DE69827476T2

DE69827476T2 - Beschichtungsvorrichtung mit einem drehenden sprühkopf

Info

Publication number: DE69827476T2
Application number: DE69827476T
Authority: DE
Inventors: Osamu Yoshida; Hidetsugu Matsuda; Toshio Hosoda
Original assignee: ABB KK
Current assignee: ABB KK
Priority date: 1998-01-13
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2018-12-29
Also published as: CA2282591A1; EP0967016B1; CA2282591C; US6164561A; KR100320343B1; EP0967016A1; EP0967016A4; WO1999036182A1; KR20000076169A; DE69827476D1; ES2232973T3

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ, das insbesondere für eine Verwendung bei zum Beispiel Beschichtungsvorgängen an Fahrzeugkörpern oder dergleichen geeignet ist, die Wechsel von Beschichtungsfarben erfordern.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Allgemein haben Beschichtungssysteme vom Rotationszerstäuberkopf-Typ breite Anwendung zum Beschichten von Fahrzeugkörpern und dergleichen gefunden. In Zusammenhang mit Beschichtungsverfahren dieser Art sind jüngste Anforderungen hauptsächlich auf Maßnahmen zum Verringern der Mengen an Farbe bzw. Lack und Lösungsmittel, die jedes Mal als Abfall entsorgt werden müssen, wenn die Beschichtungsfarbe gewechselt wird, sowie auf Maßnahmen konzentriert, um im Verlauf eines Beschichtungsvorgangs so viele Farbwechsel wie möglich zu bewältigen.
In diesem Zusammenhang offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung Nr. H8-229446 ein Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ, das mit Mitteln zum Verringern der Mengen an Abfallfarbe und -lösungsmittel ausgestattet ist und das eine erhöhte Anzahl von Beschichtungsfarben bewältigen kann. Dieses Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ setzt Farbpatronen unterschiedlicher Farben ein, die austauschbar in Position in einem Gehäuse zusammen mit einer Beschichtungsmaschineneinheit angeordnet werden können.
Ferner ist das Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ aus dem Stand der Technik im allgemeinen aus einem Gehäuse, das mit einem Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt und einem Patronen-Befestigungsabschnitt in seinem Vorder- bzw. Hinterteil versehen ist, und einer Beschichtungs maschine aufgebaut, die in dem Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt befestigt ist und einen Luftmotor mit einer Drehwelle und einen Rotationszerstäuberkopf aufweist, der an einem vorderen Endbereich der Drehwelle des Luftmotors befestigt ist. Im Inneren der Drehwelle des Luftmotors, der die Beschichtungsmaschine bildet, und axial durch diese ist ein Zuführleitungskanal vorgesehen, dessen Vorder- und Hinterende sich in den Rotationszerstäuberkopf bzw. den Patronen-Befestigungsabschnitt öffnen.
Das Beschichtungssystem ist mit Farbpatronen unterschiedlicher Farben ausgestattet, die wahlweise und austauschbar an dem Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses befestigt werden. Jede der Farbpatronen wird durch einen Zylinder, der mit Farbe gefüllt ist, und eine Zuführleitung gebildet, die von dem Vorderende des Patronenzylinders axial nach vorne verläuft. Der Patronenzylinder wird austauschbar in Position in dem Patronen-Befestigungsabschnitt an dem Gehäuse angeordnet, während die Zuführleitung durch den oben erwähnten Zuführleitungskanal geführt wird.
Die Farbpatrone ist ferner mit einer bewegbaren Trennwand, die in dem Patronenzylinder eine mit der Zuführleitung in Verbindung stehende Farbvorratskammer und eine Kammer für farbauspressende Luft bildet, und einem Luftkanal ausgestattet, der der Luftkammer farbauspressende Luft zuführt. Zusätzlich zu und in Verbindung mit dem Luftkanal auf der Seite der Patrone ist auch ein Luftkanal auf der Seite des Gehäuses vorgesehen. Durch den Luftkanal auf der Seite des Gehäuses und den Luftkanal auf der Seite der Patrone wird farbauspressende Luft zu der Kammer für farbauspressende Luft geleitet, um die bewegbare Trennwand nach vorne zu verlagern und dadurch die Farbe in der Farbvorratskammer durch die Zuführleitung in den Rotationszerstäuberkopf zu drücken.
In dem Fall des Beschichtungssystems vom Rotationszerstäuberkopf-Typ des Standes der Technik, das in der oben beschriebenen Weise ausgestaltet ist, wird eine Farbpatrone einer bestimmten Farbe, die aus einer Anzahl von Patronen unterschiedlicher Farben ausgewählt ist, an dem Patronen-Befestigungsabschnitt in dem Gehäuse befestigt. Dann wird der Kammer für farbauspressende Luft der Patrone unter einem geeigneten Druck Luft zugeführt, um die Farbe in der Farbvorratskammer der Farbpatrone nach vorne in die Zuführleitung zur Zufuhr zu dem Rotationszerstäuberkopf zu drücken, der die zugeführte Farbe über einen zu beschichtenden Artikel sprüht.
Die Beschichtungsfarbe kann einfach gewechselt werden, indem die Patrone an der Maschine durch eine andere Farbpatrone einer verschiedenen Farbe ausgetauscht wird, ohne das Entsorgen von Abfallfarbe und -lösungsmittel erforderlich zu machen.
Während eines Beschichtungsvorgangs wird das Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ gemäß dem oben beschriebenen Stand der Technik in hin- und hergehende Bewegungen versetzt, und zur selben Zeit wird seine Position schrittweise in eine Richtung senkrecht zu der Richtung der hin- und hergehenden Bewegungen verschoben. Um eine gleichmäßige Dicke des Beschichtungsfilms beizubehalten, wird zu dieser Zeit die Bewegung des Beschichtungssystems an Positionen außerhalb einer Beschichtungsarbeitsfläche umgekehrt. Außerdem wird die Zufuhr von Luft zu einer Luftkammer der Farbpatrone abgeschnitten, um die Farbzufuhr zu dem Rotationszerstäuberkopf zu unterbrechen und dadurch das Sprühen von Farbe von dem Zerstäuberkopf vorübergehend zu stoppen, wenn das Beschichtungssystem zu einer Position außerhalb einer Beschichtungsfläche kommt.
Jedoch geschieht es sogar dann, wenn die Luftzufuhr abgeschnitten wird, um das Sprühen von Farbe zu stoppen, häufig, daß die Luftkanäle und die Luftkammer für einige Zeit, nachdem die Luftzufuhr abgeschnitten worden ist, in einem unter Druck stehenden Zustand verbleiben. Daher wird die bewegbare Trennwand während dieses Zeitraums verlagert, um die Farbzufuhr zu dem Rotationszerstäuberkopf fortzusetzen, bis die Luftkanäle und die Luftkammer sowie die Farbvorratskammer und die Zuführleitung sich auf ein statisches Druckniveau absenken.
Dementsprechend gibt es nach dem Absenden eines Befehlssignals zum Stoppen der Farbzufuhr immer eine Zeitverzögerung, bis die Farbzufuhr tatsächlich zum Erliegen kommt. Dies führt zu verschiedenen Problemen, wie zum Beispiel einem verschwenderischen Farbverbrauch, Farbabscheidungen auf unnötigen Bereichen von Beschichtungsflächen und Unregelmäßigkeiten in der Dicke eines Beschichtungsfilms, die Verschlechterungen in der Qualität der Beschichtung einladen würden.
Ferner kann, wenn eine Farbpatrone zum Austausch aus dem Gehäuse herausgezogen wird, die Restfarbe, die aus der Zuführleitung tropft, auf eine beschichtete Fläche fallen, um eine Ursache für Beschichtungsdefekte zu werden.
Außerdem setzt das Beschichtungssystem des Standes der Technik farbauspressende Luft zum Verlagern der bewegbaren Trennwand in dem Patronenzylinder ein. Jedoch neigt ein komprimiertes Fluid wie Luft dazu, Variationen im Volumen durchzumachen, während es der Auspreßluftkammer zugeführt wird. Daher ist es gewöhnlich erforderlich, zusätzlich einen Durchflußmesser und verschiedene Steuerventile an dem Beschichtungssystem vorzusehen, um eine genaue Farbzufuhr zur Zeit eines Beschichtungsvorgang zu gewährleisten, was Zunahmen der Größe und der laufenden Kosten des Beschichtungssystems zur Folge hat.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
In Anbetracht der Probleme des Standes der Technik, wie sie oben beschrieben wurden, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ zu schaffen, das in der Lage ist, das Sprühen von Farbe zu steuern und Vorgänge präzise durch An- und Abschalten der Farbzufuhr definitiv in einer sicheren Weise zu stoppen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ zu schaffen, das eine konstante Beschichtungsdicke beibehalten kann und das das Tropfen von Farbe verhindern kann, um Qualitätsbeschichtungen zu gewährleisten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ der Art bereitgestellt, die im wesentlichen aufweist: ein Gehäuse, das einen Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt an seiner Vorderseite und einen Patronen-Befestigungsabschnitt an seiner Rückseite aufweist; eine Beschichtungsmaschine, die angepaßt ist, um an dem Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses befestigt zu werden, und einen Luftmotor mit einer Drehwelle und einen an einem vorderen Endbereich des Luftmotors befestigten Rotationszerstäuberkopf aufweist; eine Zuführleitungs-Durchgangsbohrung, die im Inneren der und axial durch die Drehwelle des Luftmotors vorgesehen ist und ein Vorderende, das sich in den Rotationszerstäuberkopf öffnet, und ein Hinterende aufweist, das sich in den Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses öffnet; und eine Vielzahl von Farbpatronen, die Farbe verschiedener Farben in entsprechenden Patronenzylindern enthalten, wobei jede der Farbpatronen angepaßt ist, um wahlweise und entfernbar an dem Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses geladen zu sein, und eine Zuführleitung aufweist, die von einem vorderen Endbereich des Patronenzylinders für eine Anordnung in der Zuführleitungs-Durchgangsbohrung axial nach vorne verläuft.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, ist das Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Vorsehen gekennzeichnet von: auf der Seite der Farbpatrone einer bewegbaren Trennwand, die den Zylinder in eine mit der Zuführleitung in Verbindung stehende Farbvorratskammer und eine Preßflüssigkeitskammer teilt, einem Preßflüssigkeitskanal zum Zuleiten einer Preßflüssigkeit zu der Preßflüssigkeitskammer und einem Farbventil, um die Farbzufuhr von der Zuführleitung zu dem Rotationszerstäuberkopf an- und abzuschalten; auf der Seite des Gehäuses einem Preßflüssigkeitskanal in Verbindung mit dem Preßflüssigkeitskanal an der Patrone; und einem Preßflüssigkeitsventil, das in der Länge des Preßflüssigkeitskanals entweder auf der Seite der Patrone oder auf der Seite des Gehäuses vorgesehen ist, um die Preßflüssigkeitszufuhr zu der Preßflüssigkeitskammer an- und abzuschalten.
Mit den gerade beschriebenen Ausgestaltungen wird eine Farbpatrone vor einem Beschichtungsvorgang an dem Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses geladen, wobei die Zuführleitung der Patrone in der Zuführleitungs-Durchgangsbohrung angeordnet wird, die im Inneren der Drehwelle des Luftmotors ausgebildet ist. Dann werden das Farbventil und das Preßflüssigkeitsventil geöffnet und dadurch die bewegbare Trennwand durch eine Preßflüssigkeit verlagert, die durch den Preßflüssigkeitskanal auf der Seite des Gehäuses und den Preßflüssigkeitskanal auf der Seite der Patrone in die Preßflüssigkeitskammer in der Patrone eingeleitet wird. Wenn die bewegbare Trennwand in dieser Weise verlagert wird, wird die Farbe, die in die Patrone eingefüllt ist, nach vorne gedrückt und durch die Zuführleitung dem Rotationszerstäuberkopf zugeleitet. Da der Rotationszerstäuberkopf durch den Luftmotor in eine Drehung hoher Geschwindigkeit ver setzt wird, wird die zugeführte Farbe auf der anderen Seite in feine Teilchen zerstäubt und in Richtung auf ein Beschichtungsobjekt gesprüht.
Während eines Beschichtungsvorgangs wird der Farbsprühnebel gewöhnlich in Abhängigkeit von den Formen der Beschichtungsflächen wiederholt an- und abgeschaltet. Zum Stoppen oder Abschalten des Farbsprühnebels wird das Farbventil geschlossen, um den Farbzuführkanal in der Zuführleitung abzusperren, um die Farbzufuhr aus der Farbvorratskammer zu dem Rotationszerstäuberkopf anzuhalten. Zur selben Zeit wird das Preßflüssigkeitsventil geschlossen, um den Preßflüssigkeitskanal auf der Seite des Gehäuses oder auf der Seite der Farbpatrone abzusperren, um die Zufuhr von Preßflüssigkeit zu der Preßflüssigkeitskammer zu stoppen. Wenn der Farbsprühnebel gestoppt wird, wird daher die Farbzufuhr durch Schließen des Farbventils unmittelbar abgeschnitten, und zur selben Zeit wird durch Schließen des Preßflüssigkeitsventils in ähnlicher Weise die Zufuhr von Preßflüssigkeit unmittelbar abgeschnitten, was es möglich macht, die Farbzufuhr zu dem Rotationszerstäuberkopf mit Sicherheit in einer zuverlässigen Weise an- und abzuschalten.
Ferner kann beim Wechseln der Beschichtungsfarbe ein Beschichtungsvorgang in einer neuen Farbe einfach nach dem Austauschen einer Farbpatrone an dem Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses durch eine Farbpatrone einer neuen Farbe begonnen werden. Während des Patronenaustauschs wird der Farbzuführkanal in der Zuführleitung durch das Farbventil abgesperrt, um zu verhindern, daß Farbe aus der Zuführleitung tropft.
In diesem Fall ist es gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, daß das Beschichtungssystem ferner ein Preßflüssigkeits-Zuführmittel aufweist, das mit dem Preßflüssigkeitskanal auf der Seite des Gehäuses verbunden ist, um der Patrone eine Preßflüssigkeit quantitativ zuzuleiten. Mit diesen Ausgestaltungen wird die bewegbare Trennwand durch eine Preßflüssigkeit verlagert, die aus dem Preßflüssigkeits-Zuführmittel über den Preßflüssigkeitskanal auf der Seite des Gehäuses und den Preßflüssigkeitskanal auf der Seite der Patrone quantitativ zu der Preßflüssigkeitskammer geleitet wird, um dem Rotationszerstäuberkopf Farbe quantitativ aus der Zuführleitung zuzuführen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Beschichtungssystem ferner einen Beschichtungsroboter mit einem vertikalen und einem horizontalen Arm aufweisen, wobei das Gehäuse des Beschichtungssystems an einem vorderen Endbereich des horizontalen Arms des Beschichtungsroboters befestigt ist, während das Preßflüssigkeits-Zuführmittel an dem vertikalen Arm des Beschichtungsroboters befestigt ist. Mit diesen Ausgestaltungen kann das Preßflüssigkeits-Zuführmittel in einer Position in der Nähe des Gehäuses und der Patrone angeordnet werden, die weder eine große Last für den Beschichtungsroboter bedeuten noch eine langwierige Leitungsverlegungsarbeit erfordern würde.
Ferner ist das Preßflüssigkeits-Zuführmittel in einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung in der Form eines Verdrängerpumpenmittels vorgesehen, das durch eine Kolbenpumpe mit einem Zylinder und einem Kolben und einen Servomotor zum Verlagern des Kolbens in dem Zylinder der Pumpe gebildet wird.
Mit den gerade beschriebenen Ausgestaltungen kann der Kolben der Kolbenpumpe durch Drehen des Servomotors mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit entsprechend der Drehgeschwindigkeit des Motors verlagert werden, um die Preßflüssigkeit in dem Zylinder quantitativ zu der Patrone zu leiten.
Ferner weist das Preßflüssigkeits-Zuführmittel gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt in einem vorderen Endbereich des Zylinders der Kolbenpumpe und in Verbindung miteinander eine Preßflüssigkeits-Zuführleitung, die mit dem Preßflüssigkeitskanal auf der Seite des Gehäuses verbunden ist, eine Preßflüssigkeits-Auffülleitung, die mit einer Preßflüssigkeitsquelle verbunden ist, und eine Ablaufleitung auf, die mit einer Ablaufseite verbunden ist, wobei die Preßflüssigkeits-Zuführleitung mit einem Preßflüssigkeits-Zuführventil ausgestattet ist, das nur geöffnet werden soll, wenn die Preßflüssigkeit in dem Zylinder der Farbpatrone zugeleitet wird, wobei die Preßflüssigkeits-Auffülleitung mit einem Flüssigkeitsauffüllventil ausgestattet ist, das nur geöffnet werden soll, wenn der Zylinder mit der Preßflüssigkeit aufgefüllt wird, und wobei die Ablaufleitung mit einem Luftblasen-Extraktionsventil ausgestattet ist, das nur beim Entfernen von Luftblasen aus einer Preßflüssigkeit, mit der der Zylinder aufgefüllt wird, geöffnet werden soll.
Mit den gerade beschriebenen Ausgestaltungen kann, wenn unter dem Preßflüssigkeitsventil, dem Preßflüssigkeits-Auffüllventil und dem Luftblasen-Extraktionsventil des Preßflüssigkeits-Zuführmittels nur das Preßflüssigkeitsventil geöffnet ist, die Preßflüssigkeit in dem Zylinder durch die Preßflüssigkeits-Zuführleitung der Farbpatrone zugeführt werden. Auf der anderen Seite kann der Zylinder, wenn das Preßflüssigkeits-Auffüllventil geöffnet ist, durch die Preßflüssigkeits-Auffülleitung mit Preßflüssigkeit aufgefüllt werden. Ferner können Luftblasen, die in der Preßflüssigkeit in dem Zylinder gefangen sind, durch die Ablaufleitung entfernt oder nach außen ausgestoßen werden, wenn das Luftblasen-Extraktionsventil geöffnet ist.
Ferner ist das Preßflüssigkeits-Zuführmittel in einer weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung in der Form eines Verdrängerpumpenmittels, das durch eine Zahnradpumpe gebildet wird, und eines Servomotors vorgesehen, der die Zahnradpumpe drehend antreibt. In diesem Fall kann die Preßflüssigkeit in dem Zylinder quantitativ zu der Patrone geleitet werden, indem der Servomotor mit einer vorbestimmten Drehgeschwindigkeit gedreht wird.
Ferner sind das Farbventil und das Preßflüssigkeitsventil gemäß der vorliegenden Erfindung angepaßt, um sich synchron mit dem Starten und Stoppen des Servomotors zu öffnen und zu schließen. Mit diesen Ausgestaltungen können das Farbventil und das Preßflüssigkeitsventil gesteuert werden, um sich präzise und genau in zeitlich abgestimmter Beziehung zu dem Start und Stop des Servomotors zu öffnen und zu schließen. Dementsprechend wird es auch möglich, Farbtropfen aus der Zuführleitung zu verhindern, die ansonsten aufgrund von Restdrücken in dem Zylinder oder anderen Teilen der Maschine auftreten würden.
Ferner ist das Farbventil gemäß der vorliegenden Erfindung als ein steuerluftbetriebenes Steuerventil ausgestaltet, das normalerweise durch eine Ventilfeder in eine schließende Richtung vorgespannt und angepaßt ist, um sich bei Zufuhr von Steuerluft zu diesem von außerhalb zu öffnen, um einen Farbfluß durch die Zuführleitung zu eröffnen. Mit diesen Ausgestaltungen ist der Ventilkörper des Farbventils normalerweise durch die Vorspannungskraft der Ventilfeder geschlossen, um den Farbzuführkanal abzusperren. Auf der anderen Seite wird der Ventilkörper bei Zufuhr von Steuerluft gegen die Vorspannungskraft der Ventilfeder geöffnet, um einen Farbfluß durch die Zuführleitung zu eröffnen.
Ferner ist das Preßflüssigkeitsventil gemäß der vorliegenden Erfindung als ein steuerluftbetriebenes Steuerventil ausgestaltet, das normalerweise durch eine Ventilfeder in eine schließende Richtung vorgespannt ist und bei Zufuhr von Steu erluft zu diesem von außerhalb geöffnet wird, um einen Preßflüssigkeitsfluß durch den Preßflüssigkeitskanal zu eröffnen.
Mit den gerade beschriebenen Ausgestaltungen ist der Ventilkörper des Preßflüssigkeitsventils normalerweise durch die Vorspannungskraft der Ventilfeder geschlossen, um den Preßflüssigkeitskanal zu sperren. Auf der anderen Seite wird der Ventilkörper bei Zufuhr von Steuerluft gegen die Vorspannungskraft der Ventilfeder geöffnet, um einen Preßflüssigkeitsfluß durch den Preßflüssigkeitskanal zu eröffnen.
Ferner ist der Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Positionierungs-Kopplerabschnitt zum Ineingriffstehen mit einem komplementär geformten Positionierungs-Kopplerabschnitt an einem vorderen Endbereich des Zylinders der Farbpatrone ausgestattet.
Mit den gerade beschriebenen Ausgestaltungen ist die Patrone, wenn die Farbpatrone an dem Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses geladen ist, durch Ineingriffstehen des Positionierungs-Kopplerabschnitts auf der Seite der Patrone mit dem entsprechenden Positionierungs-Kopplerabschnitt auf der Seite des Gehäuses in einer vorbestimmten Position an dem Patronen-Befestigungsabschnitt angeordnet.
Ferner ist das Gehäuse gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Vakuumraum, der zwischen dem Patronen-Befestigungsabschnitt und dem Zylinder der Patrone gebildet ist, wenn der Zylinder in seiner Position an dem Patronen-Befestigungsabschnitt befestigt ist, und einem zu dem Vakuumraum geöffneten Luftabsaugkanal ausgestattet, um Luft aus dem Vakuumraum abzusaugen, um die Patrone mit Unterdruckkraft fest gegen den Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses zu halten.
Mit den gerade beschriebenen Ausgestaltungen wird beim Laden der Farbpatrone in den Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses Luft durch den Luftabsaugkanal gesaugt, um einen Unterdruck in einem Vakuumraum zu erzeugen, der zwischen dem Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses und dem Zylinder der Farbpatrone gebildet ist, und dadurch die Patrone fest gegen den Patronen-Befestigungsabschnitt zu halten. Beim Zuführen von Luft zu dem Vakuumraum wird die Farbpatrone von der Unterdruckkraft freigegeben und kann von dem Gehäuse abmontiert oder entladen werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine weitere Zuführleitungs-Durchgangsbohrung an dem Gehäuse in koaxialer Beziehung mit der oben erwähnten Zuführleitung in der Drehwelle vorgesehen sein.
Ferner ist in einer besonderen Form der vorliegenden Erfindung ein Preßflüssigkeitsventil in dem Preßflüssigkeitskanal auf der Seite des Gehäuses vorgesehen, und der Preßflüssigkeitskanal auf der Seite der Patrone ist mit einer Ventil-Schnellverbindung in einem offenen äußersten Endbereich davon versehen. Die Schnellverbindung wird nur geöffnet, wenn die Farbpatrone vollständig und fest mit dem Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses gekoppelt ist.
Mit den gerade beschriebenen Ausgestaltungen wird die Schnellverbindung in dem Preßflüssigkeitskanal auf der Seite der Patrone geöffnet, sobald die Farbpatrone in ihrer Position an dem Patronen-Befestigungsabschnitt geladen und befestigt ist, wodurch die Preßflüssigkeit durch den Preßflüssigkeitskanal auf der Seite des Gehäuses dem Preßflüssigkeitskanal in der Patrone zugeführt wird. Auf der anderen Seite wird die Schnellverbindung abgesperrt, um das äußere offene Ende des Preßflüssigkeitskanals auf der Seite der Patrone zu schließen und dadurch das Heruntertropfen von Farbe aus der Farbpatrone zu verhindern, sobald diese von dem Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses abmontiert oder entladen wird.
Ferner ist in einer weiteren besonderen Form der vorliegenden Erfindung das Preßflüssigkeitsventil in dem Preßflüssigkeitskanal auf der Seite der Patrone vorgesehen, und der Preßflüssigkeitskanal auf der Seite des Gehäuses ist mit einer Ventil-Schnellverbindung in einem offenen äußersten Endbereich davon versehen, wobei die Schnellverbindung nur geöffnet wird, wenn die Farbpatrone vollständig und fest mit dem Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses gekoppelt ist.
Mit den gerade beschriebenen Ausgestaltungen wird in ähnlicher Weise die Schnellverbindung in dem Preßflüssigkeitskanal auf der Seite des Gehäuses geöffnet, sobald die Farbpatrone in ihrer Position an dem Patronen-Befestigungsabschnitt geladen und befestigt ist, wodurch die Preßflüssigkeit aus dem Preßflüssigkeitskanal an dem Gehäuse dem Preßflüssigkeitskanal in der Patrone zugeführt wird. Auf der anderen Seite wird die Schnellverbindung abgesperrt, um das äußere offene Ende des Preßflüssigkeitskanals auf der Seite der Patrone zu schließen und dadurch das Heruntertropfen von Farbe aus der Farbpatrone zu verhindern, sobald diese von dem Patronen-Befestigungsabschnitt des Gehäuses abmontiert oder entladen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den beigefügten Zeichnungen:
1 ist eine Vorderansicht eines Beschichtungssystems vom Rotationszerstäuberkopf-Typ, das als eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingeführt wird und zusammen mit einem Beschichtungsroboter gezeigt ist,
2 ist eine vertikale Schnittansicht des Beschichtungssystems vom Rotationszerstäuberkopf-Typ der ersten Ausführungsform,
3 ist eine vertikale Schnittansicht des in 2 gezeigten Beschichtungssystems vom Rotationszerstäuberkopf-Typ in einem vergrößerten Maßstab,
4 ist eine vertikale Schnittansicht einer Farbpatrone,
5 ist eine vertikale Schnittansicht in einem vergrößerten Maßstab eines Farbventils und eines Verdünnungsmittelventils in 3,
6 ist eine vertikale Schnittansicht einer in 5 gezeigten Ventil-Schnellverbindung in einem vergrößerten Maßstab,
7 ist eine vertikale Schnittansicht einer aus einem Gehäuse entfernten Farbpatrone,
8 ist eine vertikale Schnittansicht eines in der ersten Ausführungsform eingesetzten Verdünnungsmittel-Zuführmittels,
9 ist eine vertikale Schnittansicht des Verdünnungsmittel-Zuführmittels in einer Verdünnungsmittel-Auffüllphase,
10 ist eine vertikale Schnittansicht des Verdünnungsmittel-Zuführmittels in einer Luftblasen-Entfernungsphase,
11 ist ein Betriebs-Laufzeitdiagramm des Beschichtungssystems vom Rotationszerstäuberkopf-Typ,
12 ist eine vertikale Schnittansicht eines Beschichtungssystems vom Rotationszerstäuberkopf-Typ, das als eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingeführt wird,
13 ist ein Schaltplan, der in einer dritten Ausführungsform des Beschichtungssystems vom Rotationszerstäuberkopf-Typ gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
14 ist eine vertikale Schnittansicht einer Farbpatrone, die in einer Modifikation der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, und
15 ist eine vertikale Schnittansicht eines Luftmotors und eines Gehäuses, die in einer Modifikation der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
BESTE ART UND WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen mittels ihrer bevorzugten Ausführungsformen des Beschichtungssystems vom Rotationszerstäuberkopf-Typ genauer beschrieben, das an einem Beschichtungsroboter montiert ist.
Zunächst auf die 1 bis 11 Bezug nehmen, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, ist bei 1 ein Beschichtungsroboter gezeigt, der als ein Arbeitsmechanismus dient. Der Beschichtungsroboter 1 wird im wesentlichen durch einen Sockel oder eine Basis 2, einen vertikalen Arm 3, der drehbar und hin- und herbewegbar an der Basis 1 befestigt ist, einen horizonalen Arm 4, der drehbar mit dem Vorderende des vertikalen Arms 3 verbunden ist, und einen Handgelenkab schnitt 5 gebildet, der an dem äußeren vorderen Ende des horizonalen Arms 4 vorgesehen ist.
Ferner sind mit dem Beschichtungsroboter 1 verschiedene Betriebsenergie- und Fluidquellen verbunden, die eine Energieversorgung 6, die über eine Energieversorgungsleitung 6A verbunden ist, eine Steuerluftquelle 7, die über einen Luftschlauch 7A verbunden ist, eine Unterdruckquelle 8, die als ein Unterdruckerzeugungsmittel für eine Vakuumpumpe, Ejektorpumpe oder dergleichen über einen Vakuumschlauch 8A verbunden ist, eine Ausstoßluftquelle 9, die über einen Luftschlauch 9A verbunden ist, eine Farbventil-Steuerluftquelle 10, die über einen Luftschlauch 10A verbunden ist, eine Verdünnungsmittelventil-Steuerluftquelle 11, die über einen Luftschlauch 11A verbunden ist, und einen Verdünnungsmittelvorrat 12 umfassen, der über einen Verdünnungsmittelschlauch 12A verbunden ist, um als eine Preßflüssigkeitsquelle zu dienen. Die Energieversorgungsleitung 6A und die Schläuche 7A, 8A, 9A, 10A und 11A verlaufen durch den vertikalen Arm 3 und den horizontalen Arm 4 bis zu dem Handgelenk 5 und sind mit dem Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ 21 verbunden, das nachfolgend beschrieben wird. Der Verdünnungsmittelschlauch 12A ist durch den vertikalen Arm 3 geführt und mit einer Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 verbunden, wie nachfolgend beschrieben wird.
Bei 21 ist ein Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ (im folgenden aus Gründen der Kürze einfach als "Beschichtungssystem" bezeichnet) gezeigt, das an dem Beschichtungsroboter 1 befestigt ist. Wie in den 2 und 3 zu sehen ist, wird das Beschichtungssystem 21 im wesentlichen durch ein Gehäuse 22, eine Beschichtungsmaschine 28, Zuführleitungs-Durchgangsbohrungen 27 und 34, eine Farbpatrone 35, einen Kolben 40, Verdünnungsmittelkanäle 43 und 48, ein Farbventil 46 und ein Verdünnungsmittelventil 54 gebildet.
Das Gehäuse 22 ist aus einem technischen Kunststoff wie zum Beispiel PTFE, PEEK, PEI, POM, PI, PET oder dergleichen gebildet und an dem äußersten vorderen Ende des Handgelenks 5 befestigt. Das Gehäuse 22 wird durch einen mittels einer Klammerkomponente 23A an dem Handgelenk 5 des Beschichtungsroboters 1 abnehmbar zu befestigenden Halsabschnitt 23 und einen Kopfabschnitt 24 gebildet, der an und mit dem äußersten vorderen Ende des Halsabschnitts 23 gebildet ist.
In diesem Fall sind ein Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt 25 und ein Patronen-Befestigungsabschnitt 26, die beide von einer hohlen zylindrischen Form sind, an der Vorderseite bzw. der Rückseite des Kopfabschnitts 24 ausgebildet. Ferner sind ein weiblicher Verbindungsstückabschnitt 26B und ein männlicher Verbindungsstückabschnitt 26C separat in einem unteren Teil 26A des Patronen-Befestigungsabschnitts 26 ausgebildet. Der weibliche Verbindungsstückabschnitt 26B ist mit einem männlichen Verbindungsstückabschnitt 36A eines Patronenzylinders 36 gekoppelt, der nachfolgend beschrieben wird, während der männliche Verbindungsstückabschnitt 26C mit einem weiblichen Verbindungsstückabschnitt 36B des Patronenzylinders 36 gekoppelt ist. Der weibliche und der männliche Verbindungsstückabschnitt 26B und 26C des Patronen-Befestigungsabschnitts 26 haben die Funktion von Positionierungs-Kopplerabschnitte, die die Position des Zylinders 36 in der Umfangsrichtung festlegen, wenn sie mit diesem verbunden und gekoppelt sind.
Mit 27 ist die Zuführleitungs-Durchgangsbohrung auf der Seite des Gehäuses bezeichnet, die vorgesehen ist, um zwischen und in Verbindung mit dem Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt 25 und dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 des Gehäuses zu verlaufen. Die Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 27 weist einen Zuführleitungs-Kanalabschnitt 27A eines kleinen Durchmessers, der sich an der Vorderseite befindet, und eine sich verjüngende, konische Aussparung 27B auf, die sich an der Rückseite befindet. In diesem Fall ist der Zuführleitungs-Kanalabschnitt 27A in koaxialer Beziehung mit dem Zuführleitungskanal auf der Seite der Beschichtungsmaschine ausgebildet, die nachfolgend beschrieben wird. Die konische Aussparung 27B fungiert als ein Positionierungs-Kopplerabschnitt, um die Farbpatrone 35 durch ein passendes Ineingriffstehen mit einer konischen Aussparung 38 an der Patrone 35 in axialen und radialen Richtungen in Position zu halten, wie im folgenden beschrieben wird.
Bei 28 ist die Beschichtungsmaschine gezeigt, die in den Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt 25 des Kopfabschnitts 24 eingesetzt ist. Die Beschichtungsmaschine 28 wird im wesentlichen durch eine Luftmotor 29, einen durch den Luftmotor 29 in Drehung zu versetzenden Rotationszerstäuberkopf 30 und einen Formungsluftring 31 gebildet, der an der Vorderseite des Luftmotors 29 vorgesehen ist.
In diesem Fall wird der Luftmotor 29 durch ein in den Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt 25 einzusetzendes Motorgehäuse 29A, eine gestufte axiale Bohrung 29B, die axial durch das Motorgehäuse 29A ausgebildet und schrittweise im Durchmesser in der axialen Richtung variiert, um einen vorderen Abschnitt großen Durchmessers und einen hinteren Abschnitt kleinen Durchmessers bereitzustellen, eine Drehwelle 29C, die axial durch den Abschnitt großen Durchmessers der axialen Bohrung 29B geführt ist und von dem Motorgehäuse 29A an seinem Vorderende nach vorne vorsteht, eine Luftturbine 29D, die fest an dem hinteren Ende der Drehwelle 29C befestigt ist, und ein Luftlager 29E mit statischem Druck gebildet, das in dem Motorgehäuse 29A vorgesehen und um den Abschnitt großen Durchmessers der axialen Bohrung 29B in einer Beziehung mit kleinem Spalt zu der Drehwelle 29C angeordnet ist.
Mit 30 ist der Rotationszerstäuberkopf 30 gekennzeichnet, der an einem äußeren vorderen Endbereich der Drehwelle 29C an dem Luftmotor 29 befestigt ist. Der Rotationszerstäuberkopf 30 wird durch den Luftmotor 29 gedreht. Wenn der Rotationszerstäuberkopf 30 in eine Hochgeschwindigkeitsdrehung versetzt wird, wird Farbe in der Form fein zerstäubter Teilchen aus dem Rotationszerstäuberkopf 30 gesprüht, und Farbteilchen, die mit einer hohen Spannung aufgeladen sind, werden, wie im folgenden beschrieben wird, dazu gedrängt, in Richtung auf ein Beschichtungsobjekt zu fliegen und sich auf diesem abzuscheiden, wobei sie sich entlang eines elektrostatischen Feldes bewegen, das zwischen der Beschichtungsmaschine und dem Beschichtungsobjekt ausgebildet ist.
Bei 31 ist der Formungsluftring 31 gezeigt, der an dem Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt 25 des Kopfabschnitts 24 in einer solchen Weise befestigt ist, daß er den Luftmotor 29 von der Vorderseite fest in Position hält. Der Formungsluftring 31 ist an seiner äußeren Umfangsseite und um diese herum ringförmig mit einer großen Anzahl von Formungsluft-Auslaßöffnungen 31A versehen. Durch diese Formungsluft-Auslaßöffnungen 31A wird Formungsluft in Richtung auf die farbabgebenden Ränder des Rotationszerstäuberkopfes 30 ausgestoßen, um geladene Farbpartikel in ein vorbestimmtes Sprühmuster zu formen, sobald sie von dem Rotationszerstäuberkopf 30 abgegeben werden.
Mit 32 ist ein Hochspannungsgenerator bezeichnet, der in dem Halsabschnitt 23 des Gehäuses 22 vorgesehen ist. Dieser Hochspannungsgenerator 32 wird zum Beispiel durch eine Cockcroft-Schaltung gebildet, die ausgestaltet ist, um eine Quellenspannung, die von der Energieversorgung 6 über das Energiekabel 6A geliefert wird, auf einen Pegel zwischen -60 kV und -120 kV anzuheben. Die Ausgangsseite des Hochspannungsgenerators 32 ist zum Beispiel durch ein Hochspannungskabel 32A elektrisch mit dem Luftmotor 29 verbunden, so daß eine Hochspannung von dem Hochspannungsgenerator 32 über die Drehwelle 29C des Luftmotors 29 an den Rotationszerstäuberkopf 30 angelegt wird, um die Farbe unmittelbar aufzuladen. In einem Fall, in dem gesprühte Farbteilchen indirekt mittels eines externen Aufladesystems geladen werden sollen, wird die Ausgangsspannung des Hochspannungsgenerators 32 alternativ unmittelbar an eine externe Elektrode angelegt, die an dem Formungsluftring 31 oder in der Nähe des Formungsluftrings 31 vorgesehen ist.
Bei 33 ist eine Vielzahl von Luftkanälen gezeigt, die in dem Halsabschnitt 23 des Gehäuses 22 vorgesehen sind und die über den Luftschlauch 7A mit der Steuerluftquelle 7 verbunden sind. Diese Luftkanäle 33 führen Turbinenluft, Lagerluft, Bremsluft und Formungsluft zu. In dieser speziellen Ausführungsform ist ein Luftkanal alleine gezeigt, um eine Vielzahl von Luftkanälen darzustellen.
In diesem Fall führt ein Turbinenluftkanal der Luftturbine 29D des Luftmotors 29 Luft zu. Ein Lagerluftkanal führt dem Luftlager mit statischem Druck 29E des Luftmotors 29 Luft zu. Ein Bremsluftkanal führt der Luftturbine 29D Bremsluft zu, um ihre Drehung zu bremsen. Ferner liefert ein Formungsluftkanal Luft in Richtung auf die Formungsluft-Auslaßöffnungen 31A des Formungsluftrings 31.
Mit 34 ist eine Zuführleitungs-Durchgangsbohrung auf der Seite der Beschichtungsmaschine bezeichnet, die axial durch die Drehwelle 29C und das Motorgehäuse 29A des Luftmotors 29 verläuft. Die Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 34 auf der Seite der Beschichtungsmaschine öffnet sich an ihrem hinteren Ende oder Basisende in einen Zuführleitungs-Kanalabschnitt 27A der Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 27 auf der Seite des Gehäuses und an ihrem vorderen Ende in den Rotationszerstäuberkopf 30. Ferner ist die Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 34 auf der Seite der Beschichtungsmaschine in koaxial ausgerichteter Beziehung mit dem Zuführleitungs-Kanalabschnitt 27A der Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 27 auf der Seite des Gehäuses ausgebildet. Eine Zuführleitung 39 einer Farbpatrone 35 ist herausziehbar in diesen Zuführleitungs-Durchgangsbohrungen 27 und 34 angeordnet.
Bei 35a, 35b, ..., 35n sind Farbpatronen der Farbe a, Farbe b bzw. der Farbe n (im folgenden zum Zwecke der einfachen Erläuterung kollektiv als "Farbpatronen 35" bezeichnet) gezeigt, die verschiedene Beschichtungsfarben separat und unabhängig zur Zufuhr zu dem Rotationszerstäuberkopf 30 enthalten. Jede dieser Farbpatronen 35 ist ausgestaltet, um in die Zuführleitungs-Durchgangsbohrungen 27 und 34 eingeführt zu werden, um dem Rotationszerstäuberkopf 30 Farbe einer bestimmten Farbe zuzuführen. Wie in 4 gezeigt, werden die Patronen 35 im wesentlichen durch einen Zylinder 36, einen konischen, nasenartigen Vorsprung 38, der an der vorderen Stirnfläche des Patronenzylinders 36 vorgesehen ist, eine Zuführleitung 39, die sich axial von dem konischen Vorsprung 38 nach vorne erstreckt, um darin einen Farbkanal 39A bereitzustellen, der von dem Patronenzylinder 36 wegführt, einen Kolben 40, der als eine bewegbare Trennwand in dem Patronenzylinder 36 angeordnet ist, und einen Verdünnungsmittelkanal 43 gebildet, der auf der Seite der Farbpatrone vorgesehen ist, um Verdünnungsmittel als eine Farbpreßflüssigkeit zuzuführen.
Der Patronenzylinder 36, ein Hauptkörper der Farbpatrone 35, ist ähnlich wie das Gehäuse 22 aus einem technischen Kunststoff und in der Form eines Zylinders von einem geeigneten Durchmesser gebildet, der entfernbar in dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 des Gehäuses angeordnet werden kann. In einer vorderen Position an dem äußeren Umfang des Patronenzylinders 36 ist ein O-Ring 37 angeordnet, um den Spaltraum zwischen dem Zylinder 36 und dem Patronen-Befestigungsab schnitt 26 hermetisch abzudichten. Ferner sind an dem vorderen Ende des Zylinders 36 ein männlicher Verbindungsstückabschnitt 36A und ein weiblicher Verbindungsstückabschnitt 36B in gegenüberstehenden Positionen in Bezug auf den weiblichen bzw. männlichen Verbindungsstückabschnitt 26B bzw. 26C auf der Seite des Patronen-Befestigungsabschnitts 26 vorgesehen. Darüber hinaus ist der Zylinder 36 an seinem rückwärtigen Ende mit einem Griffabschnitt 36C ausgestattet, der von einer Bedienungsperson ergriffen wird, wenn die Farbpatrone 35 montiert oder abmontiert wird. Der männliche und der weibliche Verbindungsstückabschnitt 36A und 36B fungieren auch als Positionierungs-Kopplerabschnitte, die die Position in der Umfangsrichtung des Farbzylinders 36 an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 festlegen.
Bei 38 ist ein konischer Koppelvorsprung gezeigt, der integral mit dem Patronenzylinder 36 ausgebildet ist. Wenn die Patrone 35 an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 des Gehäuses 22 befestigt ist, ist der konische Vorsprung 38 mit der konischen Koppelaussparung 27B gekoppelt, um die Position der Farbpatrone 35 in sowohl axialen als auch radialen Richtungen festzulegen.
Bei 39 ist eine Zuführleitung gezeigt, die an einem vorderen Ende des konischen Koppelvorsprungs 38 vorgesehen ist. Eine Zuführleitung 39 ist koaxial mit einem Farbzuführkanal 39A ausgebildet. Das Basisende oder rückwärtige Ende des Farbzuführkanals 39A ist mit einer Farbvorratskammer 41 verbunden, die nachfolgend beschrieben wird, während sich sein vorderes Ende in Richtung auf den Rotationszerstäuberkopf 30 öffnet. Die Zuführleitung 39 ist mit einem Ventilsitzabschnitt 39B ausgestattet, der durch Verringern des Durchmessers eines vorderen Endbereichs des Farbzuführkanals 39A ausgebildet ist. Ein Ventilkörper 46B eines Farbventils 46, das im folgenden beschrieben wird, sitzt auf dem Ventilsitzabschnitt 39B und hebt sich von diesem ab. Die Zuführleitung 39 hat eine solche Länge, daß sich ihr äußeres vorderes Ende in den Rotationszerstäuberkopf 30 erstreckt, wenn die Patrone 35 in ihrer Position an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 des Gehäuses 22 geladen ist.
Auf der anderen Seite ist in dem Zylinder 36 ein Kolben 40 für gleitende Bewegungen in der axialen Richtung angeordnet. Durch den Kolben 40 ist der Patronenzylinder 36 in eine Farbvorratskammer 41, die über einen Verbindungskanal 41A mit dem Farbzuführkanal 39A der Zuführleitung 39 in Verbindung steht, und eine Verdünnungsmittelkammer 42 als eine Kammer für farbauspressende Flüssigkeit unterteilt, die Verdünnungsmittel als eine farbauspressende Flüssigkeit enthält.
Bei 43 ist ein Verdünnungsmittelkanal gezeigt, der auf der Seite der Patrone als ein Kanal für eine Preßflüssigkeit ausgebildet ist. Der Verdünnungsmittelkanal 43 auf der Seite der Patrone ist axial in und entlang des äußeren Umfangs des Zylinder 36 ausgebildet. Ein Ende des Verdünnungsmittelkanals 43 öffnet sich in die vordere Stirnfläche des männlichen Verbindungsstückabschnitts 36A des Zylinders 36, während das andere Ende mit der Verdünnungsmittelkammer 42 verbunden ist. Durch den Verdünnungsmittelkanal 43 auf der Seite der Patrone wird der Verdünnungsmittelkammer 42 Verdünnungsmittel zugeführt, um den Kolben 40 nach vorne oder in Richtung auf die Zuführleitung 39 zu drücken. Durch diese Bewegung des Kolbens 40 wird die Farbe, die in die Farbvorratskammer 41 eingefüllt ist, in Richtung auf den Rotationszerstäuberkopf 30 ausgepreßt.
Das Verdünnungsmittel, das als eine farbauspressende Flüssigkeit verwendet wird, ist aus einer elektrisch isolierenden Art oder aus einer Art mit hohem Widerstand ausgewählt, um Lecks der Hochspannung, die von dem Hochspannungsgenerator 32 angelegt wird, durch das Verdünnungsmittel zu verhindern. Als eine Preßflüssigkeit trägt das Verdünnungsmittel dazu bei, die Innenwandflächen des Zylinders 36 durchgehend in einem benetzten Zustand zu halten, was verhindert, daß Farbe trocken wird und an diesen haftet, wenn der Kolben 40 darin verlagert wird. Dementsprechend kann der Kolben 40 dank der Stabilisierung des Reibungswiderstands in dem gleitenden Kontakt zwischen dem Kolben 40 und dem Zylinder 36 sehr gleichmäßig bewegt werden. Darüber hinaus kann die hermetische Dichtung zwischen dem Kolben 40 und dem Zylinder 36 in ihrer Dichtheit verbessert werden.
Bei 44 ist eine Ventil-Schnellverbindung gezeigt, die an dem offenen Ende des Verdünnungsmittelkanals 43 in dem männlichen Verbindungsstückabschnitt 36A an der Farbpatrone 36 vorgesehen ist. Die Ventil-Schnellverbindung 44 ist als ein Rückschlagventil ausgestaltet, das den zuvor erwähnten männlichen Verbindungsstückabschnitt 36A des Zylinders 36 enthält. Wie in 6 gezeigt, wird die Schnellverbindung 44 im wesentlichen durch den männlichen Verbindungsstückabschnitt 36A, einen Ventilkörper 44A einer gestuften zylinderischen Form, der mit einem vorderen Endbereich auf der Vorderseite des männlichen Verbindungsstückabschnitts 36A vorsteht, eine Spiralfeder 44B, die den Ventilkörper 44A in die Vorstehrichtung vorspannt, und einen elastischen Ring 44C aus Gummi oder dergleichen gebildet, der an dem äußeren Umfang des Ventilkörpers 44A vorgesehen ist, um den Spaltraum zwischen dem Ventilkörper 44A und dem männlichen Verbindungsstückabschnitt 36A abzudichten.
Die Schnellverbindung 44 wird geöffnet, um den Verdünnungsmittelkanal 43 auf der Seite der Patrone mit einem Verdünnungsmittelkanal 48 auf der Seite des Gehäuses zu verbinden, der im folgenden beschrieben wird, um die Zirkulation des Verdünnungsmittels nur zuzulassen, wenn die Patrone 35 an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 befestigt ist und der männliche Verbindungsstückabschnitt 36A mit dem weiblichen Verbindungs stückabschnitt 26B gekoppelt ist, bis das vordere Ende des Ventilkörpers 44A der Schnellverbindung 44 gegen den Boden des weiblichen Verbindungsstückabschnitts 26B stößt, wie es in 5 gezeigt ist.
Wenn auf der anderen Seite die Patrone 35 von dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 abmontiert wird, was den männlichen Verbindungsstückabschnitt 36A, wie in 7 gezeigt, mit dem weiblichen Verbindungsstückabschnitt 26B außer Eingriff bringt, wird der Ventilkörper von der Spiralfeder 44B zusammen mit dem elastischen Ring 44C gegen den Ventilsitz gedrückt, um den Verdünnungsmittelkanal 43 auf der Seite der Patrone zu schließen und dadurch zu verhindern, daß Verdünnungsmittel aus dem Verdünnungsmittelkanal 43 fließt.
Bei 45 ist ein Farbventil-Aufnahmeabschnitt gezeigt, der an dem vorderen Ende des Patronenzylinders 36 vorgesehen ist und die Form einer runden Bohrung aufweist, die in koaxialer Beziehung mit der Zuführleitung 39 angeordnet ist. Eine ventilaufnehmende Bohrung 45A ist axial in dem Farbventil-Aufnahmeabschnitt 45 in Verbindung mit dem Farbzuführkanal 39 vorgesehen. Wie unten beschrieben wird, ist ein Farbventil 46 in dem Farbventil-Aufnahmeabschnitt 45 untergebracht.
Das Farbventil 46, das an der Patrone 35 vorgesehen ist, ist geöffnet, wenn die Farbe in der Farbvorratskammer 41 dem Rotationszerstäuberkopf 30 zugeführt werden soll. Das Farbventil 46 wird durch eine Kolben 46A, der verschiebbar in dem Farbventil-Aufnahmeabschnitt 45 angeordnet ist, einen länglichen Ventilkörper 46B, der an seinem Basisende an dem Kolben 46A befestigt ist und durch den Farbzuführkanal 39A der Zuführleitung 39 durch die ventilaufnehmende Bohrung 45A verläuft, um an seinem vorderen Ende auf einem Ventilsitz 39B zu sitzen und sich von diesem abzuheben, und eine Ventilfeder 46C gebildet, die den Ventilkörper 46B über den Kolben 46A in die Sitzrichtung vorspannt. Ferner ist der Farbventil-Aufnahmeabschnitt 45 durch den Kolben 46A in eine Federkammer 46D, die die oben beschriebene Ventilfeder 46C aufnimmt, und eine druckempfangende Kammer 46E unterteilt, in die Steuerluft eingeleitet wird. Somit ist das Farbventil 46 als ein steuerluftbetriebenes Steuerventil ausgebildet.
Normalerweise sitzt der Ventilkörper 46B des Farbventils 46 unter dem Einfluß der Vorspannwirkung der Ventilfeder 46C auf dem Ventilsitz 39B der Zuführleitung 39, was den Farbzuführkanal 39A absperrt, um die Farbzufuhr zu dem Rotationszerstäuberkopf 30 zu stoppen. Wenn auf der anderen Seite Steuerluft aus einer Farbventil-Steuerluftquelle 10 über den Luftschlauch 10A, den Steuerluftkanal 49 auf der Seite des Gehäuses und den Steuerluftkanal 47 auf der Seite der Patrone zu der druckempfangenden Kammer 46E geleitet wird, wird der Ventilkörper 46B des Farbventils 46 gegen die Wirkung der Ventilfeder 46C von dem Ventilsitz 39B abgehoben, um dem Rotationszerstäuberkopf 30 Farbe in der Farbvorratskammer 41 zuzuführen. In diesem Fall öffnet sich ein Ende des Steuerluftkanals 47 zu dem äußeren Umfang des weiblichen Verbindungsstückabschnitts 36B des Zylinders 36, während das andere Ende des Steuerluftkanals mit der druckempfangenden Kammer 46E des Farbventils 46 verbunden ist.
Bei 48 ist ein Verdünnungsmittelkanal gezeigt, der auf der Seite des Gehäuses 22 als ein Preßflüssigkeitskanal vorgesehen ist. Wie in 5 gezeigt, verläuft der Verdünnungsmittelkanal 48 axial durch den Halsabschnitt 23 und ist an der Stelle einer ventilaufnehmenden Bohrung 53A eines Verdünnungsmittelventil-Aufnahmeabschnitts 53 nach hinten in die Form des Buchstabens L umgebogen. Dieser Verdünnungsmittelkanal 48 auf der Seite des Gehäuses ist mit einem Ende mit einer Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 verbunden, die nachfolgenden beschrieben wird, und öffnet sich mit dem anderen Ende in einen Bodenbereich des weiblichen Verbindungsstückabschnitts 26B des Patronen-Befestigungsabschnitts 26. Daneben bildet der gebogene Abschnitt des Verdünnungsmittelkanals 48 auf der Seite des Gehäuses einen Ventilsitz 48A, auf dem ein Ventilelement 54B eines Verdünnungsmittelventils sitzen und von dem es sich abheben soll.
Mit 49 ist ein Steuerluftkanal bezeichnet, der auf der Seite des Gehäuses 22 vorgesehen ist. Ein Ende dieses Steuerluftkanals 49 ist über den Luftschlauch 10A mit der Farbventil-Steuerluftquelle 10 verbunden. Das andere Ende des Steuerluftkanals 49 öffnet sich an der Umfangsfläche des männlichen Verbindungsstückabschnitts 26C, der an dem unteren Teil 26A des Patronen-Befestigungsabschnitts 26 vorgesehen ist, an einer Position, in der er den Steuerluftkanal 47 auf der Seite der Farbpatrone trifft.
Bei 50 ist ein Luftabsaugkanal gezeigt, der an dem Gehäuse 22 vorgesehen ist und sich zu dem unteren Teil 26A des Patronen-Befestigungsabschnitts 26 öffnet. Dieser Luftabsaugkanal 50 ist über einen Vakuumschlauch 8A mit einer Unterdruckquelle 8 verbunden. Die Farbpatrone 35 wird durch die Unterdruckkraft des Luftabsaugkanals, der Luft in einem Vakuumraum 51 (5) absaugt, der zwischen dem tiefsten Teil des Patronen-Befestigungsabschnitts 26 und dem Zylinder 36 der Patrone 35 gebildet ist, an den Patronen-Befestigungsabschnitt 26 gezogen und gegen diesen befestigt.
Ferner ist bei 52 ein Ausstoßluftkanal gezeigt, der an dem Gehäuse 22 vorgesehen ist und sich in den unteren Teil 26A des Patronen-Befestigungsabschnitts 26 öffnet. Dieser Ausstoßluftkanal 52 ist über den Luftschlauch 9A mit der Ausstoßluftquelle 9 verbunden. Durch Zuführen von Luft zu dem Vakuumraum 51 gibt der Ausstoßluftkanal 52 die Patrone 35 aus dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 frei, indem der Unterdruckgriff auf gehoben und dadurch das Abmontieren der Farbpatrone 35 von dem Gehäuse zugelassen wird.
Mit 53 ist ein Verdünnungsmittelventil-Aufnahmeabschnitt bezeichnet, der in dem Kopfabschnitt 24 des Gehäuses 22 vorgesehen ist. Wie in 5 gezeigt, hat dieser Verdünnungsmittelventil-Aufnahmeabschnitt 53 die Form einer runden Bohrung, die sich in einer tiefen Position axial beabstandet von dem weiblichen Verbindungsstückabschnitt 26B befindet. Ferner ist zwischen dem Verdünnungsmittelventil-Aufnahmeabschnitt 53 und dem weiblichen Verbindungsstückabschnitt 26B eine verdünnungsmittelventilaufnehmende Bohrung 53A vorgesehen, die sich so weit bis zu einem Punkt erstreckt, der den Verdünnungsmittelkanal 48 auf der Seite des Gehäuses 22 trifft. Wie unten beschrieben wird, ist in dem Verdünnungsmittelventil-Aufnahmeabschnitt 53 ein Verdünnungsmittelventil 54 untergebracht.
Das Verdünnungsmittelventil 54 ist in der Länge des Verdünnungsmittelkanals 48 auf der Seite des Gehäuses 22 vorgesehen, um als ein Preßflüssigkeitsventil zu dienen. Dieses Verdünnungsmittelventil 54 wird geöffnet, um der Verdünnungsmittelkammer 42 zum Zeitpunkt des Zuführens von Farbe in der Farbvorratskammer 41 zu dem Rotationszerstäuberkopf 30 Verdünnungsmittel zuzuführen.
Ähnlich wie das oben beschriebene Farbventil 46 wird das Verdünnungsmittelventil 54 durch einen Kolben 54A, der verschiebbar in dem Verdünnungsmittelventil-Aufnahmeabschnitt 53 aufgenommen ist, einen Ventilkörper 54B, der an seinem Basisende mit dem Kolben 54A verbunden ist und durch die ventilaufnehmende Bohrung 53A in den Verdünnungsmittelkanal 48 vorsteht, um an seinem vorderen Ende auf einem Ventilsitz 48A zu sitzen und sich von diesem abzuheben, und eine Ventilfeder 54C gebildet, die den Ventilkörper 54B durchgehend über den Kolben 54A in die sitzende Richtung vorspannt. Ferner ist der Verdün nungsmittelventil-Aufnahmeabschnitt 53 durch den Kolben 54A in eine Federkammer 54D, die die oben erwähnte Ventilfeder 54C aufnimmt, und eine druckempfangende Kammer 54E unterteilt, in die Steuerluft eingeleitet wird. Auf diese Weise ist das Verdünnungsmittelventil 54 als ein steuerluftbetriebenes Steuerventil konstruiert.
Normalerweise sitzt der Ventilkörper 54B des Verdünnungsmittelventils 54 unter dem Einfluß der Vorspannwirkung der Ventilfeder 54C auf dem Ventilsitz 48A des Verdünnungsmittelkanals 48 und sperrt dadurch den Verdünnungsmittelkanal 48 ab, um die Verdünnungsmittelzufuhr zu der Verdünnungsmittelkammer 42 zu stoppen. Wenn auf der andere Seite Steuerluft aus der Verdünnungsmittelventil-Steuerluftquelle 11 durch den Luftschlauch 11A und den Steuerluftkanal 55 zu der druckempfangenden Kammer 54E geleitet wird, wird der Ventilkörper 54B gegen die Wirkung der Ventilfeder 54C von dem Ventilsitz 48 abgehoben, um die Verdünnungsmittelzufuhr zu der Verdünnungsmittelkammer 42 zuzulassen. In diesem Fall ist ein Ende des Steuerluftkanals 55 über den Luftschlauch 11A mit der Verdünnungsmittelventil-Steuerluftquelle 11 verbunden, während das andere Ende mit der Druckkammer 54E des Verdünnungsmittelventils 54 in Verbindung steht.
Die Öffnungs- und Schließvorgänge des Farbventils 46 und des Verdünnungsmittelventils 54 werden gesteuert, um synchron mit dem Starten und Stoppen eines Servomotors 63 stattzufinden, der im folgenden beschrieben wird. Daher wird beim Stoppen eines Beschichtungsvorgangs Farbe daran gehindert, durch die Restverdünnungsmitteldrücke in der Verdünnungsmittelkammer 42 und in dem Verdünnungsmittelkanal 43 auf der Seite der Patrone aus dem Farbzuführkanal 39A der Zuführleitung 39 und der Farbvorratskammer 41 zu fließen.
Mit 56 ist eine Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung bezeichnet, die als ein Preßflüssigkeits-Zuführmittel dient. Wie in 1 gezeigt, ist diese Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 an dem vertikalen Arm 3 des Beschichtungsroboters 1 befestigt. Ferner ist die Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung, wie in den 8 bis 10 gezeigt, als eine Verdrängerpumpe konstruiert, die einen mit einem Boden versehenen Zylinder 57, der einen an der Vorderseite angeordneten Bodenabschnitt 57A aufweist, einen Kolben 59, der in dem Zylinder 57 verschiebbar in einer solchen Weise aufgenommen ist, daß eine Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 gebildet wird, eine Kolbenstange 60, die sich axial von dem Kolben 59 erstreckt und an ihrem vorderen Ende mit einem nach unten gebogenen Abschnitt versehen ist, eine weibliche Schraube 61, die an dem vorderen Ende der Kolbenstange 60 ausgebildet ist, eine männliche Schraube 62, die sich parallel zu der Kolbenstange 60 erstreckt und mit der weiblichen Schraube 61 durch eine große Anzahl von Stahlkugeln (nicht gezeigt) in Eingriff steht, die zusammen mit der weiblichen Schraube 61 eine Kugelumlaufspindel bilden, und einen Servomotor 63 aufweist, der mit der männlichen Schraube 62 verbunden ist. In diesem Fall wird der Servomotor 63 gesteuert, um synchron mit Öffnungs- und Schließvorgängen des Farbventils 46 und des Verdünnungsmittelventils 54 zu starten und zu stoppen.
Ferner sind in dem Bodenabschnitt 57A des Zylinders 57 ein Verdünnungsmittel-Zuführkanal 64, der über einen Verdünnungsmittelschlauch (nicht gezeigt) mit dem Verdünnungsmittelkanal 48 auf der Seite des Gehäuses verbunden ist, ein Verdünnungsmittel-Auffüllkanal 65, der über den Verdünnungsmittelschlauch 12A mit dem Verdünnungsmittelvorrat oder der Verdünnungsmittelquelle 12 verbunden ist, um als eine Preßflüssigkeits-Auffülleitung zu dienen, und ein Ablaufkanal oder eine Ablaufleitung 66 vorgesehen, der bzw. die mit der Ablaufseite verbunden ist. Dieser Verdünnungsmittel-Zuführkanal 64, dieser Verdünnungsmittel-Auffüllkanal 65 und dieser Ablaufkanal 66 stehen jeweils mit der Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 in Verbindung.
Bei 67 ist ein Verdünnungsmittel-Zuführventil gezeigt, das in dem Verdünnungsmittel-Zuführkanal 64 in dem Bodenabschnitt 57A des Zylinders vorgesehen ist, um als ein Preßflüssigkeits-Zuführventil zu dienen. Dieses Verdünnungsmittel-Zuführventil 67 ist normalerweise geschlossen, um den Verdünnungsmittel-Zuführkanal 64 abzusperren, und wird nur geöffnet, um den Verdünnungsmittel-Zuführkanal 64 in Verbindung zu bringen, wenn ihm Steuerluft zugeführt wird.
Mit 68 ist ein Verdünnungsmittel-Auffüllventil bezeichnet, das in dem Verdünnungsmittel-Auffüllkanal 65 in dem Bodenabschnitt 57A des Zylinders 57 vorgesehen ist, um als ein Preßflüssigkeits-Auffüllventil zu dienen. Dieses Verdünnungsmittel-Auffüllventil 68 ist normalerweise geschlossen, um den Verdünnungsmittel-Auffüllkanal 65 abzusperren, und wird nur geöffnet, um den Verdünnungsmittel-Auffüllkanal 65 in Verbindung zu bringen, wenn ihm Steuerluft zugeführt wird.
Bei 69 ist ein Blasen-Extraktionsventil gezeigt, das in dem Ablaufkanal 66 in dem Bodenabschnitt 57A des Zylinders 57 vorgesehen ist. Dieses Blasen-Extraktionsventil 69 ist normalerweise geschlossen, um den Ablaufkanal 66 abzusperren, und wird nur geöffnet, um den Ablaufkanal 66 in Verbindung zu bringen, wenn ihm Steuerluft zugeführt wird.
Wenn der Servomotor 63 in die Vorwärtsrichtung gedreht wird, um die männliche Schraube 62 relativ zu der weiblichen Schraube 61 zu drehen, wird bei der Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56, die wie oben beschrieben ausgestaltet ist, der Kolben 59 durch die Kolbenstange 60 wie in den 6 und 10 gezeigt mit einer konstanten Geschwindigkeit in die Rich tung des Pfeils A verlagert und bewirkt dadurch, daß das Verdünnungsmittel in der Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 entweder in den Verdünnungsmittel-Zuführkanal 64 oder in den Ablaufkanal 66 herausfließt. Wenn auf der anderen Seite der Servomotor 63 in die umgekehrte Richtung gedreht wird, wird der Kolben 59, wie insbesondere in der 9 gezeigt, in die Richtung des Pfeils B verlagert, um Verdünnungsmittel durch den Verdünnungsmittel-Auffüllkanal 65 anzusaugen.
In diesem Fall ist zum Zwecke der Luftblasenextraktion, die im folgenden beschrieben wird, das vordere Ende des Zylinders 57 mit dem Blasen-Extraktionsventil 69 an der Oberseite angeordnet, wenn die Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 an dem vertikalen Arm 3 des Beschichtungsroboters 3 befestigt ist.
Auf der anderen Seite ist bei 70 (in 1) ein Patronenhaltertisch gezeigt, der in einer Beschichtungskabine und in einer Position in der Nähe des Beschichtungsroboters 1 vorgesehen ist. Auf dem Patronenhaltertisch 70 sind Farbpatronen 35a, 35b, ..., 35n verschiedener Farben angeordnet. Zusätzlich zu den Farbpatronen ist auf dem Patronenhaltertisch 70 eine Anzahl von Nutzeinrichtungen (nicht gezeigt) getragen, die eine zur Zeit des Nachfüllens von Farbe in die Farbvorratskammer 41 der Patrone 35 zu verwendende Farbnachfüllvorrichtung, eine zum Sammeln von Verdünnungsmittel, das zur Zeit des Nachfüllens von Farbe aus der Verdünnungsmittelkammer 42 abgegeben wird, zu verwendende Verdünnungsmittel-Sammelvorrichtung und einen zur Zeit des Austauschens einer Patrone 35 an dem Gehäuse 22 zu verwendenden Patronenwechsler umfassen. Außerdem ist in der Nähe des Patronenhaltertisches 70 eine Rotationszerstäuberkopf-Waschvorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen, um Reste vorhergehender Farbe von dem Rotationszerstäuberkopf 30 abzuwaschen, wenn die Beschichtungsfarbe gewechselt wird.
Das Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ 21 der vorliegenden Ausführungsform mit den oben beschriebenden Ausgestaltungen wird in der Weise betrieben, wie sie nachfolgend unter Bezugnahme auf das Laufzeitdiagramm der 11 beschrieben wird.
Zunächst wird beim Beenden eines Beschichtungsvorgangs in Farbe a zum Beispiel die Beschichtungsfarbe in der folgenden Weise von Farbe a auf Farbe b gewechselt. In diesem Fall wird eine Farbpatrone 35a der Farbe a, die nun an dem Gehäuse 22 befestigt ist, durch eine Farbpatrone 35b der Farbe b ausgetauscht.
Zur Zeit des Wechselns der Beschichtungsfarbe von a auf b wird das Farbventil 46 geschlossen, während sich die Patrone 35a der Farbe a an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 des Gehäuses 22 befindet, um den Farbzuführkanal 39A der Zuführleitung 30 abzusperren, und das Verdünnungsmittelventil 54 wird ebenfalls abgesperrt, um den Verdünnungsmittelkanal 48 auf der Seite des Gehäuses zu schließen. In der Zwischenzeit wird auf der Seite der Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 der Servomotor 63 gestoppt, und das Verdünnungsmittel-Zuführventil 67 wird geschlossen, um den Verdünnungsmittel-Zuführkanal 64 abzusperren. Außerdem wird die Energiezufuhr zu dem Hochspannungsgenerator 32 von der Energiequelle 6 bei der Beendigung eines Beschichtungsvorgangs in der Farbe a gestoppt.
Genauer werden die folgenden Arbeitsschritte durchgeführt, wenn die Beschichtungsfarbe gewechselt wird. Zunächst wird die Beschichtungsmaschine 28 durch Betätigen des vertikalen und des horizontalen Arms 3 bzw. 4 des Beschichtungsroboters 1 in Richtung auf die Rotationszerstäuberkopf-Waschvorrichtung in der Nähe des Patronenhaltertisches 70 bewegt, während sich die Farbpatrone 35a der Farbe a noch an dem Gehäuse 22 befindet.
Sobald die Beschichtungsmaschine 28 (Rotationszerstäuberkopf 30) gegenüber der Rotationszerstäuberkopf-Waschvorrichtung angeordnet ist, wird Wasch-Verdünnungsmittel gegen den Rotationszerstäuberkopf 30 gespritzt, um abgeschiedene Reste der Farbe a von diesem abzuwaschen.
Nach dem Rotationszerstäuberkopf-Wasch- oder -Säuberungsvorgang wird die Farbpatrone in der folgenden Weise ausgetauscht. Für den Austausch der Farbpatrone wird der Luftmotor 29 abgeschaltet, und die Zufuhr von Formungsluft wird gestoppt. Zur selben Zeit wird Luft von der Unterdruckerzeugungsquelle 8 abgesperrt, um die Unterdruckkraft aufzuheben, die die Patrone 35a fest gegen das Gehäuse 22 gehalten hat. Danach wird Luft aus der Ausstoßluftquelle 9 durch den Luftschlauch 9A und den Ausstoßluft-Zuführkanal 52 zu dem Vakuumraum 51 geleitet, um die Farbpatrone 35a von dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 freizugeben, und die Patrone 35a wird axial aus dem Gehäuse 22 herausgezogen und zu dem Patronenhaltertisch 70 zurückbewegt.
Nach dem Entladen oder Abmontieren der Farbpatrone 35a der Farbe a von dem Gehäuse 22 in dieser Weise, wird die Farbpatrone 35b der Farbe b von dem Patronenhaltertisch 70 aufgenommen und an dem Gehäuse 22 befestigt. Zu dieser Zeit wird die Zuführleitung 39, während der Zylinder 36 an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 des Kopfabschnitts 24 in Position gebracht wird, durch die konische Aussparung 27B der Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 27 und den Zuführleitungs-Kanalabschnitt 27A auf der Seite des Gehäuses 22 in die Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 34 auf der Seite der Beschichtungsmaschine eingeführt.
Wenn die Patrone 35b an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 des Gehäuses 22 befestigt wird, werden ferner die männlichen und weiblichen Verbindungsstückabschnitte 36A und 36B des Zylinders 36 mit den weiblichen und männlichen Verbindungsstück abschnitten 26B und 26C an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 gekoppelt. Daher wird die Position des Zylinders 36 in der Umfangsrichtung in Bezug auf den Patronen-Befestigungsabschnitt 26 durch den Koppeleingriff dieser Verbindungsstückabschnitte festgelegt: Außerdem wird zu dieser Zeit der konische Vorsprung 38, der auf der Seite der Patrone 35b ausgebildet ist, in passenden Eingriff mit der konischen Aussparung 27B an dem Gehäuse 22 gebracht, was die Zuführleitung 39 in einer zentrierten Position in Bezug auf die Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 27 an dem Gehäuse und die Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 34 an der Beschichtungsmaschine anordnet und gleichzeitig ihre axiale Position in Bezug auf den Patronen-Befestigungsabschnitt 26 festlegt.
Wenn der Zylinder 36 der Farbpatrone 35b an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 in Position gebracht ist, wird ferner das Ventil der Schnellverbindung 44 geöffnet, um den Verdünnungsmittelkanal 43 auf der Seite der Patrone mit dem Verdünnungsmittelkanal 48 auf der Seite des Gehäuses in Verbindung zu bringen.
Dann wird nach dem Einsetzen der Patrone 35b in den Patronen-Befestigungsabschnitt 26 Luft in dem Vakuumraum 51 zwischen dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 und dem Zylinder 36 von der Unterdruckquelle 8 durch den Luftabsaugkanal 50 herausgesaugt. Dementsprechend wird die Patrone 35b der Farbe b durch Unterdruck sicher in ihrer Position des Gehäuses 22 festgehalten und dadurch daran gehindert, sich aus ihrer Position in dem Gehäuse herauszubewegen.
Sobald die Patrone 35b der Farbe b in dieser Weise fest in ihrer Position an dem Gehäuse 22 angeordnet ist, wird Luft aus der Steuerluftquelle 7 zugeführt, um den Luftmotor 29 anzutreiben, den Rotationszerstäuberkopf 30 in Drehung zu versetzen und Formungsluft durch die entsprechenden Formungsluft- Auslaßöffnungen 31A in dem Formungsluftring 31 auszustoßen, um einsatzbereit für einen Beschichtungsvorgang zu sein.
In der Zwischenzeit wird gleichzeitig mit dem oben beschriebenen Austausch der Farbpatronen 35a und 35b ein Verdünnungsmittel-Auffüllschritt für die Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 ausgeführt.
Bei diesem Verdünnungsmittel-Auffüllvorgang wird zunächst Verdünnungsmittel in die Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 eingesogen, um das Verdünnungsmittel zu ersetzen, das beim Versprühen der vorhergehenden Farbe a verwendet worden war. Zu diesem Zweck wird das Verdünnungsmittel-Auffüllventil 68 geöffnet, um die Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 in dem Zylinder 57 über den Verdünnungsmittel-Auffüllkanal 65 und den Verdünnungsmittelschlauch 12A mit dem Verdünnungsmittelvorrat 12 zu verbinden, gefolgt von einer umgekehrten Drehung des Servomotors 63.
Als eine Konsequenz wird der Kolben an der Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 wie in 9 gezeigt in die Richtung des Pfeils B verlagert, um Verdünnungsmittel aus dem Verdünnungsmittelvorrat oder der Verdünnungsmittelquelle 12 durch den Verdünnungsmittelschlauch 12A und den Verdünnungsmittel-Auffüllkanal 65 in die Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 zu saugen.
Wenn Verdünnungsmittel in dieser Weise aus dem Verdünnungsmittelvorrat 12 in die Verdünnungsmittelkammer 58 gesaugt und diese aufgefüllt wird, wird eine geringe Menge von Luft in der Form von Luftblasen in dem Verdünnungsmittelfluß zu der Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 gefangen. Die Luftblasen, die in Verdünnungsmittel enthalten sind, werden komprimiert, wenn das Verdünnungsmittel zur Zeit des Beschichtungsvorgangs her ausgepumpt wird, und könnten die Verdünnungsmittel-Zuführgeschwindigkeit destabilisieren.
Um dieses zu vermeiden, werden Luftblasen in Verdünnungsmittel entfernt, sobald eine vorbestimmte Menge von Verdünnungsmittel in die Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 gefüllt ist. Genauer wird das Verdünnungsmittel-Auffüllventil 68, wie in 10 gezeigt, geschlossen, um den Verdünnungsmittel-Auffüllkanal 65 abzusperren, und dann wird das Luftblasen-Extraktionsventil 69 geöffnet, um die Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 über den Ablaufkanal 66 mit der Ablaufseite in Verbindung zu bringen. Dann wird der Servomotor 63 in diesem Zustand in die Vorwärtsrichtung gedreht.
Da der Zylinder 57 der Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 mit dem Luftblasen-Extraktionsventil 69 an der oberen Seite an dem vertikalen Arm 3 des Beschichtungsroboters 1 befestigt ist, neigen Luftblasen in der Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 zu dieser Zeit dazu, sich in dem Ablaufkanal 66 oder in der Nähe von diesem zu sammeln. Daher können Luftblasen durch den Ablaufkanal 66 zur Ablaufseite ausgestoßen werden, indem einfach der Kolben 59 mittels des Servomotors 63 über eine kleine Strecke in die Richtung des Pfeils A verlagert wird. Nach Entfernung von Luftblasen aus Verdünnungsmittel wird das Blasen-Extraktionsventil 69 geschlossen, um den Verdünnungsmittel-Auffüllvorgang zu beenden.
Nach dem oben beschriebenen Patronenaustausch von Farbe a auf Farbe b und der Verdünnungsmittelauffüllung der Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 wird die Maschine in der folgenden Weise wieder für einen Beschichtungsvorgang in Farbe b in einen Betriebszustand versetzt.
Zunächst werden in dem Fall eines Beschichtungsvorgangs in Farbe b das Farbventil 46 und das Verdünnungsmittelventil 54 geöffnet, um den Farbzuführkanal 39A der Zuführleitung 39 sowie den Verdünnungsmittelkanal 48 auf der Seite des Gehäuses in Verbindung zu bringen. Dann wird dem Hochspannungsgenerator 32 durch die Energieleitung 6A Energie aus der Energiequelle 6 zugeführt, um eine hohe Spannung an den Luftmotor 29 und den Rotationszerstäuberkopf 30 anzulegen.
In der Zwischenzeit wird das Verdünnungsmittel-Zuführventil 67 an der Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 wie in 8 gezeigt geöffnet, um die Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 über den Verdünnungsmittel-Zuführkanal 64, den Verdünnungsmittelkanal 48 auf der Seite des Gehäuses und den Verdünnungsmittelkanal 43 auf der Seite der Patrone mit der Verdünnungsmittel-Vorratskammer 42 der Farbpatrone 35b in Verbindung zu bringen. Dann wird der Servomotor 63 in die Vorwärtsrichtung gedreht und dadurch der Kolben 59 mit einer konstanten Geschwindigkeit in die Richtung des Pfeils A verlagert, um der Verdünnungsmittel-Vorratskammer 42 der Farbpatrone 35b Verdünnungsmittel in der Verdünnungsmittel-Zuführkammer 58 über die Verdünnungsmittelkanäle 48 und 43 quantitativ zuzuführen.
Dementsprechend wird der Kolben 40 der Patrone 35b durch das Verdünnungsmittel, das in die Verdünnungsmittel-Vorratskammer 42 eingeleitet wird, mit einer konstanten Geschwindigkeit in Richtung auf die Zuführleitung 39 verlagert, wodurch bewirkt wird, daß die Farbe der Farbe b in der Farbvorratskammer 41 durch den Farbzuführkanal 39A der Zuführleitung 39 in Richtung auf den Rotationszerstäuberkopf 30 strömt.
Dann gelangt die Farbe der Farbe b, die durch den Farbzuführkanal 39A der Zuführleitung 39 nach vorne zugeführt wird, auf den Rotationszerstäuberkopf 30, der von dem Luftmotor 29 in eine Hochgeschwindigkeitsdrehung versetzt wird, und an sie wird eine hohe Spannung an dem Rotationszerstäuberkopf 30 angelegt. Daher wird die Farbe der Farbe b durch den Rotations zerstäuberkopf 30 mittels Fliehkraft in feine Teilchen zerstäubt und in der Form geladener und fein verteilter Teilchen versprüht. Auf der anderen Seite werden die geladenen Farbteilchen durch die Wirkung der Formungsluft, die durch die entsprechenden Formungsluft-Auslaßöffnungen 31A des Formungsluftringes 31 ausgestoßen wird, in ein gewünschtes Sprühmuster geformt, und die Teilchen fliegen entlang eines elektrostatischen Feldes, das zwischen der Beschichtungsmaschine und dem Beschichtungsobjekt ausgebildet ist, in Richtung auf ein Beschichtungsobjekt, um sich darauf abzuscheiden.
Während eines Beschichtungsvorgangs wird die Beschichtungsmaschine 21 in hin- und hergehende Bewegungen entlang Oberflächen eines Beschichtungsobjekts versetzt. Um zu verhindern, daß die Beschichtung an Umkehrpositionen der Beschichtungsmaschine 21 lokal dicker wird, ist es allgemeine Praxis, die Bewegung der Beschichtungsmaschine 21 an Positionen außerhalb einer Beschichtungsarbeitsfläche umzukehren und das Farbsprühen an diesen Umkehrpositionen zu stoppen.
Dementsprechend wird das Farbsprühen durch die Beschichtungsmaschine 21 zur Beschichtung eines einzelnen Arbeitsstückes wiederholt an- und abgeschaltet.
Daher werden im Verlaufe eines Beschichtungsvorgangs die Öffnungs- und Schließbewegungen des Farbventils 46 und des Verdünnungsmittelventils 54 synchron mit dem in Betrieb setzen und dem außer Betrieb setzen des Servomotors 63 gesteuert, wie es in 11 gezeigt ist. Genauer wird, wenn der Servomotor 63 gestoppt wird, um das Farbsprühen vorübergehend anzuhalten, das Farbventil 46 geschlossen, um den Farbzuführkanal 39A der Zuführleitung 39 abzusperren, und zur selben Zeit wird das Verdünnungsmittelventil 54 geschlossen, um den Verdünnungsmittelkanal 48 auf der Seite des Gehäuses abzusperren.
Wenn das Farbsprühen gestoppt ist, wirkt dementsprechend kein Druck auf das Verdünnungsmittel in dem Verdünnungsmittelkanal 43 und in der Verdünnungsmittelvorratskammer 42 auf der Seite der Patrone, um den Ausfluß von Farbe aus dem Farbzuführkanal 39A der Zuführleitung 39 zu unterdrücken. Dies macht es möglich, die Farbzufuhr zu dem Rotationszerstäuberkopf 30 an- und abzuschalten, nämlich den Farbsprühvorgang mit Sicherheit in einer zuverlässigen Weise an- und abzuschalten.
Somit wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung die Farbzufuhr von der Zuführleitung 39 zu dem Rotationszerstäuberkopf 30 durch das Farbventil 46 an- und abgeschaltet, das an der Patrone 35 vorgesehen ist, um den Farbzuführkanal 39A der Zuführleitung 39 zu öffnen und zu schließen, während die Verdünnungsmittelzufuhr zu der Verdünnungsmittelkammer 42 durch das Verdünnungsmittelventil 54 an- und abgeschaltet wird, das an dem Gehäuse 22 vorgesehen ist, um den Verdünnungsmittelkanal 48 auf der Seite des Gehäuses zu öffnen und zu schließen. Daher kann der Farbsprühvorgang in Reaktion auf ein Befehlssignal, das Sprühen zu starten oder zu stoppen, unmittelbar gestartet und gestoppt werden, da das Farbventil 46 und das Verdünnungsmittelventil 54 auf ein solches Befehlssignal hin geöffnet oder geschlossen werden.
Dementsprechend macht es die oben beschriebene Ausgestaltung möglich, Beschichtungen verbesserter Qualität zu bilden, die in ihrer Dicke gleichmäßig sind, und die Zuverlässigkeit der Beschichtungsmaschine 21 zu verbessern. Daneben wird es möglich, Farbtropfen aus der Zuführleitung 39 zu verhindern, wenn die Patrone 35 zum Austausch aus dem Gehäuse 22 herausgenommen wird.
Darüber hinaus läßt es die Verwendung austauschbarer Farbpatronen 35, von denen jede mit einer Farbe gefüllt ist, zu, Farbschläuche wegzulassen, die ansonsten erforderlich sind, um Farbe aus einem Farbspeicher oder einer Farbquelle zuzuführen, und Hochspannungslecks durch Farbe auszuschließen, was die Notwendigkeit der Verwendung einer Isolationsstruktur (eine Spannungsblockierkonstruktion) für den Farbspeicher oder die Farbquelle vermeidet.
Beim Zuführen von Farbe von der Farbvorratskammer 41 zu dem Rotationszerstäuberkopf 30 wird der Kolben 40 durch Verdünnungsmittel verlagert, das ein nicht komprimierbares Fluid ist. Daher kann der Kolben 40 genau mit einer konstanten Geschwindigkeit verlagert werden, um Beschichtungen zu bilden, die in ihrer Qualität verbessert sind und insbesondere in der Gleichmäßigkeit ihrer Dicke verbessert sind, ohne einen Durchflußmesser und Steuerventile für diesen Zweck hinzuzufügen. Dies führt zu einer verbesserten Zuverlässigkeit und zu Kostenverringerungen.
Ferner ist die Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 als ein Verdrängerpumpenmittel oder eine Kolbenpumpe ausgestaltet, das bzw. die durch den Kolben 59, der von dem Servomotor 63 verlagert wird, der Verdünnungsmittelkammer 42 quantitativ Verdünnungsmittel zuführt. Dementsprechend kann die Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 dem Rotationszerstäuberkopf 30 Farbe aus der Farbvorratskammer 41 stabil zuführen und Farbe durch die Zuführleitung 39 mit einer konstanten Geschwindigkeit liefern, um Beschichtungen verbesserter Qualität zu bilden.
Außerdem sind das Farbventil 46 und das Verdünnungsmittelventil 54 in der vorliegenden Ausführungsform als ein steuerluftbetriebenes Steuerventil ausgestaltet. Daher weisen sowohl das Farbventil 46 als auch das Verdünnungsmittelventil 54 eine einfache Konstruktion auf, um die Leitungsverlegungsarbeiten zu vereinfachen und um zusätzlich zu Kostenverringerungen eine verbesserte Arbeitseffizienz zu gewährleisten.
Da die Öffnungs- und Schließbewegungen des Farbventils 46 und des Verdünnungsmittelventils 54 mit den Start- und Stoppbewegungen des Servomotors 63 der Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 56 synchronisiert sind, wird es ferner möglich, das Farbventil 46 und das Verdünnungsmittelventil 54 im Verhältnis zu An- und Aus-Zeitsteuerungen des Farbsprühvorgangs präziser zu steuern, um die Qualität von Beschichtungen umso mehr zu verbessern.
Ferner kann der Zylinder 36 durch Koppeleingriff der weiblichen und männlichen Verbindungsstückabschnitte 26B und 26C, die an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 vorgesehen sind, mit den männlichen und weiblichen Verbindungsstückabschnitten 36A und 36B auf der Seite des Zylinders in der Umfansrichtung in eine vorbestimmte Position in Bezug auf den Patronen-Befestigungsabschnitt 26 ausgerichtet werden.
Ferner kann die Farbpatrone 35 in ähnlicher Weise durch Koppeleingriff des konischen Vorsprungs 38 an der Patrone 35 mit der konischen Aussparung 27B, die an einer tiefen Position an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 vorgesehen ist, in den axialen und radialen Richtungen in eine vorbestimmte Position in Bezug auf den Patronen-Befestigungsabschnitt 26 des Gehäuses 22 ausgerichtet werden, was hilft, die Effizienz der Zusammenbauarbeit zu erhöhen und die Zeit zu verkürzen, die für die Farbwechselarbeit erforderlich ist.
Außerdem wird durch den Luftabsaugkanal 50, der an dem unteren Teil des Patronen-Befestigungsabschnitts 26 geöffnet ist, Luft aus dem Vakuumraum 51 zwischen dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 und dem Zylinder 36 abgesaugt, um die Farbpatrone 35 mit Unterdruckkraft fest in Position an dem Gehäuse 22 zu halten und dadurch zu verhindern, daß die Farbpatrone 35 lose wird. Außerdem wird die Farbpatrone 35 auf das Zuführen von Luft durch den Ausstoßluft-Zuführkanal 52 zu dem Vakuumraum 51 hin als eine Folge der Beendigung des Unterdruckgriffes von dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 freigegeben und kann daher von dem Gehäuse 22 entladen oder abmontiert werden.
Auf der anderen Seite wird die Schnellverbindung 44, die an dem offenen Ende des Verdünnungsmittelkanals 43 auf der Seite der Farbpatrone vorgesehen ist, geöffnet, wenn die Patrone 35 an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 geladen wird, und geschlossen, sobald die Patrone 35 von diesem entladen wird, wodurch ein Tropfen von Verdünnungsmittel verhindert wird, während die Patrone 35 an dem Patronen-Befestigungsabschnitt 26 geladen oder von diesem entladen wird, was die Effizienz und die Umweltbedingungen der Lade- und Entladearbeit verbessert.
Da die Luftkanäle 33 für Turbinenluft, Lagerluft, Bremsluft und Formungsluft in dem Halsabschnitt 23 des Gehäuses 22 ausgebildet sind und der Innenraum des Gehäuses 22 für diese Luftkanäle 33 eingesetzt wird, statt Luftschläuche oder dergleichen zu verwenden, kann die Zusammenbauarbeit ferner durch Weglassen von Luftschlauchverbindungen vereinfacht werden, und das System kann mit einer in dem äußeren Erscheinungsbild unkomplizierten Form gebaut werden.
Da der Hochspannungsgenerator 32 in den Halsabschnitt 23 des Gehäuses 22 eingebaut ist und den Innenraum des Gehäuses 22 verwendet, kann das System ferner als Ganzes in einer kompakten Form ausgestaltet werden.
Da der Kolben 40 verschiebbar als eine bewegbare Trennwand in dem Zylinder 36 der Farbpatrone 35 angeordnet und ausgestaltet ist, um durch Verdünnungsmittel verlagert zu werden, das zu diesem durch den Verdünnungsmittelkanal 43 auf der Seite der Patrone zugeführt wird, kann außerdem die Patrone 35 in ihrer Konstruktion vereinfacht werden, um die Zusammenbauarbeit einfacher zu machen und um eine Kostenverringerung zuzulassen.
Nun auf 12 Bezug nehmend ist eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verdünnungsmittelventil als ein Ventil für farbauspressende Flüssigkeit auf der Seite der Farbpatrone vorgesehen ist. In der folgenden Beschreibung sind diejenigen Komponententeile, die mit der vorhergehenden ersten Ausführungsform gemeinsam sind, einfach durch gemeinsame Bezugszahlen oder -zeichen bezeichnet, um Wiederholungen derselben Erläuterungen zu vermeiden.
Mit 81 ist ein Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ gemäß dieser Ausführungsform bezeichnet, und mit 82 ist ein Gehäuse des Beschichtungssystems 81 bezeichnet. Im wesentlichen in derselben Weise wie das Gehäuse 22 in der vorhergehenden ersten Ausführungsform wird das Gehäuse 82 dieser Ausführungsform durch einen Halsabschnitt 83 und einen Kopfabschnitt 84 gebildet. Der Kopfabschnitt 84 ist mit einem Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt 85, einem Patronen-Befestigungsabschnitt 86 und einer Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 87 auf der Seite des Gehäuses ausgebildet. In dem Fall des Gehäuses 82 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Verdünnungsmittelventil-Aufnahmeabschnitt 53 wie in dem Gehäuse 22 der ersten Ausführungsform jedoch in diesem Fall beseitigt worden.
Bei 88 ist eine Farbpatrone gezeigt, die in dieser Ausführungsform eingesetzt wird. Ähnlich zu den Farbpatronen 35 der ersten Ausführungsform ist eine Vielzahl von Patronen 88 für verschiedene Beschichtungsfarben a, b,... und n vorgesehen. Jede Farbpatrone 88 wird im wesentlichen durch einen Zylinder 89, einen konischen Vorsprung 90, eine Zuführleitung 91, einen Kolben 92, einen Verdünnungsmittelkanal 93 auf der Seite der Patrone und einen Farbventil-Aufnahmeabschnitt 94 gebildet, der ein Farbventil 95 aufnimmt. Die Patrone 88 dieser Ausfüh rungsform unterscheidet sich von der Patrone 35 der ersten Ausführungsform jedoch dadurch, daß sich ein Verdünnungsmittelventil-Aufnahmeabschnitt 96 in der Länge des Verdünnungsmittelkanals 93 auf der Seite der Patrone und in einer Position in einem vorderen Endbereich des Zylinders 89 befindet.
Bei 97 ist ein Verdünnungsmittelventil gezeigt, das in dem Verdünnungsmittelventil-Aufnahmeabschnitt 96 vorgesehen ist, um als ein Preßflüssigkeitsventil zu dienen. Ähnlich wie das Verdünnungsmittelventil 54 in der ersten Ausführungsform ist das Verdünnungsmittelventil 97 vorgespannt, um den Verdünnungsmittelkanal 93 auf der Seite der Patrone normalerweise abzusperren und um den Verdünnungsmittelkanal 93 nur zu verbinden, wenn Steuerluft zugeführt wird.
Die Schnellverbindung 98, die an dem offenen Ende des Verdünnungsmittelkanals 48 auf der Seite des Gehäuses vorgesehen ist, ist in derselben Weise wie die Schnellverbindung 44 in der ersten Ausführungsform ausgestaltet.
Mit den gerade beschriebenen Ausgestaltungen kann die vorliegende Ausführungsform im wesentlichen dieselben Betriebswirkungen hervorbringen wie die vorhergehende ersten Ausführungsform.
Nun auf 13 Bezug nehmend ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Preßflüssigkeits-Zuführmittel durch eine Zahnradpumpe und einen Servomotor gebildet wird, der die Zahnradpumpe drehend antreibt. In der folgenden Beschreibung sind diejenigen Komponententeile, die mit der vorhergehenden ersten Ausführungsform gemeinsam sind, einfach durch gemeinsame Bezugszahlen oder -zeichen bezeichnet, um Wiederholungen derselben Erläuterungen zu vermeiden. Außerdem sind verschiedene Komponententeile aus Gründen der Einfachheit der Darstellung nur durch Bezugszeichen oder schematische Symbole gekennzeichnet.
Bei 101 ist ein Beschichtungssystem vom Rotationszerstäuberkopf-Typ gemäß der vorliegenden Ausführungsform gezeigt, und bei 102 ist eine Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung gezeigt, die an dem Beschichtungssystem 101 als ein Preßflüssigkeits-Zuführmittel vorgesehen ist. Die Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 102 ist als eine Verdrängerpumpe ausgestaltet, die eine Zahnradpumpe 103 und einen Servomotor 104 aufweist, der die Zahnradpumpe 103 drehend antreibt, um der Patrone 35 Verdünnungsmittel quantitativ zuzuführen.
In diesem Fall wird der Servomotor 104 ähnlich wie der Servomotor 63 in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform gesteuert, um synchron mit Öffnungs- und Schließbewegungen des Farbventils 46 und des Verdünnungsmittelventils 54 zu starten und zu stoppen.
Somit wird durch die Zahnradpumpe 103, die durch den Servomotor 104 mit einer konstanten Drehgeschwindigkeit angetrieben wird, Verdünnungsmittel quantitativ von der Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 102 zu der Patrone 35 geleitet.
Die vorliegende Ausführungsform kann mit den gerade beschriebenen Ausgestaltungen ebenfalls nahezu dieselben Betriebswirkungen wie jede der vorhergehenden Ausführungsformen hervorbringen. Insbesondere wird es in dem Fall dieser Ausführungsform, die eine kommerziell erhältliche Zahnradpumpe 103 für die Verdünnungsmittel-Zuführvorrichtung 102 einsetzt, möglich, ihre Konstruktion zu vereinfachen und Kostenverringerungen zu realisieren. Die Zahnradpumpe 103 kann synchron mit Öffnungs- und Schließbewegungen des Farbventils 46 und des Verdünnungsmittelventils 54 gestartet und gestoppt werden, um das Farbsprühen mit genauer Zeitsteuerung an- und abzuschalten.
14 zeigt eine Modifikation der Farbpatrone gemäß der vorliegenden Erfindung, die anstatt der oben beschriebenen Farbpatrone 35 eingesetzt werden kann. In diesem Fall ist die Farbpatrone mit einer bewegbaren Trennwand in der Form eines Faltenbalgschlauches ausgestattet.
Genauer ist bei 111 die Farbpatrone einer modifizierten Konstruktion gezeigt. Ähnlich wie die Farbpatrone 35 in der ersten Ausführungsform wird die Farbpatrone 111 im wesentlichen durch einen Patronenzylinder 112, einen konischen Vorsprung 113, der an dem vorderen Ende des Zylinders 112 vorgesehen ist, eine Zuführleitung 114, die sich axial von und an der Vorderseite des konischen Vorsprungs 113 erstreckt, einen Verdünnungsmittelkanal oder eine Verdünnungsmittelleitung 115 auf der Seite der Patrone und einen Farbventil-Aufnahmeabschnitt 116 gebildet, der ein Farbventil 117 aufnimmt.
Diese Modifikation unterscheidet sich von der Patrone 35 der ersten Ausführungsform jedoch dadurch, daß der Zylinder 112 der Patrone 111 im Inneren mit einem Faltenbalg ausgestattet ist, um als eine bewegbare Trennwand zu dienen, wie es nachfolgend beschrieben wird.
Bei 118 ist ein Faltenbalgschlauch gezeigt, der im Inneren des Zylinders 112 als eine bewegbare Trennwand vorgesehen ist. Der Faltenbalgschlauch 118 ist in der axialen Richtung faltbar auseinanderziehbar und bildet im Inneren eine Farbvorratskammer 119 in Verbindung mit einem Farbzuführkanal 114A der Zuführleitung 114. Zwischen dem Faltenbalgschlauch 118 und dem Zylinder 112 ist eine Verdünnungsmittelkammer 120 ausgebildet, die die Funktion einer Preßflüssigkeitskammer hat.
Die Farbpatrone 111 kann mit den gerade beschriebenen Ausgestaltungen im wesentlichen dieselben Betriebswirkungen wie die Gegenstücke in den vorhergehenden Ausführungsformen hervorbringen. Insbesondere können die Farbe und das Verdünnungsmittel in dem Fall der Patrone 111, die den Faltenbalgschlauch 118 als eine bewegbare Trennwand einsetzt, mit Sicherheit voneinander getrennt werden, was die Möglichkeiten vollständig ausschließt, daß das Verdünnungsmittel in dem Zylinder in die Farbe gelangt, um die Qualität von Beschichtungen zu verschlechtern.
In den vorhergehenden Ausführungsformen ist das Beschichtungssystem 21, 81 oder 101 als an dem horizontalen Arm 4 des Beschichtungsroboters 1 befestigt gezeigt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezielle gezeigte Form beschränkt. Falls gewünscht kann das Beschichtungssystem 21, 81 oder 101 zum Beispiel an einer Hin- und Herbewegungseinrichtung oder dergleichen befestigt sein. Auch wenn die bewegbare Trennwand in der ersten bis dritten Ausführungsform durch den Kolben 40 und in der oben beschriebenen Modifikation durch den Faltenbalgschlauch 118 gebildet wird, kann sie ferner in anderen Formen realisiert werden und kann zum Beispiel die Form eines aufblasbaren Beutels aus elastischem Material haben, der einen Innenraum hat, der in Verbindung mit der Zuführleitung steht.
Ferner ist in den vorhergehenden Ausführungsformen die axiale Bohrung 29B des Luftmotors 29 als in einer gestuften Form ausgebildet gezeigt, die einen hinteren Abschnitt kleinen Durchmessers und einen vorderen Abschnitt großen Durchmessers aufweist, und die Drehwelle 29C ist in dem Abschnitt großen Durchmessers der axialen Bohrung 29B aufgenommen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf dieses spezielle Beispiel beschränkt ist. Wie in der Modifikation der 15 gezeigt, kann ein Luftmotor 131 zum Beispiel durch ein Motorgehäuse 131A mit einer axialen Bohrung 131B, die in der axialen Richtung einen nahezu gleichförmigen Durchmesser hat, und eine Drehwelle 131C gebildet werden, die durch die gesamte Länge der axialen Bohrung 131B verläuft. In diesem Fall ist eine Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 132 auf der Seite der Beschichtungsmaschine im Inneren der Drehwelle 131C in koaxialer Beziehung mit der Zuführleitungs-Durchgangsbohrung 27 auf der Seite des Gehäuses vorgesehen.
Auch wenn in den vorhergehenden Ausführungsformen beispielhaft Verdünnungsmittel als eine Preßflüssigkeit verwendet wird, kann ferner Wasser oder eine andere Preßflüssigkeit in Abhängigkeit von dem zu verwendenden Typ von Farbe oder dem zu verwendenden Hochspannungs-Zuführsystem angewendet werden.
Außerdem können in den vorhergehenden Ausführungsformen zwei oder mehr Ersatzfarbpatronen 35, 88 oder 111 für jede Farbe vorgesehen sein, wenn es unter Berücksichtigung der Bequemlichkeit oder Effizienz des Patronenwechselvorgangs in einem kontinuierlichen Beschichtungsvorgang in derselben Farbe erwünscht ist.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie aus der vorhergehenden speziellen Beschreibung ersichtlich ist, ist gemäß der vorliegenden Erfindung an jeder Farbpatrone ein Farbventil vorgesehen, um einen Farbzuführkanal in einer Zuführleitung zu verbinden oder abzusperren und dadurch die Farbzufuhr von der Zuführleitung zu einem Rotationszerstäuberkopf an- und abzuschalten, während ein Preßflüssigkeitsventil in der Länge eines Preßflüssigkeitskanals vorgesehen ist, der entweder auf der Seite eines Gehäuses oder auf der Seite der Farbpatrone vorgesehen ist, wodurch die Preßflüssigkeitszufuhr zu einer Preßflüssigkeitskammer in der Patrone an- und abgeschaltet wird. Daher wird das Farbsprühen abgeschaltet, sobald das Farbventil geschlossen wird, um den Farbzuführkanal in der Zuführleitung abzusperren, wodurch die Farbzufuhr zu dem Rota tionszerstäuberkopf abgeschnitten wird. Außerdem wird die Zufuhr der Preßflüssigkeit zu der Preßflüssigkeitskammer abgeschnitten, sobald das Preßflüssigkeitsventil geschlossen wird, um den Preßflüssigkeitskanal entweder auf der Seite des Gehäuses oder auf der Seite der Farbpatrone abzusperren. Zur Zeit des Stoppens des Farbsprühens kann die Zufuhr von Farbe sowie die Zufuhr der Preßflüssigkeit mittels des Farbventils bzw. des Preßflüssigkeitsventils sofort abgeschnitten werden.
Als eine Folge wird es möglich, die Farbzufuhr zu dem Rotationszerstäuberkopf definitiv in einer sicheren Weise an- und abzuschalten und Beschichtungen verbesserter Qualität zu bilden, die in ihrer Dicke gleichmäßig sind, wodurch eine größere Zuverlässigkeit des Beschichtungssystems widergespiegelt wird. Darüber hinaus kann Farbtropfen aus der Zuführleitung, das zu Beschichtungsdefekten führen könnte, zur Zeit des Herausnehmens der Farbpatrone aus dem Gehäuse zum Austausch verhindert werden. Ferner wird es dank des Weglassens eines Farbschlauches, der normalerweise zur Verbindung mit einem Farbvorrat oder einer Farbquelle erforderlich sein würde, auch möglich, Lecks von Hochspannung durch Farbe zu verhindern. Außerdem kann in Hinblick auf die bewegbare Trennwand in der Farbpatrone, die durch eine Preßflüssigkeit verlagert wird, der Kolben durch die Verwendung einer nicht komprimierbaren Flüssigkeit genau mit einer konstanten Geschwindigkeit verlagert werden.

Claims

Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ umfassend: ein Gehäuse (22), das einen Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt (25) an seiner Vorderseite und einen Patronen-Befestigungsabschnitt (26) an seiner Rückseite aufweist, eine Beschichtungsmaschine (28), die angepaßt ist, um an dem Beschichtungsmaschinen-Befestigungsabschnitt (25) des Gehäuses (22) befestigt zu werden, und einen Luftmotor (29) mit einer Drehwelle (29c) und einem an einem vorderen Endbereich des Luftmotors (29) befestigten Rotationszerstäuberkopf (30) aufweist, eine Zuführleitungs-Durchgangsbohrung (27), die im Inneren der und axial durch die Drehwelle (29c) des Luftmotors (29) vorgesehen ist und ein Vorderende, das sich in den Rotationszerstäuberkopf (30) öffnet, und ein Hinterende aufweist, das sich in den Patronen-Befestigungsabschnitt (26) des Gehäuses (22) öffnet, und eine Vielzahl von Farbpatronen (35a-n), die Farbe verschiedener Farben in entsprechenden Patronenzylindern (36) enthalten, wobei jede der Farbpatronen (35a-n) angepaßt ist, um austauschbar und wahlweise an dem Patronen-Befestigungsabschnitt (26) des Gehäuses (22) geladen zu sein, und eine Zuführleitung (39) aufweist, die von einem vorderen Endbereich (38) des Patronenzylinders (36) für eine Anordnung in der Zuführleitungs-Durchgangsbohrung (27) axial nach vorne verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungssystem (21) aufweist: auf der Seite der Patrone (35a-n) eine bewegbare Trennwand (40), die den Zylinder (36) in eine mit der Zuführleitung (39) in Verbindung stehende Farbvorratskammer (41) und eine Preßflüssigkeitskammer (42) teilt, einen Preßflüssigkeitskanal (43) zum Zuleiten einer Preßflüssigkeit zu der Preßflüssigkeitskammer (42) und ein Farbventil (46), um die Farbzufuhr von der Zuführleitung (39) zu dem Rotationszerstäuberkopf (30) an- und abzuschalten, auf der Seite des Gehäuses (22) einen mit dem Preßflüssigkeitskanal (43) auf der Seite der Patrone (35a-n) in Verbindung stehenden Preßflüssigkeitskanal (48) und ein Preßflüssigkeitsventil (54), das in der Länge des Preßflüssigkeitskanals (48) entweder auf der Seite der Patrone (35a-n) oder auf der Seite des Gehäuses (22) vorgesehen ist, um die Preßflüssigkeitszufuhr zu der Preßflüssigkeitskammer (42) an- und abzuschalten.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 1, das ferner ein Preßflüssigkeits-Zuführmittel (56) aufweist, das mit dem Preßflüssigkeitskanal (48) auf der Seite des Gehäuses (22) verbunden und angepaßt ist, um der Patrone (35a-n) eine Preßflüssigkeit quantitativ zuzuleiten.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 2, das ferner einen Beschichtungsroboter (1) mit einem vertikalen und einem horizontalen Arm (3, 4) aufweist, wobei das Gehäuse (22) des Beschichtungssystems (21) an einem vorderen Endbereich des horizontalen Arms (4) des Beschichtungsroboters (1) befestigt ist, und wobei das Preßflüssigkeits-Zuführmittel (56) an dem vertikalen Arm (3) befestigt ist.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 2, bei dem das Preßflüssigkeits-Zuführmittel (56) in der Form eines Verdrängerpumpenmittels vorgesehen ist, das durch eine Kolbenpumpe mit einem Zylinder (57) und einem Kolben (59) und einen Servomotor (63) zum Verlagern des Kolbens (59) der Kolbenpumpe gebildet wird.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 4, bei dem das Preßflüssigkeits-Zuführmittel (56) in einem vorderen Endbereich des Zylinders (57) der Kolbenpumpe und in Verbindung miteinander eine Preßflüssigkeits-Zuführleitung (64), die mit dem Preßflüssigkeitskanal (48) auf der Seite des Gehäuses (22) verbunden ist, eine Preßflüssigkeits-Auffülleitung (65), die mit einer Preßflüssigkeitsquelle (12) verbunden ist, und eine Ablaufleitung (66) aufweist, die mit einer Ablaufseite verbunden ist, wobei die Preßflüssigkeits-Zuführleitung (64) mit einem Preßflüssigkeits-Zuführventil (67) ausgestattet ist, das nur geöffnet werden soll, wenn die Preßflüssigkeit in dem Zylinder (57) der Farbpatrone (35a-n) zugeleitet wird, die Preßflüssigkeits-Auffülleitung (65) mit einem Flüssigkeitsauffüllventil (68) ausgestattet ist, das nur geöffnet werden soll, wenn der Zylinder (57) mit Preßflüssigkeit aufgefüllt wird, und die Ablaufleitung (66) mit einem Luftblasen-Extraktionsventil (69) ausgestattet ist, das beim Entfernen von Luftblasen aus einer Preßflüssigkeit, mit der der Zylinder (57) aufgefüllt wird, geöffnet werden soll.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 2, bei dem das Preßflüssigkeits-Zuführmittel (56) in der Form eines Verdrängerpumpenmittels (102) vorgesehen ist, das durch eine Zahnradpumpe (103) und einen Servomotor (104) zum drehenden Antreiben der Zahnradpumpe (103) gebildet wird.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 4 oder 6, bei dem das Farbventil (46) und das Preßflüssigkeitsventil (54) angepaßt sind, um sich synchron mit dem Starten und Stoppen des Servomotors (63, 104) zu öffnen und zu schließen.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 1, bei dem das Farbventil (46) in der Form eines steuerluftbetriebenen Steuerventils vorgesehen ist, das normalerweise durch eine Ventilfeder (46c) in eine schließende Richtung vorgespannt und angepaßt ist, um sich bei Zufuhr von Steuerluft zu diesem von außerhalb zu öffnen, um einen Farbfluß durch die Zuführleitung (39) zu eröffnen.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 1, bei dem das Preßflüssigkeitsventil (54) in der Form eines steuerluftbetriebenen Steuerventils vorgesehen ist, das normalerweise durch eine Ventilfeder (54c) in eine schließende Richtung vorgespannt ist und bei Zufuhr von Steuerluft zu diesem von außerhalb geöffnet wird, um einen Preßflüssigkeitsfluß in dem Preßflüssigkeitskanal (43) zu eröffnen.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 1, bei dem der Patronen-Befestigungsabschnitt (26) des Gehäuses (22) mit einem Positionierungs-Kopplerabschnitt (26B, 26C) zum Ineingriffstehen mit einem komplementär geformten Positionierungs-Kopplerabschnitt (36A, 36B) an einem vorderen Endbereich des Zylinders (36) der Farbpatrone (35a-n) ausgestattet ist.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 1, bei dem der Patronen-Befestigungsabschnitt (26) des Gehäuses (22) ferner einen Vakuumraum (51), der daran in Verbindung mit dem Zylinder (36) der Patrone (35a-n) zu bilden ist, wenn der Zylinder (36) in seiner Position an dem Patronen-Befestigungsabschnitt (26) befestigt wird, und einen zu dem Vakuumraum (51) geöffneten Luftabsaugkanal (50) aufweist, um Luft aus dem Vakuumraum (51) abzusaugen, was die Patrone (35a-n) mit Unter druckkraft fest gegen den Patronen-Befestigungsabschnitt (26) des Gehäuses (22) hält.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 1, bei dem eine weitere Zuführleitungs-Durchgangsbohrung (34) an dem Gehäuse (22) in koaxialer Beziehung mit der Zuführleitung (27) in der Drehwelle (29C) vorgesehen ist.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 1, bei dem das Preßflüssigkeitsventil (54) in dem Preßflüssigkeitskanal (48) auf der Seite des Gehäuses (22) vorgesehen ist und bei dem der Preßflüssigkeitskanal (43) auf der Seite der Patrone (35a-n) mit einer Ventil-Schnellverbindung (44) in einem offenen äußersten Endbereich davon versehen ist, wobei die Schnellverbindung (44) nur geöffnet wird, wenn die Farbpatrone (35a-n) vollständig und fest mit dem Patronen-Befestigungsabschnitt (26) des Gehäuses (22) gekoppelt ist.
Beschichtungssystem (21) vom Rotationszerstäuberkopf-Typ nach Anspruch 1, bei dem das Preßflüssigkeitsventil (97) in dem Preßflüssigkeitskanal (93) auf der Seite der Patrone (88a-n) vorgesehen ist und bei dem der Preßflüssigkeitskanal (48) auf der Seite des Gehäuses (82) mit einer Ventil-Schnellverbindung (98) in einem offenen äußersten Endbereich davon versehen ist, wobei die Ventil-Schnellverbindung (98) nur geöffnet wird, wenn die Farbpatrone (88a-n) vollständig und fest mit dem Patronen-Befestigungsabschnitt (86) des Gehäuses (82) gekoppelt ist.