müssen sowohl die vertikal als auch horizontal ausgerichteten Oberflächen beschichtet werden, wenn sich der Gegenstand durch den Kabineninnenraum bewegt. Die Kotflügel und Türen einer Fahrzeug karosserie bewegen sich zum Beispiel vertikal durch die Spritzkabine, während die Motorhauben-, Dach- und Kofferraumbereiche der Fahrzeugkarosserie im Verlauf der Bewegung durch die Kabine horizontal ausgerichtet sind. Um auf allen diesen Oberflächen eine gleichmäßige Beschichtung zu erhalten, ist es die Praxis gewesen, einen oder mehrere Beschichtungsverteiler an den Seitenwänden der Spritzkabine vorzusehen, um die vertikal ausgerichteten Oberflächen der Fahrzeugkarosserie zu beschichten, und eine oder mehrere Beschichtungsverteiler nahe dem Oberteil der Kabine hängend zu befestigen, um Beschichtungsmaterial nach unten auf die Dach-, Motorhauben- und Kofferraumbereiche der Fahrzeugkarosserie zu verteilen. In Abhängigkeit von der Größe der Fahrzeugkarosserie, der Anzahl und Lage der verwendeten Beschichtungsverteiler und einer Vielzahl anderer Faktoren ist eine Befestigungskonstruktion notwendig, um sowohl die seitlichen als auch die oben angeordneten Beschichtungsverteiler in bezug auf die Fahrzeug karosserie zu bewegen, um den gewünschten Schichtaufbau auf allen Oberflächen zu erhalten. In vielen Fällen wird der Auftrag des Beschichtungsmaterials auf den Gegenstand weiter erhöht, indem das Beschichtungsmaterial beim Austragen aus den Verteilern elektrostatisch aufgeladen und die Fahrzeugkarosserien oder andere zu beschichtende Gegenstände auf einem unterschiedlichen oder Erdpotential gehalten werden, so daß das ausgetragene Beschichtungsmaterial zu den Gegenständen elektrostatisch angezogen wird.
• Die JP-A-57-180461 offenbart eine Vorrichtung zum elektrostatischen Pulverbeschichten eines Körpers in einer Spritzkabine, bei der die Spritzpistolen an Einrichtungen zum Hin- und Herbewegen über dem und an der Seite des zu beschichtenden Körpers befestigt sind. Um in Luft eingeschlossenes Pulver aus der Kabine zu entfernen, wird die Luftgeschwindigkeit in der Nähe der Pistolen und der Einrichtungen zum Hin- und Herbewegen erhöht.
• Ein mit der gewöhnlich zum Bewegen des Beschichtungsverteilers im Innenraum der Spritzkabinen verwendeten Konstruktion verbundenes Problem schließt die Möglichkeit zur Verunreinigung des Beschichtungsmaterials ein, wenn es auf die Fahrzeugkarosserie oder einen anderen Gegenstand in der Kabine aufgetragen wird. In der Vergangenheit sind die Mechanismen zum Bewegen der seitlich und oben befestigten Beschichtungsverteiler in dem Spritzkabineninnenraum ungeschützt gewesen. Dieses kann die Verunreinigung des Beschichtungsmaterials hervorrufen, wenn es mit den geschmierten Verbindungen und Antriebskonstruktionen in Kontakt kommt, die zu den Verteilerbewegungseinrichtungen gehören. Außerdem sind die Leitungen, die den Verteilern Beschichtungsmaterial zuführen, und in einigen Konstruktionen die Leitungen, die elektrostatische Hochspannungskabel zu den Verteilern führen, normalerweise auch im Inneren der Kabine ungeschützt. Bei Pulveraufträgen können diese Versorgungsleitungen eine weitere Verunreinigung des Beschichtungsmaterials durch Abrieb und Herabfallen von nicht zerstäubtem Pulver auf das Substrat verursachen.
• Ein anderes Problem mit gegenwärtig verwendeten Einrichtungen zum Bewegen der Beschichtungsverteiler schließt die Erzeugung von Luftturbulenz in dem Kabineninnenraum ein. Turbulenz ist von besonderer Bedeutung, wenn Pulverbeschichtungsmaterial als ein Ersatz für flüssiges Farbmaterial mit hohem Feststoffgehalt verwendet wird. Pulverförmiges Harzbeschichtungsmaterial hat eine viel niedrigere Dichte und ist viel leichtgewichtiger als zerstäubte flüssige Farbpartikel und wird aus einem Verteiler in einem wolkenartigen Sprühmuster auf den zu beschichtenden Gegenstand ausgetragen. Es wurde gefunden, daß beim Aufbringen von leichtgewichtigem Pulvermaterial mit niedriger Dichte auf eine Fahrzeugkarosserie und insbesondere ihre horizontalen Oberflächen, wie zum Beispiel die Motorhaube, das Dach oder der Kofferraum, Systeme zum Auf- und Abbewegen, quer Hinüberbewegen und/oder Drehbewegen der Beschichtungsverteiler in bezug auf solche Oberflächen zur Erzeugung von Turbulenz in dem Kabineninnenraum führen kann. Das heißt, der nach unten gerichtete Luftstrom in dem Kabineninnenraum, der übersprühtes Beschichtungsmaterial umschließt, wird turbulent, wenn die oben angeordneten Beschichtungsverteiler in bezug auf den zu beschichtenden Gegenstand bewegt werden. Diese Turbulenz kann einen unbeständigen Schichtaufbau auf dem Gegenstand verursachen, weil sie den Strom des Pulvermatenals zwischen den Beschichtungsverteilern und dem zu beschichtenden Gegenstand unterbricht.
• Es ist deshalb eines der Ziele dieser Erfindung, eine Konstruktion zum Bewegen von Beschichtungsverteilern im Innenraum einer Spritikabine zur Verfügung zu stellen, die die Verunreinigung des Kabineninnenraumes verhindert und die die Luftturbulenz in dem Kabineninnenraum minimiert, wenn die Beschichtungsverteiler in bezug auf einen sich durch die Kabine bewegenden Gegenstand bewegt werden.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Befestigen von Beschichtungsverteilern im Innenraum einer Spritzkabine umfaßt eine Spritzkabine mit einem Innenraum, der einen kontrollierten Bereich zum Auftrag von Beschichtungsmaterial auf sich dort hindurch bewegende Gegenstände, Mittel zum Erzeugen eines Stromes von Luft durch den Innenraum der Spritzkabine, in welchem übersprühtes Beschichtungsmaterial zum Sammeln eingeschlossen ist, ein Verteilergehäuse, Mittel zum Befestigen des Verteilergehäuses in dem Innenraum der Spritzkabine in dem Weg des Luftstromes dorthindurch und Mittel zum Befestigen mindestens eines Beschichtungsverteilers an dem Verteilergehäuse in einer Position züm Auftragen von Beschichtungsmaterial auf sich durch den Innenraum der Spritzkabine bewegende Gegenstände vorsieht, gekennzeichnet dadurch, daß das Verteilergehäuse mit einer aerodynamisch geformten Außenfläche ausgebildet ist, wobei die aerodynamisch geformte Außenfläche des Gehäuses wirksam ist, um die Turbulenz in dem Luftstrom durch den Innenraum der Spritzkabine zu reduzieren.
• Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, um die Position des Gehäuses in der Kabine einzustellen, um das Beschichtungsmaterial aus den Verteilern in eine gewünschte Richtung zu richten.
• Die Mittel zum Einstellen der Position des Gehäuses in dem Innenraum der Spritzkabine können ein Paar von beabstandeten Säulenträgern, die jeweils außerhalb des Innenraumes der Spritzkabine angeordnet sind, einen an jedem der Säulenträger befestigten Wagen, eine zwischen jedem der Wagen und dem Gehäuse angeschlossene Führungsstange, erste Mittel zum Bewegen jedes Wagens und in der Folge der Führungsstange und des Gehäuses entlang einer ersten Achse in bezug auf die Säulenträger, zweite, mit mindestens einem der Wagen verbundene Mittel zum Bewegen der Führungsstange und in der Folge des Gehäuses entlang einer zweiten Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Achse ist, und dritte, mit mindestens einem der Wagen verbundene Mittel zum Drehen der Führungsstange und in der Folge des Gehäuses um entweder die erste oder die zweite Achse umfassen.
• Ein Verteilergehäuse mit einer aerodynamisch geformten Außenfläche reduziert die Turbulenz in dem Kabineninnenraum. Die aerodynamisch geformte Außenfläche des Gehäuses kann eine bogenförmige vordere Kante, die den Luftstrom durch den Innenraum der Spritzkabine als erste berührt, eine nach innen verjüngte hintere Kante, die die Beschichtungsverteiler aufnimmt, und gegenüberliegende, sich zwischen der vorderen und der hinteren Kante erstreckende Seiten umfassen. Zweckmäßigerweise sind die gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses jeweils in einer im wesentlichen konvex gewölbten Form über mindestens einen Teil ihrer Länge ausgebildet. Diese aerodynamische Form erzeugt eine im wesentlichen laminare Strömung der sich dort vorbei bewegenden Luft. Solche laminaren Strömungsbedingungen in dem Bereich des Verteilergehäuses sichern, daß ein Minimum an Turbulenz zwischen den Beschichtungsverteilern an der hinteren Kante des Verteilergehäuses und den sich unter den Verteilern durch die Kabine bewegenden Gegenständen erzeugt wird. Weil Pulverbeschichtungsmaterial solch eine niedrige Dichte und geringes Gewicht besitzt, ist die Minimierung der Luftturbulenz in dem Kabineninnenraum wichtig, um einen dauerhaften Schichtaufbau auf den horizontalen Oberflächen des zu beschichtenden Gegenstandes zu erhalten.
• Das Gehäuse kann mit einem inneren Hohlraum ausgebildet sein, und umfaßt Mittel zum Befestigen mindestens einer Beschichtungszuführungsleitung in dem inneren Hohlraum, die Beschichtungsmaterial zu dem oder jedem Beschichtungsverteiler führt. Das Gehäuse kann eine Reihe von in Längsrichtung beabstandeten Rippen, erste und zweite, sich in Längsrichtung erstreckende Holme, die voneinander beabstandet sind, Mittel zum Miteinanderverbinden der ersten und zweiten Holme und zum Tragen der Rippen und eine mit den Rippen verbundene Außenhaut umfassen.
• Der oder jeder Beschichtungsverteiler kann geeigneterweise einen Körper umfassen, der mit einem Beschichtungsförderkanal zum Übertragen des Beschichtungsmaterials und einer Düse, die in Verbindung mit dem Beschichtungsförderkanal stehend an dem Körper befestigt ist, ausgebildet sein, wobei durch den Körper Mittel zum elektrostatischen Aufladen des aus der Düse ausgetragenen Beschichtungsmaterials getragen werden.
• Geeigneterweise können die Mittel zum elektrostatischen Aufladen des Beschichtungsmaterials eine durch den Körper in einer Position nahe der Austragsöffnung der Düse getragene Elektrode und einen in einer Bohrung des Körpers getragenen und an einem Ende elektrisch an die Elektrode und an dem anderen Ende an ein elektrostatisches Kabels angeschlossenen dielektrischen Block umfassen. Das elektrostatische Kabel kann in einem dielektrischen Rohr angeordnet sein, das sich von der Bohrung zu einem Befestigungsblock erstreckt, wobei der dielektrische Block eine Vielzahl von miteinander vergossenen Widerständen einschließt, wobei Mittel vorgesehen sind, um das elektrostatische Kabel in elektrischen Kontakt mit einem der Widerstände zu bringen.
• Es ist beabsichtigt, daß in Abhängigkeit von den Erfordernissen einer besonderen Anwendung im wesentlichen jede Anzahl von Trägeranordnungen in einer Kabine von gegebenen Ausmaßen verwendet werden könnte.
• Die Erfindung wird nachfolgend mittels eines Beispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine Teilansicht eines Endes einer Spritzkabine ist, die eine erfindungsgemäße Verteilerbewegungsvorrichtung aufnimmt;
• Fig. 2 eine Seitenansicht einer Innenwand der Spritzkabine entlang der Linie 2-2 der Fig. list;
• Fig. 3 eine Ansicht, teilweise im Querschnitt, eines erfindungsgemäßen Verteilergehäuses ist;
• Fig. 4 eine Schnittansicht des Verteilergehäuses entlang der Linie 4-4 der Fig. 3 ist;
• Fig. 5 eine Ansicht entlang der Linie 5-5 der Fig. 1 ist;
• Fig. 6 eine schematische Ansicht in teilweisem Querschnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 5 ist;
• Fig. 7 eine Schnittzeichnung entlang der Linie 7-7 der Fig. 6 ist; und
• Fig. 8 eine Schnittzeichnung entlang der Linie 8-8 der Fig. 6 ist.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. list eine Pulverspritzkabine 10 dargestellt, die eine Decke 12, einen Boden 14, gegenüberliegende Innenseitenwände 16, 18 und gegenüberliegende Außenseitenwände 20, 22 umfaßt. Eine Spritzkammer 24 ist zwischen den Innenseitenwänden 16, 18, dem Boden 14 und der Decke 12 ausgebildet, die einen kontrollierten Bereich definiert, um darin Pulverbeschichtungsmaterial auf Gegenstände aufzubringen, wie es unten ausführlich beschrieben wird. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform trägt ein über einem Zubringer 26 angeordneter Träger 28 eine Fahrzeugkarosserie 30 zur Bewegung durch die Spritzkammer 24 der Kabine 10.
• Wie unten ausführlicher beschrieben ist, ist der Gegenstand dieser Erfindung insbesondere auf das Aufbringen von Pulverbeschichtungsmaterial auf die im wesentlichen horizontal ausgerichteten Oberflächen der Fahrzeugkarosserie 30 einschließlich des Daches 32, des Kofferraumes 34 und der Motorhaube (nicht dargestellt) gerichtet. Das Pulvermaterial wird aus einer Anzahl von Verteilern 36 verteilt, die in Verteilergehäusen 38 und 38A getragen werden, die unten ausführlich beschrieben sind. Jedes Verteilergehäuse 38, 38A ist in der Spritzkammer 24 oben oder über den horizontalen Oberflächen der Fahrzeugkarosserie 30 befestigt. Ein Paar Trägeranordnungen 40 und 42, deren Aufbau und Wirkungsweise unten ausführlich beschrieben ist, positionieren jedes Verteilergehäuse 38, 38A in der Spritzkammer 24. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Spritzkabine 10 wird ein Strom von "klimatisierter" Luft, d. h., gefilterter und temperierter Luft, von einer an der Decke 12 befestigten Luftkammer 44 nach unten zum Boden der Kabine 10 gerichtet. Die klimatisierte Luft wird der Luftkammer 44 von einem Luftgehäuse 46 zugeführt, das in Fig. 1 schematisch dargestellt ist. Im Verlauf der Bewegung von der Luftkammer 44 zum Kabinenboden 14 nimmt die klimatisierte Luft übersprühtes Pulvermaterial auf oder umgibt es, das aus den Verteilern 36 ausgetragen wurde, jedoch nicht an der Fahrzeug karosserie 30 haftet. Das von Luft umschlossene Pulvermaterial wird durch Gitterroste 48 am Boden 14 der Kabine 10 in ein Pulversammel- und Rückführungssystem 50 gesaugt, das unter dem Boden 14 angeordnet ist.
• Der genaue Aufbau der Kabine 10 einschließlich des Luftgehäuses 46 und des Pulversammel- und Rückführungssystems 50 bilden für sich keinen Teil dieser Erfindung und werden somit hierin nicht beschrieben.
• Unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 ist nun der Aufbau des Verteilergehäuses 38 detailliert dargestellt, wobei verständlich ist, daß der Aufbau und die Arbeitsweise des Verteilergehäuses 38A identisch ist.
• Das Verteilergehäuse 38 umfaßt eine innere Rahmenstruktur einschließlich einer Reihe von in Längsrichtung beabstandeten, vertikal ausgerichteten Pfosten oder Rippen 52, die zwischen einem sich in Längsrichtung erstreckenden oberen Holm 54 und einem parallelen unteren Holm 56 verbunden sind. Die Holme 54, 56 sind in in Längsrichtung unterteilten Abständen durch starr daran befestigte Halterungen 57 miteinander verbunden, und jede dieser Halterungen 57 befestigt eine der Rippen 52, beispielsweise durch Bolzen 55 oder andere geeignete Befestigungsmittel. An dem unteren Holm 54 ist eine Platte 59 durch Bolzen 61 befestigt. Die Rahmenstruktur trägt eine aerodynamisch geformte Außenfläche oder Außenhaut 58, die vorzugsweise aus einem nichtleitfähigen Material gebildet ist, die eine vordere Kante 60, eine hintere Kante 62, gegenüberliegende, sich zwischen den Kanten 60, 62 erstreckende Seiten 64 und 66 und gegenüberliegende Ende 67 und 68 definiert. Die Außenhaut 58 ist an den Pfosten 52 durch Schrauben 69 oder andere geeignete Befestigungsmittel befestigt.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 ähnelt die "aerodynamische Form " der Außenhaut 58 des Verteilergehäuses 38 einem Stromlinienkörper, wie zum Beispiel einem Flugzeugtragflügel. Die vordere Kante 60 hat eine im wesentlichen bogenförmige Gestalt, die hintere Kante 62 verjüngt sich nach innen und jede der Seiten 64, 66 ist in einer im wesentlichen konvexen Form über mindestens einen Teil ihrer Länge gewölbt.
• Jede der Seiten 64, 66 hat eine radial nach außen gewölbte Form von der vorderen Kante 60 der Außenhaut 58 bis ungefähr zum oberen Holm 54 und eine radial nach innen gewölbte Form von dem oberen Holm 54 zu einer Stelle 70 nahe dem unteren Holm 56.
• Jede Seite 64 und 66 hat ein gerades Teil 72, das sich von der Stelle 70 zum untersten Teil der hinteren Kante 62 erstreckt, einen im allgemeinen dreieckförmigen Bereich an dem unteren Teil des Verteilergehäuse 38 bildend.
• An der Platte 59 an dem unteren, dreieckförmigen Teil des Verteilergehäuses 38 ist eine Anzahl von in Längsrichtung beabstandeten Verteilerktrpern 74 durch Bolzen 61 und 63 (siehe Fig. 4) befestigt. Jeder Verteilerkörper 74 ist mit einer Bohrung 78 ausgebildet, die ein Pulverzuführungsrohr 80 aufnimmt. Das unterste Ende des Pulverzuführungsrohres 80 ist in der Bohrung 78 durch ein nicht leitfähiges Düsenzwischenstück 82 befestigt, das in den Boden der Bohrung 78 geschraubt ist. Das Düsenzwischenstück 82 hat ein sich nach außen erstreckendes Ende, das eine Pulversprühdüse 84 aufnimmt, die daran durch O-Ringe 85 befestigt ist. Das untere Ende des Pulverzuführungsrohres 80 ist von der Düse 84 in einem ausreichenden Abstand angeordnet, um das elektrostatische Aufladen des Pulvers nicht zu beeinträchtigen. Das obere Ende des Pulverzuführungsrohres 80 wird in einer in einem Befestigungsblock 86 ausgebildeten Bohrung getragen, der durch einen oder mehrere Bolzen 88 an dem oberen Holm 54 befestigt ist. Wie unten ausführlicher beschrieben ist, wird das Pulverzuführungsrohr 80 für jeden Verteiler 36 in einem Versorgungshohlraum 90 gehalten, der sich über die Länge des Verteilergehäuses 38 und dann durch die mit den Trägeranordnungen 40 oder 42 verbundene Befestigungskonstruktion (die zu beschreiben ist) zu einer Stelle außerhalb der Spritzkabine 10 erstreckt. Auf diese Weise ist das Pulverzuführungsrohr 80 vollständig von der Spritzkammer 24 der Kabine 10 getrennt.
• Das Pulvermaterial wird vor dem Auftrag auf die Fahrzeugkarosserie 30 elektrostatisch aufgeladen, wodurch das Ablagern des Pulvermaterials darauf erhöht wird. Um dem aus der Düse 84 verteilten Pulvermaterial eine elektrostatische Ladung zu verleihen, ist eine Elektrodenanordnung 92 am Boden des Verteilerkörpers 74 in einer Position nahe der Austragsöffnung 89 der Düse 84 befestigt. Durch ein elektrostatisches Kabel 94, das in einem sich durch den Versorgungshohlraum 90 des Verteilergehäuses 38 zum Befestigungsblock 86, wo es durch eine Feststellvorrichtung 96 befestigt ist, erstreckenden dielektrischen Rohr 95 getragen wird, wird eine elektrostatische Ladung hoher Spannung an die Elektrodenanordnung 92 übertragen. Das dielektrische Rohr 95 ist an dem Befestigungsblock 86 geteilt, wobei es ein oberes, durch die Feststellvorrichtung 96 getragenes Ende und ein unteres Ende bildet, das an eine Hülse 97 angrenzt, die in dem Befestigungsblock 86 verschiebbar aufgenommen ist. Die Hülse 97 hat Innengewindegänge 98, die fest an dem elektrostatischen Kabel 94 in dem dielektrischen Rohr 95 angelegt sind. Das dielektrische Rohr 95 erstreckt sich von der Hülse 97 nach unten, wie es in Figur 4 zu sehen ist, in eine in dem Verteilerkörper 74 ausgebildete Bohrung 99, wo es an einem dielektrischen Block 100, der auch in der Bohrung 99 getragen wird, durch Verschraubung befestigt ist.
• Zwischen der feststehenden Feststellvorrichtung 96 und der beweglichen Hülse 97 erstreckt sich eine Schraubenfeder 93, um das elektrostatische Kabel 94 nach unten zum Verteilerkörper 74 zu drücken, wie es in Fig. 4 zu sehen ist. Eine an dem untersten Ende des elektrostatischen Kabels 94 befestigte Feder 109 wird somit in elektrischen Kontakt mit einem Widerstand 102 gebracht, der in dem untersten Teil des dielektrischen Rohres 95 gehalten wird. Dieser Widerstand 102 ist in Kontakt mit anderen Widerständen 103, die mit den Enden aneinander und in dem dielektrischen Block 100 vergossen gehalten werden, auf diese Weise einen vollständigen elektrischen Pfad zu der Elektrodenanordnung 92 bildend. Vorzugsweise ist ein dielektrisches Material, wie zum Beispiel Schmierfett, in dem dielektrischen Rohr vorgesehen, um den Widerstand 102 und/oder die Widerstände 103 zu umhüllen, um die Möglichkeit einer Koronaentladung in dem Verteilerkörper 74 zu reduzieren.
• Jeder Verteiler 36 ist wirksam, um ein Muster aus elektrostatisch aufgeladenem Pulvermaterial von der hinteren Kante 62 des Verteilergehäuses 38 nach unten auf die sich horizontal erstreckenden Oberflächen der Fahrzeug karosserie 30 auszutragen. In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform und am besten in Fig. 5 gezeigt, sind die beiden Verteilergehäuse 38 und 38A in Richtung der Bewegung einer Fahrzeugkarosserie 30 durch die Kabine 10 voneinander beabstandet und jedes trägt eine Anzahl von Verteilern 36.
• Die an dem ersten Verteilergehäuse 38 befestigten Verteiler 36 sind in Längsrichtung von den an dem zweiten Verteilergehäuse 38A gehaltenen Verteilern 36 versetzt, um zu sichern, daß das gemeinsam von den Verteilern 36 an beiden Gehäusen 38, 38A erhaltene Sprühmuster alle der horizontalen Oberflächen der Fahrzeugkarosserie 30 vollständig abdeckt.
• Ein bedeutender Vorteil der Konstruktion der Verteilergehäuse 38 und 38A besteht darin, daß das Pulverzuführungsrohr 80 und das dielektrische Rohr 95 vollständig in dem Inneren der Verteilergehäuse 38, 38A eingeschlossen sind, um jegliche Verunreinigung der Umgebung in der Spritzkammer 24 der Kabine 10 zu vermeiden. Wie oben erwähnt wurde, wird für jeden Verteiler 36 ein separates Pulverzuführungsrohr 80 und dielektrisches Rohr 95 durch die mit den Trägeranordnungen 40,42 verbundene Befestigungskonstruktion in den Versorgungshohlraum 90 des Verteilergehäuses 38 geführt, wie es unten beschrieben ist. Es ist weder ein Teil des Pulverzuführungsrohres 80 noch des dielektrischen Rohres 95 in der Spritzkammer 24 ungeschützt.
• Unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 2 und 5-7 ist nun der Aufbau zum Bewegen der Verteilergehäuse 38, 38A und in der Folge der Verteiler 36 ausführlich dargestellt. Da sich die horizontal ausgerichteten Oberflächen der Fahrzeugkarosserie 30 in verschiedenen vertikalen Höhen an dem Fahrzeug befinden und gewölbte oder andere nichtlineare Oberflächen haben können, ist es wünschenswert, für eine Handhabung der Verteilergehäuse 38 und 38A zu sorgen, so daß die daran getragenen Verteiler 36 in einer gewünschten Höhen- und Winkelposition in bezug auf die zu beschichtenden horizontalen Oberflächen gehalten werden können. Demzufolge wird eine Konstruktion vorgesehen, um die Verteilergehäuse 38, 38A in bezug auf die Fahrzeugkarosserie 30 vertikal oder auf und ab; von einer Seite zur anderen oder entlang einer Querachse 135, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Fahrzeugkarosserie 30 durch die Kabine 10 ist; und drehbar in bezug auf die Fahrzeugkarosserie 30, wobei das Verteilergehäuse 38 um die Querachse gedreht wird, zu bewegen. Siehe Fig. 6.
• Wie oben erwähnt wurde, nimmt jede der Trägeranordnungen 40 und 42 ein Ende der beiden einzelnen Verteilergehäuse 38 und 38A auf.
• Jede Trägeranordnung 40 und 42 umfaßt sich mit den Rücken zugewandte, vertikale Säulen 105 und 107, die durch Bolzen an einer gemeinsamen Grundplatte 109 befestigt sind und durch eine sich von dem Boden 14 der Kabine 10 erstrekkende Strebe 111 in der aufrechten Stellung gehalten werden. Siehe Figuren 1 und 5.
• Die vertikale Säule der Trägereinrichtung 40 nimmt ein Ende des Verteilergehäuses 38 auf und das gegenüberliegende Ende des Verteilergehäuses 38 wird durch die vertikale Säule 107 der Trägereinrichtung 42 aufgenommen. Gleichermaßen nimmt die vertikale Säule 107 der Trägeranordnung 40 ein Ende des Verteilergehäuses 38A auf und die vertikale Säule 105 der Trägeranordnung 42 nimmt das gegenüberliegende Ende des Verteilergehäuses 38A auf. Jede der vertikalen Säulen 105 umfaßt eine Konstruktion zum Drehen eines der Verteilergehäuse 38, 38A und die vertikalen Säulen 107 umfassen jeweils eine Konstruktion zum Bewegen eines der Verteilergehäuse 38, 38A in eine Richtung von einer Seite zur anderen. Alle vertikalen Säulen 105, 107 haben den gleichen Aufbau, um die Vertikalbewegung der Verteilergehäuse 38, 38A zu bewirken. Zu Zwecken der vorliegenden Erläuterung und einfachen Darstellung, umfassen die Figuren 5-8 Einzelheiten der mit der Trägeranordnung 40 verbundenen vertikalen Säule 105 und der mit der Trägeranordnung 42 verbundenen vertikalen Säule 107, die verwendet werden, um das Verteilergehäuse 38 zu bewegen. Es sollte verständlich sein, daß die anderen vertikalen Säulen 105, 107 zum Bewegen des Verteilergehäuses 38A im Aufbau und in der Funktion identisch sind.
• Bezüglich der vertikalen Bewegung des Verteilergehäuses 38 nimmt jede vertikale Säule 105 und 107 einen Wagen 108 auf, der entlang einem Paar linearer, an den vertikalen Säulen 105, 107 befestigter Führungen 110 und 112, wie zum Beispiel durch NOOK hergestellt, vertikal beweglich ist. Eine Gewindekugelspindel 114 erstreckt sich über die Lnge jeder vertikalen Sule 105, 107, die an gegenüber liegenden Enden durch Lager 116 (es ist nur das untere gezeigt) drehbar gehalten wird. Jeder Wagen 108 umfaßt ein Paar Halterungen 119, 120, die mit den linearen Führungen 110, 112 ineinandergreifen und eine Kugelumlaufmutter 118 aufnehmen, die in Eingriff mit der Gewindekugelspindel 114 ist, so daß die Drehung der Kugelspindel 114 bewirkt, daß sich die Mutter 118 und in der Folge der Wagen 108 vertikal entlang der vertikalen Führungen 110, 112 der Trägersäule 40 oder 42 bewegen.
• Die Drehung jeder Kugelspindel 114 wird durch eine Antriebskonstruktion erreicht, die am unteren Teil der Fig. 1 dargestellt ist. Ein Motor 120 ist antreibend mit einem Untersetzungsgetriebe 122 verbunden, dessen Abtrieb an eine erste Antriebswelle 124 und eine zweite Antriebswelle 126 angeschlossen ist. Das gegenüberliegende Ende jeder Antriebswelle 124, 126 ist mit einem 90º-Kegelrad 128 verbunden, das mit einer gewinde losen Verlängerung 1 30 der Kugelspindel 114 jeder vertikalen Säule 105 und 107 verbunden ist. In Reaktion auf den Betrieb des Motors 120 wird die mit jeder Trägersäule 105 und 107 verbundene Kugelspindel 114 entweder in die Uhrzeigerrichtung oder entgegen der Uhrzeigerrichtung gedreht, um die Wagen 108 entlang der linearen Führungen 110, 112 in bezug auf die vertikalen Säulen 105, 107 vertikal auf und ab zu bewegen. Ein Ende eines Kabels 129 ist an dem Oberteil des Wagens 108 befestigt und das Kabel 129 erstreckt sich über eine an dem Oberteil jeder vertikalen Säule 105 und 107 befestigte Seilscheibe 131. Das gegenüberliegende Ende des Kabels 129 ist an einem entlang der vertikalen Säulen 105, 107 beweglichen Gegengewicht 133 befestigt, das die oben beschriebene Antriebskonstruktion beim vertikalen Aufwärtsbewegen der Wagen 108 entlang der vertikalen Säulen 105, 107 unterstützt. Unter Bezugnahme auf die linke Seite der Fig. 6 ist der mit der vertikalen Säule 105 der Trägeranordnung 40 verbundene Aufbau dargestellt. Dieser Aufbau ist wirksam, um das Verteilergehäuse 38 um eine Querachse 135, die senkrecht zu der Bewegungsrichtung einer Fahrzeug karosserie 30 durch die Kabine 10 ist, zu drehen oder zu schwenken.
• An den Halterungen 119, 121 des zu der Trägeranordnung 40 gehörenden Wagens 108 ist ein zylindrisches Rohr 132 aufgenommen. Im Inneren des Rohres 132 sind an jedem Ende Lager 136 befestigt und diese Lager 136 tragen eine hohle Führungsstange 138 mit einem mit dem Verteilergehäuse 38 verbundenen inneren Ende 140. Wie in Phantomlinien in den Figuren 3 und 6 dargestellt ist, erstrecken sich die Versorgungseinrichtungen für die durch das Verteilergehäuse 38 getragenen Verteiler 36, d. h., die Pulver- und Elektroenergiezuführungsleitungen, durch das hohle Innere der Führungsstange 138 in den Versorgungshohlraum 90 des Verteilergehäuses 38 und dann zu den einzelnen Verteilern 36, wie oben beschrieben ist. Diese Konstruktion trennt solche Versorgungsleitungen wirksam von der Spritzkammer 24 der Kabine 10.
• Das gegenüberliegende oder äußere Ende 142 der Führungsstange 138 ist mit Keilwellenprofil versehen und bildet auf diese Weise eine Keilwellenverbindung mit einer Zahnriemenscheibe 146, die durch einen sich zwischen der Zahnriemenscheibe 146 und einer zweiten Zahnriemenscheibe 150, die durch die Abtriebswelle 152 eines Motors 154 getragen wird, erstreckenden Zahnflachriemen 148 gedreht wird. Der Motor 154 wird auf dem Wagen 108 durch eine Halterung 156 getragen. Der Betrieb des Motors 154 ist wirksam, um die Zahnriemenscheibe 146 und damit die Führungsstange 138 zu drehen, so daß das Verteilergehäuse 38 und die daran getragenen Verteiler 36 um die Querachse 135 in die gewünschte Winkelposition in bezug auf die horizontalen Oberflächen der Fahrzeug karosserie 30 geschwenkt werden.
• Unter Bezugnahme auf den rechten Teil der Fig. 6 und die Figuren 7 und 8 wird nun der mit der vertikalen Säule 107 verbundene Aufbau zum Bewegen des Verteilergehäuses 38 quer herüber, d. h., parallel zu der Querachse 135, dargestellt.
• Der zu der vertikalen Säule 107 gehörende Wagen 108 nimmt durch Halterungen 119, 121 ein hohles Rohr 158 in der gleichen, oben in Verbindung mit dem Rohr 132 der vertikalen Säule 105 beschriebenen Art und Weise auf. Der Wagen 108 nimmt auch eine Halterung 160 auf, die einen Motor 162 trägt, der antreibend mit einem Untersetzungsgetriebe 164 verbunden ist. Die Abtriebswelle 166 des Untersetzungsgetriebes 164 wiederum ist durch einen Exzenter 168 mit einem Ende eine Kurbelarmes 170 antreibend verbunden. Das gegenüberliegende Ende des Kurbelarmes 170 ist durch einen Wellenstumpf 172 mit einer Stange 174 verbunden, die in einem Zylinder 176 verschiebbar aufgenommen ist, der an der Außenwand des Rohres 158 befestigt ist, wobei der Zylinder 176 parallel zu dem Rohr 158 ist.
• Ein Teil der Stange 174 ist mit Verzahnung 178 ausgebildet, die mit den an einem Ende einer Stange 182, deren Achse zu der Achse des Rohres 158 senkrecht ist, ausgebildeten Zähnen 180 ineinandergreift. Das gegenüberliegende Ende der Stange 182 ist bei 184 in einer Halterung 186 gelagert, die an der Wand des Rohres 158 starr befestigt ist. Siehe Figur 8. Die Stange 182 nimmt ein Zahnrad 188 mit Zähnen auf, die mit Ringnuten 190 ineinandergreifen, die in der Außenfläche einer zylindrischen, hohlen Führungsstange 191 ausgebildet sind, die durch Lager 192, 194 im Inneren des Rohres 158 getragen wird. Das innere Ende 196 der Stange 191 nimmt das gegenüberliegende oder rechte Ende des Verteilergehäuses 38 auf, wie es in Fig. 6 zu sehen ist, so daß das Verteilergehäuse 38 an gegenüberliegenden Enden über der sich durch die Kabine 10 bewegenden Fahrzeugkarosserie 30 in Position gehalten wird.
• Die Bewegung des Verteilergehäuses 38 von einer Seite zu anderen wird mit der oben beschriebenen Konstruktion wie folgt erreicht. In Reaktion auf den Betrieb des Motors 162 wird das Untersetzungsgetriebe 164, die Welle 166 und der Exzenter 168 und der Kurbelarm 170 in einer exzentrischen Bahn bewegt, die der Bewegung eines zum Antrieb der Räder einer Lokomotive verwendeten Kurbelarmes ähnelt. Siehe die durchgehenden und Phantomlinien in Fig. 6. Infolgedessen wird die Stange 174 durch den Kurbelarm axial in und aus dem Zylinder 176 bewegt. Dieses dreht die Stange 182 wegen der Verbindung zwischen der Verzahnung 178 der Stange 174 und den Zähnen 180 der Stange 182 in die Uhrzeigerrichtung und entgegen der Uhrzeigerrichtung. Die Drehung der Stange 182 wiederum dreht das daran gehaltene Zahnrad 188, das mit den Zähnen der ringförmigen Zahnstange 190 ineinandergreift. In Reaktion auf die Drehbewegung des Zahnrades 188 wird die ringförmige Zahnstange 190 somit axial in dem Rohr 158 in eine Richtung von einer Seite zur anderen bewegt, d. h., entlang der zur Richtung der Bewegung der Fahrzeug karosserien 30 durch die Kabine 10 senkrechten Querachse 135. Jene Bewegung von einer Seite zur anderen der ringförmigen Zahnstange 190 bewegt die Führungsstange 191 und das befestigte Verteilergehäuse 38 von einer Seite zur anderen und das Führungsrohr 138, das an dem gegenüberliegenden Ende des Verteilergehäuses 38 befestigt ist, ist in den Lagern 136 verschiebbar, um jene Bewegung zu ermöglichen. Außerdem erlaubt die Keilwellenverbindung an dem äußeren Ende 142 des Führungsrohres 138 die Gleitbewegung des Führungsrohres 138 in bezug auf die Zahnriemenscheibe 146 ohne Unterbrechung der Drehverbindung zwischen ihnen, wie es oben beschrieben ist.
• Jede der zuvor erwähnten Bewegungen des Verteilergehäuses 38 wird während des Aufrechterhaltens einer Abdichtung zwischen der Spritzkammer 24 und den Trägeranordnungen 40, 42 erreicht. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, erstreckt sich das Rohr 158, das die an dem Verteilergehäuse 38 befestigte Führungsstange 191 trägt, durch eine bewegliche, in der Seitenwand 18 ausgebildete Dichtung 200. Diese Dichtung 200 umfaßt einen oberen Dichtungsschleier 202 und einen unteren Dichtungsschleier 204, die in den Gehäusen 206 beziehungsweise 208 am Oberteil und am Boden der Seitenwand 16 sehr ähnlich wie Fensterabschirmungen aufrollen. Die oberen und unteren Dichtungsschleier 202, 204 stoßen aneinander und greifen mit dem Rohr 158 abdichtend ineinander. In Reaktion auf die vertikale Bewegung des Rohres 158 rollen die Dichtungsschleier 202, 204 in ihren entsprechenden Gehäusen 206, 208 auf oder erstrecken sich von diesen, in Abhängigkeit von der Richtung der vertikalen Bewegung des Rohres 158. Außerdem werden die Dichtungsschleier 202, 204 beständig aneinander und in dichtenden Eingriff mit dem Rohr 158 gedrückt, so daß mit dem Rohr 158 während seiner Schwenkbewegung und seiner Bewegung von einer Seite zur anderen eine Dichtung aufrechterhalten wird. Jedes der mit den vertikalen Säulen 105 und 107 der Trägeranordnung 40, 42 verbundenen Rohre 132 und 158 ist mit einer Dichtung 200 versehen.
• In den Zeichnungen werden zwei Verteilergehäuse 38 und 38A verwendet, um Pulverbeschichtungsmaterial auf die horizontal ausgerichteten Oberflächen einer Fahrzeugkarosserie 30 aufzutragen. Es sollte verständlich sein, daß im wesentlichen jede Anzahl von Verteilergehäusen 38 verwendet werden könnte, wobei jedes eine gewünschte Anzahl von Verteilern 36 aufnimmt, und daß die Lage von solchen Verteilergehäusen 38, 38A nicht notwendigerweise auf den oberen Bereich der Kabine 10 begrenzt sein muß. Es ist vorauszusehen, daß die aerodynamische Form der Verteilergehäuse 38, 38A an anderen Stellen in der Kabine 10 nützlich sein würde.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Aufbringen von Beschichtungsmaterial auf Gegenstände, umfassend: eine Spritzkabine mit einem Innenraum, der einen kontrollierten Bereich zum Auftrag von Beschichtungsmaterial auf sich dorthindurch bewegende Gegenstände, Mittel zum Erzeugen eines Luftstromes durch den Innenraum der Spritzkabine, in welchem übersprühtes Beschichtungsmaterial zum Sammeln eingeschlossen ist, ein Verteilergehäuse, Mittel zum Befestigen des Verteilergehäuses in dem Innenraum der Spritzkabine in dem Strömungsweg der Luft dorthindurch, und Mittel zum Befestigen mindestens eines Beschichtungsverteilers an dem Verteilergehäuse in einer Position zum Auftragen von Beschichtungsmaterial auf sich durch den Innenraum der Spritzkabine bewegende Gegenstände vorsieht, gekennzeichnet dadurch, daß das Verteilergehäuse (38) mit einer aerodynamischen geformten Außenfläche (58) ausgebildet ist, wobei die aerodynamisch geformte Außenfläche (58) des Gehäuses (38) wirksam ist, um die Turbulenz in dem Luftstrom durch den Innenraum (24) der Spritzkabine (10) zu reduzieren.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Mittel zum Einstellen der Position des Gehäuses (38) in der Kabine (10) vorgesehen sind, um Beschichtungsmaterial von den Verteilern (36) in eine gewünschte Richtung zu richten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Gehäuse (38) mit einem hohlen Innenraum ausgebildet ist und Mittel zum Aufnehmen mindestens einer Beschichtungszuführungsleitung (80) in dem hohlen Innenraum umfaßt, die Beschichtungsmaterial zu dem oder jedem Beschichtungsverteiler (36) führt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß die aerodynamisch geformte Außenfläche (58) des Gehäuses (38) eine bogenförmige vordere Kante (60), die den Luftstrom durch den Innenraum (24) der Spritzkabine (10) zuerst berührt, eine nach innen verjüngte hintere Kante (62), die die Beschichtungsverteiler (36) aufnimmt, und gegenüberliegende, sich zwischen den vorderen und hinteren Kanten (60, 62) erstreckende Seiten (64, 66) umfaßt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, daß die gegenüberliegenden Seiten (64, 66) des Gehäuses (38) jeweils in einer im wesentlichen konvex gewölbten Form über mindestens einen Teil ihrer Länge ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet dadurch, daß das Gehäuse (38) eine Anzahl von in Längsrichtung beabstandeten Rippen (52) erste und zweite, sich in Längsrichtung erstreckende, voneinander beabstandete Holme (54, 56), Mittel zum Miteinanderverbinden der ersten und zweiten Holme (54, 56) und zum Tragen der Rippen (52) und eine mit den Rippen (52) verbundene Außenhaut (58) umfaßt.

7. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet dadurch, daß der oder jeder Beschichtungsverteiler (36) einen Körper (74) umfaßt, der mit einem Beschichtungsförderkanal (78) zum Übertragen von Beschichtungsmaterial und einer Düse (84) ausgebildet ist, die in Verbindung mit dem Beschichtungsförderkanal (78) an dem Körper (74) befestigt ist, wobei durch den Körper (74) Mittel zum elektrostatischen Aufladen von aus der Düse (84) ausgetragenem Beschichtungsmaterial getragen werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß das Mittel zum elektrostatischen Aufladen des Beschichtungsmaterials eine durch den Körper (74) in einer Position nahe der Auslaßöffnung (89) der Düse (84) getragene Elektrode (92) und einen dielektrischen Block (100) umfaßt, der in einer Bohrung (99) des Körpers (74) getragen wird und an einem Ende an die Elektrode (92) und an dem anderen Ende an ein elektrostatisches Kabel (94) elektrisch angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß das elektrostatische Kabel (94) in einem sich von der Bohrung (99) zu einem Befestigungsblock (86) erstreckenden dielektrischen Rohr (95) angeordnet ist, wobei der dielektrische Block eine Vielzahl von zusammen vergossenen Widerständen (102, 103) einschließt, und Mittel vorgesehen sind, um das elektrostatische Kabel in elektrischen Kontakt mit einem der Widerstände (102) zu bringen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Mittel zum Einstellen der Position des Gehäuses (38) in dem Innenraum (24) der Spritzkabine (10) ein Paar von beabstandeten Säulenträgern (105, 107), die jeweils außerhalb des Innenraumes (24) der Spritzkabine (10) angeordnet sind, einen an jedem der Säulenträger (105, 107) befestigten Wagen (108), eine zwischen jedem der Wagen (108) und dem Gehuse (38) angeschlossene Führungsstange (138, 191), erste Mittel zum Bewegen jedes Wagens (108) und in der Folge der Führungsstange (138) und des Gehäuses (38) entlang einer ersten Achse in bezug auf die Säulenträger (105, 107), zweite, mit mindestens einem der Wagen (108) verbundene Mittel zum Bewegen der Führungsstange (191) und in der Folge des Gehäuses (38) entlang einer zweiten Achse, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Achse ist, und dritte, mit mindestens einem der Wagen (108) verbundene Mittel zum Drehen der Führungsstange (191) und in der Folge des Gehäuses (38) um entweder die erste oder die zweite Achse umfaßt.