WO2017084753A1 - Beschichtungsvorrichtung und entsprechendes beschichtungsverfahren - Google Patents

Beschichtungsvorrichtung und entsprechendes beschichtungsverfahren Download PDF

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WO2017084753A1
WO2017084753A1 PCT/EP2016/001911 EP2016001911W WO2017084753A1 WO 2017084753 A1 WO2017084753 A1 WO 2017084753A1 EP 2016001911 W EP2016001911 W EP 2016001911W WO 2017084753 A1 WO2017084753 A1 WO 2017084753A1
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WO
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coating agent
coating
agent jet
collecting device
jet
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/001911
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Georg Fritz
Benjamin WÖHR
Marcus Kleiner
Moritz BUBEK
Original Assignee
Dürr Systems Ag
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Publication date
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Priority to EP16797749.5A priority patent/EP3377232B1/de
Priority to US15/775,037 priority patent/US10695784B2/en
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Priority to US16/812,409 priority patent/US11278927B2/en

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B14/00—Arrangements for collecting, re-using or eliminating excess spraying material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B12/22—Masking elements, i.e. elements defining uncoated areas on an object to be coated movable relative to the spray area
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    • B05D1/02—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by spraying
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    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/32—Processes for applying liquids or other fluent materials using means for protecting parts of a surface not to be coated, e.g. using stencils, resists

Definitions

  • the invention relates to a coating device for coating a component with a coating agent, in particular for painting a Kraftmaikosseriebau- part or an aircraft component with a paint. Furthermore, the invention relates to a corresponding coating process.
  • Coating does not produce paint or coating agent losses due to overspray.
  • Such resource efficient methods are advantageous for a variety of applications, such as e.g. Coating processes.
  • An edge-sharp coating or coating is particularly advantageous in a contrast coating of motor vehicles, if different surface areas of the vehicle body are to be painted with different colors.
  • the sharp-edged coating with the above-mentioned application devices and methods makes it possible to dispense with a masking of the surface areas of the motor vehicle bodywork which are not to be painted in each case, as is the case in contrast painting with rotary painting. Dusting is usually required.
  • the invention is therefore based on the object to provide a correspondingly improved coating apparatus or a correspondingly improved coating method.
  • the invention is based on the newly gained technical-physical knowledge that the splashes on the component surface caused by transient processes when switching on or off the coating agent beam.
  • the coating agent jet when switching on the coating agent jet, it takes a certain time until the coating agent jet has assumed its stationary state. Immediately after a switch-on, the coating agent jet is therefore still unsteady, which can lead to the disturbing splashes when hitting the component surface. Similar transient Operations also occur when the coating agent jet is switched off, so that the coating agent jet is unsteady immediately before the coating end, which again can lead to an unsatisfactory coating result.
  • the invention therefore encompasses the general technical teaching of not using the coating agent jet that is unsteady due to switching processes for coating the component.
  • the transient operations of the coating agent beam at power on or off can not be prevented, since this is essential.
  • the coating medium beam is used for coating only during stationary conditions, whereas the coating agent beam is not used for coating during transient processes during switching on or off.
  • the coating device according to the invention initially has, in accordance with the prior art, an applicator which emits a coating agent jet of the coating agent onto the component.
  • the applicator can be designed and functioning, for example, in the manner described in the patent applications DE 10 2013
  • the coating agent beam is preferably a spatially narrow droplet jet or a spatially limited continuous beam.
  • the coating device according to the invention is characterized by a collecting device, which in an active Position the coating agent beam between the applicator and the component traps, so that the Be Mrsungsmit ⁇ telstrahl then does not impinge on the component.
  • the collecting device thus makes it possible to catch the coating agent jet when it is still in a transient state, such as when switching on or off. As a result, the collecting device can prevent the coating agent jet from impinging on the component in the transient state, since in the worst case this could lead to undesirable splashes on the component surface.
  • the collecting device is adjustable between the already mentioned active position and an inactive position, wherein the collecting device in the inactive position the coating agent beam passes, so that the coating agent beam can then impinge unhindered on the component.
  • the collecting device In the steady, stationary state of the coating agent jet, the collecting device is thus moved into the inactive position, so that the stationary coating ⁇ medium beam can then impinge unhindered on the component surface.
  • the catching device In the transient state of the coating agent jet (eg immediately after a switching operation), the catching device, on the other hand, is moved to the active position and then absorbs the unsteady coating agent jet so that it can not strike the component.
  • the movement of the catching device between the active position and the inactive position may for example be a pure linear movement. It exists however within the framework of Invention also the possibility that the movement of the collecting device between the active position and the inactive position is a pure rotational movement. In addition, the movement of the collecting device may also be a folding movement. Furthermore, there is also the possibility that the movement of the collecting device between the active position and the inactive position is a combined sliding, folding and / or rotating movement.
  • the axis of rotation is preferably aligned parallel to the coating agent jet and / or at right angles to the surface of the component to be coated.
  • the up-catching device ( "shutter") is preferably mounted on a rotatable unit, and can twisting of the applicator fol ⁇ gen.
  • Folding movement about a pivot axis which is preferably aligned at right angles to the coating agent jet and / or parallel to the surface of the component to be coated.
  • the coating device also comprises at least one actuator for moving the catching device between the active position and the inactive position.
  • the actuator may have, for example, an electric motor to adjust the catcher.
  • the actuator operates pneumatically or hydraulically.
  • the actuator operates electromagnetically.
  • the In terms of the drive principle of the actuator is not limited to the above examples.
  • the direction of movement of the collecting device may correspond to the direction of movement of the applicator and / or be opposed to it.
  • the direction of movement of the collecting device at an angle of 0 ° -180 °, in particular 30 ° -150 °, in particular 45 ° -135 ° to the direction of movement of the applicator and / or to the direction of the at least one
  • the collecting device can be moved as quickly as possible between the inactive position and the active position in order to realize a fast response of the collecting device.
  • the maximum adjustment speed of the actuator is therefore substantially greater than the exit velocity of the coating material from the applicator beam and the flow velocity in the coating agent beam before ⁇ preferably.
  • the maximum adjustment speed of the actuator can be greater by a factor of 1, 2, 5, 10, 25 or even 50 than the exit speed or the flow velocity of the coating agent jet.
  • Such a rapid response of the collecting device is advantageous because then the coating agent jet can be quickly cut or released.
  • the collecting device thus requires a short switching time for switching between the active position and the inactive position, which is relatively small in relation to the exit speed from the applicator.
  • this switching period is also small in absolute terms. That's how it is Switching time between the active position and the inactive position preferably less than 500ms, 250ms, 100ms, 50ms, 25ms, 10ms, 5ms, 2ms or 1ms.
  • the collecting device preferably has at least one outflow in order to discharge the collected coating agent through the outflow in the active position of the collecting device. This is useful so that the collected coating agent does not reach the component surface.
  • This discharge of the collected coating agent through the drain can be assisted by connecting at least one suction device to the drain of the collecting device in order to suck the coating agent collected by the collecting device through the drain.
  • This suction device can generate a negative pressure in the drain, for example, in order to suck the collected coating agent.
  • the catcher operates with at least one cutting edge to cut off the coating agent jet in the active position.
  • the cutting edge preferably has a cutting edge which runs transversely (eg at right angles) to the coating agent beam.
  • the cutting edge is preferably movable relative to the coating agent jet between the active position and the inactive position, in particular in a direction of displacement perpendicular to the cutting edge and at right angles to the coating agent jet.
  • the cutting edge has a cutting surface facing the coating agent jet, which has a certain cut with the coating agent jet angle, which may be, for example, in the range of 45 ° - 90 °, 70 ° - 90 ° or 80 ° - 90 °.
  • the cutting edge of the cutting edge has a wedge angle which can be in the range of 10 ° -90 °, 25 ° -80 ° or 45 ° -60 °.
  • the cutting edge can have a blade angle which can be, for example, in the range of 2 ° -25 °, 5 ° -30 ° or 10 ° -25 °.
  • the cutting edge can be coated with a wetting-inhibiting or wetting coating in order to either bounce the drops possibly formed at the cutting edge during the cutting process in the cutting direction or to pick them up in the cutting direction on the side facing the jet to be able to.
  • the collecting device min ⁇ least two blades, both of which are movable between the inactive position and the active position, wherein the cutting edges of the two cutting edges can be arranged in parallel.
  • the cutters can optionally be arranged on the same side or on opposite sides of the coating agent jet.
  • the cutting edges are either independently movable or mechanically connected to each other, so that the cutting edges are then moved synchronously together.
  • the cutters can optionally shoot the same cutting angle or different cutting angles with the coating agent jet.
  • the cutters may be selectively movable in opposite directions or in the same direction with respect to the coating agent jet.
  • the cutting edges can optionally be arranged in the same axial position or in different axial positions with respect to the coating agent jet.
  • Cutting optionally interchangeable attached to the collecting device or can be integrally formed on the collecting device.
  • the catcher has a catchment area to receive the coating means, this catchment area preferably narrowing in a funnel shape towards the outflow.
  • the collecting region is preferably located on the side of the cutting edge facing away from the coating agent jet.
  • the collecting device has at least two cutting edges on the same side, then there is advantageously an additional collecting region for the coating agent with drainage between the cutting edges.
  • the cutting edge can be equal to a razor blade straight (line- ar) be pronounced, but also be pronounced in a convex or concave or curved shape. In a special form, it is shaped like a triangle.
  • the cutting edge can also serve to at least partially close the catchment area in the inactive position. This is advantageous if the collected coating agent is sucked out of the collecting area by a suction device, as already briefly described above.
  • the at least partial closing of the collecting area by the cutting edge namely, the negative pressure serving for suction is amplified, which makes the suction more effective.
  • the folding blade in the inactivated ⁇ ven position should not completely striglie ⁇ SEN the collecting area. Rather, the folding blade should still leave a small gap open even in the inak ⁇ tive position, so that then coating agent can be sucked through the gap from the outside through the gap into the collection area.
  • the collecting device may have a Fluidzulei- device to initiate a fluid in the collecting device, such as a rinsing agent, a solvent or a diluent or air.
  • a fluid in the collecting device such as a rinsing agent, a solvent or a diluent or air.
  • the introduction of such a fluid can assist and facilitate the removal of the collected coating agent by the outflow.
  • the introduction of the fluid into the collecting area can take place via at least one nozzle, at least one slot or via a porous structure.
  • the coating agent may be, for example, a paint, an adhesive, a sealant or an insulating material.
  • the invention is not limited to these examples of coating agents in terms of the type of the coating agent.
  • this is preferably an applicator, as in the patent applications cited above DE 10 2013 002 433 AI, DE 10 2013 002 413 AI, DE 10 2013 002 412 AI and DE 10 2013 002 411 AI, so that the content of these patent applications of the present description with respect to the structure and operation of the applicator is fully attributable.
  • the applicator is a conventional atomizer, such as a rotary atomizer or an applicator for highly viscous media.
  • the invention is particularly well suited for coating body components (e.g., automotive body components), automotive mounting hardware, or aerospace components.
  • body components e.g., automotive body components
  • automotive mounting hardware e.g., automotive mounting hardware
  • aerospace components e.g., aerospace components
  • the invention is not limited to these types of components with regard to the type of component to be coated.
  • the applicator is preferably guided over the component by a multi-axis coating robot, in particular by a coating robot with serial kinematics.
  • a coating robot with serial kinematics Such coating robots are known per se from the prior art and therefore need not be described in detail.
  • the applicator can also be used with another single or multi-axis movement device are guided over the component.
  • the collecting device is preferably only fourth deakti ⁇ when the transient processes after turning on the coating agent jet have subsided, so that the coating agent jet is only released from the Auffangvorrich ⁇ processing and up meets the component surface when the transient processes have subsided after switching on.
  • the coating agent beam is preferably switched off only when the collecting device is activated, so that the instati onary shutdown operations of the coating agent jet can no longer affect the coating result.
  • FIG. 1A shows a schematic illustration of a coating installation according to the invention with a catching device in the inactive state
  • Figure 1B the coating system of Figure 1A in the active
  • FIG. 2 shows a modification of Figure 1A with a collecting ⁇ device with two cutting edges on the same side of the coating agent beam
  • FIG. 3 shows a modification of a collecting device with two opposite cutting edges which are moved together
  • Figure 4 shows a modification with two cutting edges, which in
  • Beam direction lie one behind the other
  • FIG. 5 a schematic representation of a cutting edge with a specific blade angle and a specific cutting angle
  • FIG. 6 a schematic representation of a cutting edge of a cutting edge with a specific wedge angle and a specific blade angle
  • FIG. 7 shows a modification of the above exemplary embodiment. play with an applicator, which emits several coating agent beams, a schematic representation to clarify the directions of movement of applicator and
  • Figure 9 shows a modification of Figure 8 with a parallel
  • FIG. 10A shows a modification with a foldable cutting edge in the active position
  • Figure 11 shows a modification of the embodiment of the
  • FIGS. 10A and 10B wherein the hinged blade in the inactive position supports the suction.
  • Figures 1A and 1B show a Beschich processing device according to the invention with an applicator 1, which emits a coherent coating agent beam 2 on a component 3.
  • the applicator 1 may be, for example, an application device, as described in the initially cited patent applications DE 10 2013 002 433 A1, DE 10 2013 002 413 AI DE 10 2013 002 412 A1 and DE 10 2013 002 411 A1, so that the content of these patent applications of the present description with respect to the structure and operation of the applicator 1 is fully attributable.
  • the component 3 may be, for example, a motor vehicle body component which is to be painted with a contrast coating, ie with different colors.
  • the invention is not limited to automotive body components in terms of the type of component 3.
  • the coating agent jet 2 is spatially narrowly limited and can be switched on or off by the applicator 1, which makes a sharp-edged coating possible.
  • the coating apparatus according to the invention therefore prevents the coating agent jet 2 from striking the component 3 after a switching operation in the transient state.
  • the coating device according to the invention has a collecting device in order to collect the coating agent jet 2 when it still shows transient transition states. This collecting device can be moved between an inactive position according to FIG. 1A and an active position according to FIG. 1B.
  • the collecting device In the inactive position according to FIG. 1A, the collecting device allows the coating agent jet 2 to pass unhindered, so that the coating agent jet 2 can then impinge on the component 3. In contrast, in the active position according to FIG. 1B, the collecting device intercepts the coating agent jet 2 and thereby prevents the coating agent jet 2 from hitting the component 3.
  • the catching device on a cutting edge 4 which is movable by an actuator 5 in the direction of the double arrow.
  • the cutting edge 4 In the active position according to FIG. 1B, the cutting edge 4 has moved into the longitudinal axis of the coating agent jet 2 and thereby cuts off the coating agent jet 2 from impinging on the component.
  • the collected coating agent jet then passes first into a funnel-shaped collecting area 6 in the collecting device and is then sucked off via a drain 7 and a discharge line 8 by a suction device 9.
  • FIG. 7 shows a modification of the embodiment according to Figures 1A and 1B, so that reference is made to avoid repetition of the above description, wherein the same reference numerals are used for corresponding details.
  • a special feature of this embodiment is that instead of the cutting edge 4 according to Figures 1A and 1B, two cutting 4.1, 4.2 are provided.
  • the two cutting edges 4.1, 4.2. are on the same side of the coating agent telstrahls 2 and are moved by the actuator 5 together.
  • FIG. 3 shows a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 2, so that reference is made to the above description in order to avoid repetition.
  • a special feature of this exemplary embodiment is that the two cutting edges 4.1, 4.2 are arranged on opposite sides of the coating agent jet 2. Accordingly, two collecting areas 6.1, 6.2, two fluid supply lines 10.1, 10.2, two fluid supply lines 11.1, 11.2, two outflows 7.1, 7.2 and two suction lines 8.1, 8.2 are provided.
  • FIG. 4 shows a further modification of the exemplary embodiment according to FIG. 2, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details.
  • a special feature of this exemplary embodiment consists firstly in that the cutting edge 4.1 encloses a cutting angle 1 with the coating agent jet, while the other cutting edge 4.2 forms a cutting edge with the coating agent jet 2
  • Cutting angle 2 includes.
  • the two angles of intersection a1, a2 are not shown here in the same way, but can also be the same in a further advantageous embodiment.
  • Another special feature of this embodiment is that the two cutting edges 4.1, 4.2 each feed their own separate funnel-shaped catchment area 6.1 or 6.2.
  • FIGS. 5 and 6 show schematic representations to illustrate different angles of the cutting edge 4.
  • FIG. 5 shows the intersection angle ⁇ between the coating agent jet 2 and a side surface 13 of the cutting edge 4 facing the coating agent jet 2.
  • FIG. 5 shows a blade angle ⁇ between that of the coating agent jet. 2 facing side surface 13 of the cutting edge 4 and an opposite side surface 14th
  • FIGS. 5 and 6 show a cutting edge 15 of the cutting edge 4, wherein the cutting edge 15 extends at right angles to the coating agent jet 2.
  • FIG. 6 still shows a wedge angle ⁇ of the cutting edge 5.
  • FIG. 7 shows a modification of an applicator 1 according to the invention which emits a plurality of coating media 2 from a plurality of nozzles 6.
  • the nozzles 16 are in this case arranged in a line along an applicator nozzle axis rD.
  • the coating agent beams 2 are aligned parallel to one another along a direction VB.
  • FIG. 8 shows, on the one hand, that the applicator nozzle axis rD is aligned at right angles to the direction v B of the coating agent jets 2. Furthermore, FIG. 8 shows the direction of movement of the cutting edge 4 as vector VA and the direction of movement of the cutting edge 4 as vector vs. From this illustration it can be seen that the direction of movement VA of the applicator 1 is angled relative to the direction of movement 4 of the cutting edge 4.
  • FIG. 9 shows a modification of FIG. 8, this modification showing a special case in which the movement direction vs of the cutting edge 4 is aligned parallel to the direction of movement v A of the applicator 1.
  • FIGS. 10A and 10B show a modification of the above embodiments, so reference is made to avoid repetition of the above description, wherein the same reference signs are used for corresponding details.
  • a special feature of this embodiment is that the cutting edge 4 can be folded in the direction of the double arrow about a pivot axis 17 between an active position (FIG. 10A) and an inactive position (FIG. 10B).
  • the pivot axis 17 is aligned at right angles to the coating medium beam 2 and parallel to the surface of the component 3 to be coated, i. the pivot axis 17 extends in Fig. 10A and 10B at right angles to the plane of the drawing.
  • FIG. 11 shows a modification of the embodiment according to FIGS. 10A and 10B, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding details.
  • a special feature of this embodiment is that the collecting area 6 is connected to an exhaust, which can generate a negative pressure in the collecting area 6 in order to be able to suck off coating agent residues 18.
  • the collecting area is bounded on its upper side by a shutter cover 19 and on its underside by a bottom 20. The collecting area 6 thus forms a suction channel between the shutter cover 19 and the bottom 20.
  • the drawing here shows the inactive position of the cutting edge 6, in which the coating agent jet 2 is not collected, but is transmitted to the component 3.
  • the cutting edge 6 partially closes the front mouth opening of the suction channel between the shutter cover 19 and the bottom 20 except for a narrow gap 21. This advantageously enhances the negative pressure in the collecting region 6 during the aspiration of the coating agent residues 18.
  • the free gap 21 also makes it possible for coating agent residues to be sucked into the catchment area 6e from outside through the free gap 21.
  • the invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, the invention also includes a variety of variants and modifications, which also make use of the inventive idea and therefore fall within the scope.
  • the invention also claims protection for the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims in each case referred to and in particular without the features of the main claim.

Landscapes

  • Coating Apparatus (AREA)
  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung zur Beschichtung eines Bauteils (3) mit einem Beschichtungsmittel, insbesondere zur Lackierung eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils mit einem Lack, mit einem Applikator (1) zur Abgabe eines Beschichtungsmittelstrahls (2) des Beschichtungsmittels auf das Bauteil (3). Die Erfindung sieht zusätzlich eine Auffangvorrichtung (4-12) vor, die in einer aktiven Stellung den Beschichtungsmittelstrahl (2) zwischen dem Applikator (1) und dem Bauteil (3) auffängt, so dass der Beschichtungsmittelstrahl (2) nicht auf das Bauteil (3) auftrifft.

Description

BESCHREIBUNG
Beschichtungsvorrichtung und
entsprechendes Beschichtungsverfahren
Die Erfindung betrifft eine Beschichtungsvorrichtung zur Be- schichtung eines Bauteils mit einem Beschichtungsmittel , insbesondere zur Lackierung eines Kraftfahrzeugkarosseriebau- teils oder eines Luftfahrtbauteils mit einem Lack. Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Beschichtungsver- fahren .
Aus dem Stand der Technik (z. B. DE 10 2013 002 433 AI, DE 10 2013 002 413 AI, DE 10 2013 002 412 AI, DE 10 2013 002 411
AI) sind Applikationsgeräte und Applikationsprozesse bekannt, die mindestens einen eng begrenzten Beschichtungsmittelstrahl abgeben und deshalb eine randscharfe Beschichtung oder Lackierung ermöglichen. Diese im oben genannten Stand der Tech- nik beschriebene, maskierungsfrei aufgetragene, randscharfe
Beschichtung erzeugt keine Lack- oder Beschichtungsmittelver- luste durch Overspray. Derartige ressourcenschonende Verfahren sind für eine Vielzahl von Anwendungen von Vorteil, wie z.B. Beschichtungsprozesse .
Eine randscharfe Beschichtung oder Lackierung ist insbesondere auch bei einer Kontrastlackierung von Kraftfahrzeugen vorteilhaft, wenn verschiedene Oberflächenbereiche der Kraftfahrzeugkarosserie mit unterschiedlichen Farben lackiert wer- den sollen. Die randscharfe Lackierung mit den vorstehend genannten Applikationsgeräten und -verfahren ermöglicht dabei nämlich einen Verzicht auf eine Maskierung der jeweils nicht zu lackierenden Oberflächenbereiche der Kraft fahrzeugkarosse- rie, wie sie bei einer Kontrastlackierung mit Rotationszer- stäubern üblicherweise erforderlich ist.
Beim Einsatz der vorstehend erwähnten Applikationsgeräte und -verfahren ist das Beschichtungsergebnis jedoch oftmals inak- zeptabel, da beim Starten und Beenden des Beschichtungsmit- telaustrags Spritzer des Beschichtungsmittels auf der Bauteiloberfläche entstehen können.
Ferner sind aus dem fernliegenden technischen Gebiet der Tex- tiltechnik ähnliche Anordnungen bekannt, die jedoch nicht zur Beschichtung von Bauteilen (z.B. Kraftfahrzeugkarosseriebau- teile) geeignet sind.
Schließlich ist zum allgemeinen technischen Hintergrund hin- zuweisen auf US 4 783 977 und US 5 670 202.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine entsprechend verbessert Beschichtungsvorrichtung bzw. ein entsprechend verbessertes Beschichtungsverfahren zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung bzw. durch ein erfindungsgemäßes Beschichtungsverfahren gemäß den Nebenansprüchen gelöst. Die Erfindung beruht auf der neu gewonnenen technisch-physikalischen Erkenntnis, dass die Spritzer auf der Bauteiloberfläche durch instationäre Vorgänge beim Einschalten bzw. Ausschalten des Beschichtungsmittelstrahls verursacht werden. So dauert es beim Einschalten des Beschichtungsmittelstrahls ei- ne bestimmte Zeit, bis der Beschichtungsmittelstrahl seinen stationären Zustand angenommen hat. Unmittelbar nach einem Einschaltvorgang ist der Beschichtungsmittelstrahl also noch instationär, was beim Auftreffen auf die Bauteiloberfläche zu den störenden Spritzern führen kann. Ähnliche instationäre Vorgänge treten auch beim Ausschalten des Beschichtungsmit- telstrahls auf, so dass der Beschichtungsmittelstrahl unmittelbar vor dem Beschichtungsende instationär ist, was wieder zu einem unbefriedigendem Beschichtungsergebnis führen kann.
Die Erfindung umfasst deshalb die allgemeine technische Lehre, den aufgrund von Schaltvorgängen instationären Beschichtungsmittelstrahl nicht zur Beschichtung des Bauteils zu verwenden. Zwar können die instationären Vorgänge des Beschich- tungsmittelstrahls beim Einschalten bzw. Ausschalten nicht verhindert werden, da dies unumgänglich ist. Allerdings besteht die Möglichkeit, den Beschichtungsmittelstrahl zu verwerfen, sofern er aufgrund von Schaltvorgängen noch instationär ist. Im Rahmen der Erfindung wird der Beschichtungsmit- telstrahl also nur während stationärer Zustände zur Beschichtung verwendet, wohingegen der Beschichtungsmittelstrahl während instationärer Vorgänge beim Einschalten bzw. Ausschalten nicht zum Beschichten eingesetzt wird. Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung weist zunächst in Übereinstimmung mit dem Stand der Technik einen Applikator auf, der einen Beschichtungsmittelstrahl des Beschichtungs- mittels auf das Bauteil abgibt. Der Applikator kann beispielsweise in der Weise ausgebildet sein und funktionieren, die in den eingangs zitierten Patentanmeldungen DE 10 2013
002 433 AI, DE 10 2013 002 413 AI, DE 10 2013 002 412 AI und DE 10 2013 002 411 AI beschrieben ist. Es ist jedoch zu erwähnen, dass es sich bei dem Beschichtungsmittelstrahl vorzugsweise um einen räumlich eng begrenzten Tröpfchenstrahl oder einen räumlich begrenzten zusammenhängenden Strahl handelt .
Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung zeichnet sich nun durch eine Auffangvorrichtung aus, die in einer aktiven Stellung den Beschichtungsmittelstrahl zwischen dem Applikator und dem Bauteil auffängt, so dass der Beschichtungsmit¬ telstrahl dann nicht auf das Bauteil auftrifft. Die Auffangvorrichtung ermöglicht es also, den Beschichtungsmittelstrahl aufzufangen, wenn er sich noch in einem instationären Zustand befindet, wie beispielsweise beim Einschalten oder beim Ausschalten. Dadurch kann die Auffangvorrichtung verhindern, dass der Beschichtungsmittelstrahl im instationären Zustand auf das Bauteil auftrifft, da dies im schlimmsten Fall zu unerwünschten Spritzern auf der Bauteiloberfläche führen könnte .
Vorzugsweise ist die Auffangvorrichtung verstellbar zwischen der bereits erwähnten aktiven Stellung und einer inaktiven Stellung, wobei die Auffangvorrichtung in der inaktiven Stellung den Beschichtungsmittelstrahl durchlässt, so dass der Beschichtungsmittelstrahl dann ungehindert auf das Bauteil auftreffen kann.
Im eingeschwungenen, stationären Zustand des Beschichtungsmittelstrahls wird die Auffangvorrichtung also in die inaktive Stellung gefahren, so dass der stationäre Beschichtungs¬ mittelstrahl dann ungehindert auf die Bauteiloberfläche auftreffen kann.
Im instationären Zustand des Beschichtungsmittelstrahls (z. B. unmittelbar nach einem Schaltvorgang) wird die Auffangvorrichtung, dagegen in die aktive Stellung gefahren und fängt dann den instationären Beschichtungsmittelstrahl auf, so dass dieser nicht auf das Bauteil auftreffen kann.
Die Bewegung der Auffangvorrichtung zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung kann beispielsweise eine reine Linearbewegung sein. Es besteht jedoch im Rahmen der Erfindung auch die Möglichkeit, dass die Bewegung der Auffangvorrichtung zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung eine reine Drehbewegung ist. Darüber hinaus kann die Bewegung der Auffangvorrichtung auch eine Klappbewegung sein. Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass die Bewegung der Auffangvorrichtung zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung eine kombinierte Verschiebe-, Klapp- und/oder Drehbewegung ist. Bei einer Drehbewegung der Auffangvorrichtung zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung ist die Drehachse vorzugsweise parallel zu dem Beschichtungsmittelstrahl und/oder rechtwinklig zur Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils ausgerichtet. Bei einer Drehbewegung ist die Auf- fangvorrichtung ("Shutter") vorzugsweise auf einer drehbaren Einheit montiert und kann dem Verdrehen des Applikators fol¬ gen .
Bei einer Klappbewegung der Auffangvorrichtung zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung erfolgt die
Klappbewegung um eine Schwenkachse, die vorzugsweise rechtwinklig zu dem Beschichtungsmittelstrahl und/oder parallel zur Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils ausgerichtet ist .
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung um- fasst die Beschichtungsvorrichtung auch mindestens einen Aktor zum Bewegen der Auffangvorrichtung zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung. Der Aktor kann bei- spielsweise einen Elektromotor aufweisen, um die Auffangvorrichtung zu verstellen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Aktor pneumatisch oder hydraulisch arbeitet. Ferner besteht auch die Möglichkeit, dass der Aktor elektromagnetisch arbeitet. Allgemein ist zu erwähnen, dass die Er- findung hinsichtlich des Antriebsprinzips des Aktors nicht auf die vorstehend genannten Beispiele beschränkt ist.
Die Bewegungsrichtung der Auffangvorrichtung kann der Bewe- gungsrichtung des Applikators entsprechen und/oder ihr entgegengesetzt sein.
In einer anderen Ausprägung kann die Bewegungsrichtung der Auffangvorrichtung in einem Winkel von 0°-180°, insbesondere 30°-150°, im speziellen 45°-135° zur Bewegungsrichtung des Applikators und/oder zur Richtung des mindestens einen
Strahls angewinkelt sein.
Im Rahmen der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Auffang- Vorrichtung möglichst schnell zwischen der inaktiven Stellung und der aktiven Stellung bewegt werden kann, um ein schnelles Ansprechverhalten der Auffangvorrichtung zu realisieren. Die maximale Verstellgeschwindigkeit des Aktors ist deshalb vor¬ zugsweise wesentlich größer als die Austrittsgeschwindigkeit des Beschichtungsmittelstrahls aus dem Applikator bzw. die Strömungsgeschwindigkeit in dem Beschichtungsmittelstrahl. Beispielsweise kann die maximale Verstellgeschwindigkeit des Aktors um einen Faktor 1, 2, 5, 10, 25 oder sogar 50 größer sein als die Austrittsgeschwindigkeit bzw. die Strömungsge- schwindigkeit des Beschichtungsmittelstrahls. Ein derart rasches Ansprechen der Auffangvorrichtung ist vorteilhaft, weil dann der Beschichtungsmittelstrahl schnell abgeschnitten bzw. freigegeben werden kann. Die Auffangvorrichtung benötigt also zum Umschalten zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung eine kurze Umschalt zeit , die in Bezug auf die Austrittsgeschwindigkeit aus dem Applikator relativ klein ist. Darüber hinaus ist diese Umschaltdauer auch absolut betrachtet klein. So ist die Umschaltdauer zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung vorzugsweise kleiner als 500ms, 250ms, 100ms, 50ms, 25ms, 10ms, 5ms, 2ms oder 1ms.
Darüber hinaus weist die Auffangvorrichtung vorzugsweise mindestens einen Abfluss auf, um in der aktiven Stellung der Auffangvorrichtung das aufgefangene Beschichtungsmittel durch den Abfluss abzuführen. Dies ist sinnvoll, damit das aufgefangene Beschichtungsmittel nicht auf die Bauteiloberfläche gelangt .
Diese Abführung des aufgefangenen Beschichtungsmittels durch den Abfluss kann unterstützt werden, indem an den Abfluss der Auffangvorrichtung mindestens eine Absaugeinrichtung angeschlossen ist, um das von der Auffangvorrichtung aufgefangene Beschichtungsmittel durch den Abfluss abzusaugen. Diese Absaugeinrichtung kann in dem Abfluss beispielsweise einen Unterdruck erzeugen, um das aufgefangene Beschichtungsmittel abzusaugen .
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung arbeitet die Auffangvorrichtung mit mindestens einer Schneide, um den Beschichtungsmittelstrahl in der aktiven Stellung abzuschneiden. Die Schneide weist vorzugsweise eine Schneidkante auf, die quer (z. B. rechtwinklig) zu dem Beschichtungsmittelstrahl verläuft. Hierbei ist die Schneide vorzugsweise relativ zu dem Beschichtungsmittelstrahl zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung beweglich, insbesondere in einer Verschieberichtung rechtwinklig zu der Schneidkante und rechtwinklig zu dem Beschichtungsmittelstrahl.
Hierbei ist zu erwähnen, dass die Schneide eine dem Beschich- tungsmittelstrahl zugewandte Schneidenfläche aufweist, die mit dem Beschichtungsmittelstrahl einen bestimmten Schnitt winkel einschließt, der beispielsweise im Bereich von 45°- 90°, 70°-90° oder 80°-90° liegen kann.
Die Schneidkante der Schneide weist dagegen einen Keilwinkel auf, der im Bereich von 10°-90°, 25°-80° oder 45°-60° liegen kann .
Ferner ist zu erwähnen, dass die Schneide einen Klingenwinkel aufweisen kann, der beispielsweise im Bereich von 2°-25°, 5°- 30° oder 10°-25° liegen kann.
Zu der Schneide ist auch zu erwähnen, dass die Schneide mit einer benetzungshemmenden oder einer benetzungsfordernden Be- schichtung beschichtet sein kann, um die beim Schneidvorgang möglicherweise an der Schneidkante entstehenden Tropfen entweder in Schneidrichtung abprallen zu lassen oder in Schneidrichtung auf der dem Strahl zugewandten Seite aufnehmen zu können . In einer Erfindungsvariante weist die Auffangvorrichtung min¬ destens zwei Schneiden auf, die beide zwischen der inaktiven Stellung und der aktiven Stellung beweglich sind, wobei die Schneidkanten der beiden Schneiden parallel zueinander angeordnet sein können.
Hierbei ist zu erwähnen, dass die Schneiden wahlweise auf derselben Seite oder auf gegenüberliegenden Seiten des Be- schichtungsmittelstrahls angeordnet sein können. Darüber hinaus ist zu erwähnen, dass die Schneiden wahlweise unabhängig voneinander beweglich sind oder mechanisch miteinander verbunden sind, so dass die Schneiden dann gemeinsam synchron bewegt werden. Ferner ist zu den Schneiden zu bemerken, dass die Schneiden mit ihrer dem Beschichtungsmittelstrahl zugewandten Schneidenfläche wahlweise denselben Schnittwinkel oder unterschiedliche Schnittwinkel mit dem Beschichtungsmittelstrahl ein- schießen können.
Darüber hinaus können die Schneiden in Bezug auf den Beschichtungsmittelstrahl wahlweise gegenläufig beweglich oder gleichläufig beweglich sein.
Hinsichtlich der Axialposition der Schneiden in Bezug auf den Beschichtungsmittelstrahl ist zu bemerken, dass die Schneiden wahlweise in derselben Axialposition oder in unterschiedlichen Axialpositionen in Bezug auf den Beschichtungsmittel- strahl angeordnet sein können.
Schließlich ist zu den Schneiden zu bemerken, dass die
Schneiden wahlweise auswechselbar an der Auffangvorrichtung befestigt oder einstückig an der Auffangvorrichtung angeformt sein können.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Auffangvorrichtung einen Auffangbereich auf, um das Be- schichtungsmittel aufzunehmen, wobei sich dieser Auffangbe- reich vorzugsweise zu dem Abfluss hin trichterförmig verengt. Hierbei befindet sich der Auffangbereich vorzugsweise auf der dem Beschichtungsmittelstrahl abgewandten Seite der Schneide.
Weist die Auffangvorrichtung mindestens zwei Schneiden auf derselben Seite auf, so befindet sich vorteilhafterweise zwischen den Schneiden ein zusätzlicher Auffangbereich für das Beschichtungsmittel mit Abfluss.
Die Schneidkante kann gleich einer Rasierklinge gerade (line- ar) ausgeprägt sein, aber auch in einer konvexen oder konkaven bzw. gebogenen Form ausgeprägt sein. In einer besonderen Ausprägung ist sie in Form eines Dreiecks geformt.
Bei einer Klappbewegung der Schneide zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung kann die Schneide auch dazu dienen, den Auffangbereich in der inaktiven Stellung mindestens teilweise zu verschließen. Dies ist vorteilhaft, wenn das aufgefangene Beschichtungsmittel durch eine Absaugeinrichtung aus dem Auffangbereich abgesaugt wird, wie bereits vorstehend kurz beschrieben wurde. Durch das mindestens teilweise Verschließen des Auffangbereichs durch die Schneide wird nämlich der zum Absaugen dienende Unterdruck verstärkt, was die Absaugung effektiver macht.
Allerdings sollte die klappbare Schneide auch in der inakti¬ ven Stellung den Auffangbereich nicht vollständig verschlie¬ ßen. Vielmehr sollte die klappbare Schneide auch in der inak¬ tiven Stellung noch einen kleinen Spalt offen lassen, damit dann durch den Spalt hindurch noch Beschichtungsmittel von außen durch den Spalt hindurch in den Auffangbereich eingesaugt werden kann.
Darüber hinaus kann die Auffangvorrichtung eine Fluidzulei- tung aufweisen, um ein Fluid in die Auffangvorrichtung einzuleiten, wie beispielsweise ein Spülmittel, ein Lösemittel o- der ein Verdünnungsmittel oder Luft. Die Einleitung eines solchen Fluids kann den Abtransport des aufgefangenen Be- schichtungsmittels durch den Abfluss unterstützen und erleichtern .
Die Einleitung des Fluids in den Auffangbereich kann über mindestens eine Düse, mindestens einen Schlitz oder über eine poröse Struktur erfolgen. Hinsichtlich des Beschichtungsmittels ist zu erwähnen, dass es sich beispielsweise um einen Lack, einen Klebstoff, ein Dichtmittel oder einen Dämmstoff handeln kann. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Typs des Beschichtungsmittels nicht auf diese Beispiele von Beschichtungsmitteln beschränkt .
Zu dem Applikator ist zu erwähnen, dass es sich hierbei vor- zugsweise um einen Applikator handelt, wie er in den eingangs zitierten Patentanmeldungen DE 10 2013 002 433 AI, DE 10 2013 002 413 AI, DE 10 2013 002 412 AI und DE 10 2013 002 411 AI beschrieben ist, so dass der Inhalt dieser Patentanmeldungen der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise des Applikators in vollem Umfang zuzurechnen ist. Es besteht jedoch grundsätzlich auch die Möglichkeit, dass es sich bei dem Applikator um einen herkömmlichen Zerstäuber handelt, wie beispielsweise einen Rotationszerstäuber oder um einen Applikator für hochviskose Medien.
Ferner ist zu bemerken, dass sich die Erfindung besonders gut eignet zur Beschichtung von Karosseriebauteilen (z.B. Kraftfahrzeugkarosseriebauteilen) , Anbauteilen für Kraftfahrzeuge oder Bauteilen der Luftfahrtindustrie. Die Erfindung ist je- doch hinsichtlich des Typs des zu beschichtenden Bauteils nicht auf diese Bauteiltypen beschränkt.
Darüber hinaus ist zu bemerken, dass der Applikator vorzugsweise von einem mehrachsigen Beschichtungsroboter über das Bauteil geführt wird, insbesondere von einem Beschichtungsroboter mit einer seriellen Kinematik. Derartige Beschichtungsroboter sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt und müssen deshalb nicht näher beschrieben werden. Der Applikator kann jedoch auch mit einer anderen ein- oder mehrachsigen Be- wegungsvorrichtung über das Bauteil geführt werden.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur
Schutz beansprucht für eine Beschichtungsvorrichtung . Viel- mehr beansprucht die Erfindung auch Schutz für ein Beschich- tungsverfahren, wie es sich bereits aus der vorstehenden Beschreibung ergibt.
Hierbei ist zu erwähnen, dass bei den Schaltvorgängen des Be schichtungsmittelstrahls vorzugsweise eine bestimmte Reihenfolge der Ansteuerung der Auffangvorrichtung und des Applika tors eingehalten wird.
Bei einem Einschaltvorgang des Beschichtungsmittelstrahls wird die Auffangvorrichtung vorzugsweise erst dann deakti¬ viert, wenn die instationären Vorgänge nach dem Einschalten des Beschichtungsmittelstrahls abgeklungen sind, so dass der Beschichtungsmittelstrahl erst dann von der Auffangvorrich¬ tung freigegeben wird und auf die Bauteiloberfläche auf- trifft, wenn die instationären Vorgänge nach dem Einschalten abgeklungen sind.
Beim Ausschalten des Beschichtungsmittelstrahls wird der Beschichtungsmittelstrahl vorzugsweise erst dann abgeschaltet, wenn die Auffangvorrichtung aktiviert ist, damit die instati onären Abschaltvorgänge des Beschichtungsmittelstrahls das Beschichtungsergebnis nicht mehr beeinträchtigen können.
Die Details der vorstehenden erwähnten Schaltvorgänge sind auch in der parallelen und zeitgleich eingereichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Titel "Beschichtungs- verfahren und entsprechende Beschichtungsanlage" beschrieben. Der Inhalt dieser parallelen deutschen Patentanmeldung ist deshalb der vorliegenden Anmeldung in vollem Umfang zuzurech- nen .
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1A eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Beschichtungsanlage mit einer Auffangvorrichtung im inaktiven Zustand,
Figur 1B die Beschichtungsanlage aus Figur 1A im aktiven
Zustand der Auffangvorrichtung,
Figur 2 eine Abwandlung von Figur 1A mit einer Auffang¬ vorrichtung mit zwei Schneiden auf derselben Seite des Beschichtungsmittelstrahls ,
Figur 3 eine Abwandlung einer Auffangvorrichtung mit zwei gegenüberliegenden Schneiden, die gemeinsam bewegt werden,
Figur 4 eine Abwandlung mit zwei Schneiden, die in
Strahlrichtung hintereinander liegen,
Figur 5 eine schematische Darstellung einer Schneide mit einem bestimmten Klingenwinkel und einem bestimmten Schnittwinkel,
Figur 6 eine schematische Darstellung einer Schneidkante einer Schneide mit einem bestimmten Keilwinkel und einem bestimmten Klingenwinkel,
Figur 7 eine Abwandlung der vorstehenden Ausführungsbei- spiele mit einem Applikator, der mehrere Be- schichtungsmittelstrahlen abgibt , eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Bewegungsrichtungen von Applikator und
Schneide relativ zueinander,
Figur 9 eine Abwandlung von Figur 8 mit einer parallelen
Bewegungsrichtung von Applikator und Schneide,
Figur 10A eine Abwandlung mit einer klappbaren Schneide in der aktiven Stellung,
Figur 10B die Abwandlung aus Figur 10A in der inaktiven
Stellung der klappbaren Schneide, sowie
Figur 11 eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels aus den
Figuren 10A und 10B, wobei die klappbare Schneide in der inaktiven Stellung die Absaugung unter- stützt.
Die Figuren 1A und 1B zeigen eine erfindungsgemäße Beschich tungseinrichtung mit einem Applikator 1, der einen zusammen hängenden Beschichtungsmittelstrahl 2 auf ein Bauteil 3 abgibt .
Bei dem Applikator 1 kann es sich beispielsweise um ein Applikationsgerät handeln, wie es in den eingangs zitierten Pa tentanmeldungen DE 10 2013 002 433 AI, DE 10 2013 002 413 AI DE 10 2013 002 412 AI und DE 10 2013 002 411 AI beschrieben ist, so dass der Inhalt dieser Patentanmeldungen der vorliegenden Beschreibung hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise des Applikators 1 in vollem Umfang zuzurechnen ist. Bei dem Bauteil 3 kann es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil handeln, das mit einer Kontrastla- ckierung lackiert werden soll, d. h. mit verschiedenen Farben. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich des Typs des Bau- teils 3 nicht auf Kraftfahrzeugkarosseriebauteile beschränkt.
Der Beschichtungsmittelstrahl 2 ist hierbei räumlich eng begrenzt und kann von dem Applikator 1 eingeschaltet bzw. ausgeschaltet werden, was eine randscharfe Lackierung ermög- licht.
Bei einem Einschaltvorgang und bei einem Ausschaltvorgang treten jedoch instationäre Übergangsvorgänge auf, welche die Eignung des Beschichtungsmittelstrahls 2 für eine Beschich- tung beeinträchtigen, da es zu Spritzern auf dem Bauteil 3 kommen kann, wenn der Beschichtungsmittelstrahl 2 nach einem Schaltvorgang im instationären Zustand auf das Bauteil 3 auf¬ trifft. Die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung verhindert des¬ halb, dass der Beschichtungsmittelstrahl 2 nach einem Schaltvorgang im instationären Zustand auf das Bauteil 3 auftrifft. Hierzu weist die erfindungsgemäße Beschichtungsvorrichtung eine Auffangvorrichtung auf, um den Beschichtungsmittelstrahl 2 aufzufangen, wenn er noch instationäre Übergangszustände zeigt. Diese Auffangvorrichtung ist zwischen einer inaktiven Stellung gemäß Figur 1A und einer aktiven Stellung gemäß Figur 1B verfahrbar.
In der inaktiven Stellung gemäß Figur 1A lässt die Auffang Vorrichtung den Beschichtungsmittelstrahl 2 ungehindert durch, so dass der Beschichtungsmittelstrahl 2 dann auf da Bauteil 3 auftreffen kann. In der aktiven Stellung gemäß Figur 1B fängt die Auffangvorrichtung dagegen den Beschichtungsmittelstrahl 2 auf und verhindert dadurch, dass der Beschichtungsmittelstrahl 2 auf das Bauteil 3 auftreffen kann.
Hierzu weist die Auffangvorrichtung eine Schneide 4 auf, die von einem Aktor 5 in Richtung des Doppelpfeils verfahrbar ist. In der aktiven Stellung gemäß Figur 1B ist die Schneide 4 in die Längsachse des Beschichtungsmittelstrahls 2 hinein- gefahren und schneidet dadurch den Beschichtungsmittelstrahl 2 vor dem Auftreffen auf das Bauteil ab. Der aufgefangene Beschichtungsmittelstrahl gelangt dann zunächst in einen trichterförmigen Auffangbereich 6 in der Auffangvorrichtung und wird dann über einen Abfluss 7 und eine Abführleitung 8 von einer Absaugeinrichtung 9 abgesaugt.
Darüber hinaus mündet in den Auffangbereich 6 der Aufnahme¬ einrichtung auch eine Fluidzuführung 10, die über eine Fluid- zuleitung 11 von einer Fluidquelle 12 mit einem Fluid ge- speist wird. Die Fluidquelle 12 leitet also über die Fluidzu- leitung 11 und die Fluidzuführung 10 ein Fluid in den Auf¬ fangbereich 6, wodurch die Abführung des Beschichtungsmittels durch den Abfluss 7 erleichtert wird. Figur 2 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß den Figuren 1A und 1B, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass anstelle der Schneide 4 gemäß den Figuren 1A und 1B zwei Schneiden 4.1, 4.2 vorgesehen sind. Die beiden Schneiden 4.1, 4.2. sind hierbei auf derselben Seite des Beschichtungsmit- telstrahls 2 angeordnet und werden von dem Aktor 5 gemeinsam bewegt.
Figur 3 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die beiden Schneiden 4.1, 4.2 auf gegenüberliegenden Seiten des Beschichtungsmittelstrahls 2 angeordnet sind. Entsprechend sind zwei Auffangbereiche 6.1, 6.2, zwei Fluidzu- führungen 10.1, 10.2, zwei Fluidzuleitungen 11.1, 11.2, zwei Abflüsse 7.1, 7.2 und zwei Absaugleitungen 8.1, 8.2 vorgesehen .
Figur 4 zeigt eine weitere Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen ver- wendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht zunächst darin, dass die Schneide 4.1 mit dem Beschichtungsmit- telstrahl einen Schnittwinkel l einschließt, während die an- dere Schneide 4.2 mit dem Beschichtungsmittelstrahl 2 einen
Schnittwinkel 2 einschließt. Die beiden Schnittwinkel al, a2 sind hierbei nicht gleich dargestellt, können aber in einer weiteren vorteilhaften Ausführung auch gleich sein. Eine weitere Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die beiden Schneiden 4.1, 4.2 jeweils einen eigenen separaten trichterförmigen Auffangbereich 6.1 bzw. 6.2 speisen . Die Figuren 5 und 6 zeigen schematische Darstellungen zur Verdeutlichung verschiedener Winkel der Schneide 4.
Zum einen zeigt Figur 5 den Schnittwinkel α zwischen dem Be- schichtungsmittelstrahl 2 und einer dem Beschichtungsmittel- strahl 2 zugewandten Seitenfläche 13 der Schneide 4.
Zum anderen zeigt Figur 5 einen Klingenwinkel ε zwischen der dem Beschichtungsmittelstrahl. 2 zugewandten Seitenfläche 13 der Schneide 4 und einer gegenüberliegenden Seitenfläche 14.
Ferner zeigen die Figuren 5 und 6 eine Schneidkante 15 der Schneide 4, wobei die Schneidkante 15 rechtwinklig zu dem Beschichtungsmittelstrahl 2 verläuft.
Weiterhin zeigt Figur 6 noch einen Keilwinkel ß der Schneidkante 5.
Figur 7 zeigt eine Abwandlung eines erfindungsgemäßen Appli- kators 1, der aus mehreren Düsen 6 mehrere Beschichtungsmit- telstrahlen 2 abgibt. Die Düsen 16 sind hierbei in einer Linie entlang einer Applikatordüsenachse rD angeordnet. Die Be- schichtungsmittelstrahlen 2 sind dagegen entlang einer Richtung VB parallel zueinander ausgerichtet.
Figur 8 zeigt zum einen, dass die Applikatordüsenachse rD rechtwinklig zu der Richtung vB der Beschichtungsmittelstrah- len 2 ausgerichtet ist. Weiterhin zeigt Figur 8 als Vektoren VA die Bewegungsrichtung der Schneide 4 und als Vektor vs die Bewegungsrichtung der Schneide 4. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, dass die Bewegungsrichtung VA des Applikators 1 relativ zu der Bewegungsrichtung vs der Schneide 4 angewinkelt ist. Figur 9 zeigt eine Abwandlung von Figur 8, wobei diese Abwandlung einen Spezialfall zeigt, in dem die Bewegungsrichtung vs der Schneide 4 parallel zu der Bewegungsrichtung vA des Applikators 1 ausgerichtet ist.
Die Figuren 10A und 10B zeigt eine Abwandlung der vorstehenden Ausführungsbeispiele, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wo- bei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugs zeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Schneide 4 in Richtung des Doppelpfeils um eine Schwenkachse 17 zwischen einer aktiven Stellung (Fig. 10A) und einer inaktiven Stellung (Fig. 10B) klappbar ist.
Die Schwenkachse 17 ist hierbei rechtwinklig zu dem Beschich- tungsmittelstrahl 2 und parallel zur Oberfläche des zu be- schichtenden Bauteils 3 ausgerichtet, d.h. die Schwenkachse 17 verläuft in Fig. 10A und 10B rechtwinklig zur Zeichenebene .
Fig. 11 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß den Figuren 10A und 10B, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der Auffangbereich 6 an eine Absaugung angeschlossen, die in dem Auffangbereich 6 einen Unterdruck erzeugen kann, um Beschichtungsmittelreste 18 absaugen zu können. Der Auffangbereich ist hierbei an seiner Oberseite von einem Shutter-Deckel 19 und an seiner Unterseite von einem Boden 20 begrenzt. Der Auffangbereich 6 bildet also einen Absaugkanal zwischen dem Shutter-Deckel 19 und dem Boden 20.
Die Zeichnung zeigt hierbei die inaktive Stellung der Schneide 6, in der der Beschichtungsmittelstrahl 2 nicht aufgefangen wird, sondern zu dem Bauteil 3 durchgelassen wird. In dieser Stellung verschließt die Schneide 6 die vordere Mün- dungsöffnung des Absaugkanals zwischen dem Shutter-Deckel 19 und dem Boden 20 bis auf einen schmalen Spalt 21 teilweise. Dies verstärkt vorteilhaft den Unterdruck in dem Auffangbereich 6 beim Absaugen der Beschichtungsmittelreste 18.
Der frei bleibende Spalt 21 ermöglicht es allerdings auch dann, dass durch den frei bleibenden Spalt 21 hindurch Beschichtungsmittelreste von außen in den Auffangbereich 6 e gesaugt werden. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung auch eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere bean- sprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den jeweils in Bezug genommenen Ansprüchen und insbesondere auch ohne die Merkmale des Hauptanspruchs.
~k ~k " - ir Bezugs zeichenliste
1 Applikator
2 Beschichtungsmittelstrahl
3 Bauteil
4 Schneide
4.1, 4.2 Schneiden
5 Aktor zum Verschieben der Schneide
6 Trichterförmiger Auffangbereich
6.1, 6.2 Trichterförmiger Auffangbereich
7 Abfluss
7.1, 7.2 Abfluss
8 Absaugleitung
8.1, 8.2 Absaugleitung
9 Absaugeinrichtung
10 Fluidzuführung in der Auffangvorrichtung 10.1, 10.2 Fluidzuführung in der Auffangvorrichtung
11 Fluidzuleitung
11.1, 11.2 Fluidzuleitung
12 Fluidquelle
13 Seitenfläche der Schneide
14 Seitenfläche der Schneide
15 Schneidkante
16 Düsen
17 Schwenkachse beim Klappen der Schneide
18 Beschichtungsmittelreste
19 Shutter-Deckel
20 Boden des Auffangbereichs
21 Spalt
Schnittwinkel
ß Keilwinkel
ε Klingenwinkel ro Applikatordüsenachse
VB Richtung des Beschichtungsmittelstrahls vA Bewegungsrichtung des Applikators
Vs Bewegungsrichtung der Schneide

Claims

ANSPRÜCHE
1. Beschichtungsvorrichtung zur Beschichtung eines Bauteils (3) mit einem Beschichtungsmittel , insbesondere zur Lackierung eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils oder eines Luftfahrindustriebauteils mit einem Lack, mit
a) einem Applikator (1) zur Abgabe mindestens eines Be- schichtungsmittelstrahls (2) des Beschichtungsmittels auf das Bauteil (3),
gekennzeichnet durch
b) eine Auffangvorrichtung (4-12), die in einer aktiven
Stellung den mindestens einen Beschichtungsmittelstrahl
(2) zwischen dem Applikator (1) und dem Bauteil (3) auffängt, so dass der mindestens eine Beschichtungsmittelstrahl (2) nicht auf das Bauteil (3) auftrifft.
2. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangvorrichtung (4-12) verstellbar ist zwischen der aktiven Stellung und einer inaktiven Stellung, wobei die Auffangvorrichtung (4-12) in der inaktiven Stellung den Beschichtungsmittelstrahl (2) durchlässt, so dass der Beschichtungsmittelstrahl (2) dann ungehindert auf das Bauteil (3) auftreffen kann.
3. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangvorrichtung (4-12) zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung linear verschiebbar und/oder drehbar und/oder klappbar ist.
4. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, a) dass die Auffangvorrichtung zum Verstellen zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung eine Drehbewegung ausführt um eine Drehachse, die im Wesentlichen parallel zu dem Beschichtungsmittelstrahl ausgerichtet ist, oder
b) dass die Auffangvorrichtung (4) zum Verstellen zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung eine Klappbewegung ausführt um eine Schwenkachse (17), die im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Beschichtungsmittelstrahl (2) und/oder parallel zur Oberfläche des zu beschichtenden Bauteils (3) ausgerichtet ist.
5. Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Aktor (5) zum Bewegen der Auffangvorrichtung (4-12) zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung.
6. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass der Beschichtungsmittelstrahl (2) mit einer bestimmten Austrittsgeschwindigkeit aus dem Applikator (1) austritt,
b) dass der Aktor (5) die Auffangvorrichtung (4-12) mit einer bestimmten maximalen Verstellgeschwindigkeit bewegt, und
c) dass die maximale Verstellgeschwindigkeit des Aktors
(5) mindestens um einen Faktor 1, 2, 5, 10, 25 oder 50 größer ist als die Austrittsgeschwindigkeit des Be- schichtungsmittelstrahls (2).
7. Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Auffangvorrichtung (4-12) einen Abfluss (7;
7.1, 7.2) aufweist, um in der aktiven Stellung der Auf- fangvorrichtung (4-12) das aufgefangene Beschichtungs- mittel durch den Abfluss (7; 7.1, 7.2 ) abzuführen, und/oder
b) dass an den Abfluss (7; 7.1, 7.2) der Auffangvorrich- tung (4-12) eine Absaugeinrichtung (9) angeschlossen ist, um das von der Auffangvorrichtung (4-12) aufgefangene Beschichtungsmittel durch den Abfluss (7; 7.1, 7.2) abzusaugen.
8. Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Auffangvorrichtung (4-12) mindestens eine
Schneide (4; 4.1, 4.2) aufweist, um den Beschichtungsmittelstrahl (2) in der aktiven Stellung abzuschneiden, und/oder
b) dass die Schneide (4; 4.1, 4.2) eine Schneidkante (15) aufweist, die quer zu dem Beschichtungsmittelstrahl (2) verläuft, und/oder
c) dass die Schneide (4; 4.1, 4.2) relativ zu dem Be- schichtungsmittelstrahl (2) zwischen der aktiven Stellung und der inaktiven Stellung beweglich ist, insbesondere
cl) als Linearbewegung in einer Verschieberichtung rechtwinklig zu der Schneidkante (4; 4.1, 4.2) und rechtwinklig zu dem Beschichtungsmittelstrahl
(2), oder
c2) als Klappbewegung um eine Schwenkachse (17), die rechtwinklig zu dem Beschichtungsmittelstrahl (2) und/oder parallel zur Oberfläche des zu beschich- tenden Bauteils (3) ausgerichtet ist, und/oder d) dass die Schneide (4; 4.1, 4.2) eine dem Beschichtungsmittelstrahl (2) zugewandte Schneidenfläche (13) aufweist, die mit dem Beschichtungsmittelstrahl (2) einen Schnittwinkel ( ; l, a2) einschließt, der höchstens 90° und mindestens 45°, 70°, 80° beträgt, und/oder e) dass die Schneidkante (15) der Schneide (4; 4.1, 4.2) einen Keilwinkel (ß) aufweist, der im Bereich 10°-90°, 25°-80° oder 45°-60° liegt, und/oder
f) dass die Schneide (4; 4.1, 4.2) einen Klingenwinkel (ε) aufweist, der im Bereich von 2°-45°, 5°-30° oder 10°- 25° liegt, und/oder
g) dass die Schneide (4; 4.1, 4.2) mindestens teilweise mit einer benetzungshemmenden oder benet zungsfordernden Beschichtung beschichtet ist.
9. Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) ' dass die Auffangvorrichtung (4-12) mindestens zwei
Schneiden (4.1, 4.2) aufweist, und/oder
b) dass die Schneiden (4.1, 4.2) relativ zu dem Beschich- tungsmittelstrahl (2) zwischen der inaktiven Stellung und der aktiven Stellung beweglich sind, und/oder c) dass die Schneidkanten (15) der Schneiden (4.1, 4.2) parallel zueinander angeordnet sind.
10. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Schneiden (4.1, 4.2)
al) auf derselben Seite des Beschichtungsmittelstrahls
(2) angeordnet sind oder
a2) auf gegenüber liegenden Seiten des Beschichtungsmittelstrahls (2) angeordnet sind, und/oder b) dass die Schneiden (4.1, 4.2)
bl) mechanisch miteinander verbunden sind, so dass die
Schneiden gemeinsam synchron bewegt werden, oder b2) unabhängig voneinander beweglich sind, und/oder c) dass die Schneiden (4.1, 4.2) mit ihrer dem Beschich- tungsmittelstrahl (2) zugewandten Schneidenfläche (13) cl) denselben Schnittwinkel (al, a2) mit dem Beschich- tungsmittelstrahl (2) einschließen, oder c2) unterschiedliche Schnittwinkel (al, a2) mit. dem Beschichtungsmittelstrahl (2) einschließen, und/oder
d) dass die Schneiden (4.1, 4.2) in Bezug auf den Beschichtungsmittelstrahl (2)
dl) gegenläufig beweglich oder
d2) gleichläufig beweglich sind, und/oder
e) dass die Schneiden (4.1, 4.2) in Bezug auf den Beschichtungsmittelstrahl (2)
el) in derselben Axialposition oder
e2) in unterschiedlichen Axialpositionen angeordnet sind, und/oder
f) dass die Schneide (4.1, 4.2)
fl) auswechselbar an der Auffangvorrichtung (4-12) befestigt ist, oder
f2) einstückig an der Auffangvorrichtung (4-12) angeformt ist.
11. Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Auffangvorrichtung (4-12) einen Auffangbereich
(6; 6.1, 6.2) aufweist, um das Beschichtungsmittel auf- zunehmen, und/oder
b) dass sich der Auffangbereich (6; 6.1, 6.2) zu dem Ab- fluss hin trichterförmig verengt, und/oder
c) dass sich der Auffangbereich (6; 6.1, 6.2) auf der dem
Beschichtungsmittelstrahl (2) abgewandten Seite der Schneide befindet.
12. Beschichtungsvorrichtung nach Anspruch 7 und Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die klappbare Schneide (4) der Auffangvorrichtung in der inaktiven Stellung den absaugbaren Auffangbereich (6) mindestens teilweise verschließt, um den beim Absaugen entstehenden Unterdruck in dem Auffangbereich (6) zu verstärken, und/oder
b) dass die klappbare Schneide (4) der Auffangvorrichtung auch in der inaktiven Stellung den Auffangbereich (6) nicht vollständig verschließt, sondern noch einen Spalt (21) offen lässt, damit durch den Spalt (21) hindurch noch Beschichtungsmittelreste von außen in den Auffangbereich (6) eingesaugt werden können.
13. Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass die Auffangvorrichtung (4-12) eine Fluidzuleitung
(11; 11.1, 11.2) aufweist, um ein Fluid in die Auffang¬ vorrichtung (4-12) einzuleiten, insbesondere ein Spülmittel, ein Lösemittel, ein Verdünnungsmittel oder Luft, und/oder
b) dass die Fluidzuleitung (11; 11.1, 11.2) in den Auf¬ fangbereich (6; 6.1, 6.2) mündet, und/oder
c) dass die Fluidzuleitung (11; 11.1, 11.2) aus eine Flu- idquelle (12) gespeist wird, (12) und/oder
d) dass die Einleitung des Fluids in den Auffangbereich über mindestens eine Düse oder mindestens einen Schlitz oder über eine poröse Struktur erfolgt.
14. Beschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
a) dass das Beschichtungsmittel
al) ein Lack,
a2) ein Klebstoff,
a3) ein Dichtmittel oder
a4) ein Dämmstoff ist, und/oder
b) dass der Applikator (1) bl) ein Zerstäuber ist, insbesondere ein Rotationszerstäuber, oder
b2) einen Tröpfchenstrahl (2) des Beschichtungsmit- tels appliziert, oder
b3) den Beschichtungsmittelstrahl (2) als zusammenhängenden Beschichtungsmittelstrahl (2) appliziert, und/oder
c) dass das zu beschichtende Bauteil (3)
cl) ein Kraftfahrzeugkarosseriebauteil oder
c2) ein Anbauteil für ein Kraftfahrzeug oder
c3) ein Luftfahrtbauteil ist, und/oder
d) dass der Applikator (1) von einem mehrachsigen Beschichtungsroboter über das Bauteil (3) geführt wird, insbesondere von einem Beschichtungsroboter mit einer seriellen Kinematik, und/oder
e) dass der Applikator (1) eine Vielzahl von Beschich- tungsmittelstrahlen parallel zueinander abgibt.
15. Beschichtungsverfahren zur Beschichtung eines Bauteils (3) mit einem Beschichtungsmittel , insbesondere zur Lackie¬ rung eines Kraftfahrzeugkarosseriebauteils mit einem Lack, mit dem folgenden Schritt:
a) Abgabe eines Beschichtungsmittelstrahls (2) von einem Applikator (1) auf das Bauteil (3) ,
gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
b) Auffangen des Beschichtungsmittelstrahls (2) zwischen dem Applikator (1) und dem Bauteil (3) durch eine Auffangvorrichtung (4-12), damit der Beschichtungsmittelstrahl (2) nicht auf das Bauteil (3) auftrifft.
16. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch folgende Schritte beim Einschalten des Beschichtungs- strahls :
a) Aktivieren der Auffangvorrichtung (4-12) vor dem Ein- schalten des Beschichtungsmittelstrahls (2) , um den von dem Applikator (1) abgegebenen, zunächst noch instationären Beschichtungsmittelstrahl (2) zunächst aufzufangen,
b) Einschalten des Beschichtungsmittelstrahls (2), wobei der Beschichtungsmittelstrahl (2) zunächst instationäre Einschaltvorgänge zeigt und deshalb von der Auffangvorrichtung (4-12) aufgefangen wird, und
c) Deaktivieren der Auffangvorrichtung (4-12), wenn die instationären Einschaltvorgänge des Beschichtungsmittelstrahls (2) im Wesentlichen abgeklungen sind und der Beschichtungsmittelstrahl (2) einen im Wesentlichen stationären Zustand eingenommen hat, so dass der Beschichtungsmittelstrahl (2) dann ungehindert von der Auffangvorrichtung (4-12) auf das Bauteil (3) auftreffen kann.
17. Beschichtungsverfahren nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch folgende Schritte beim Ausschalten des Be- schichtungsstrahls :
a) Aktivieren der Auffangvorrichtung (4-12) vor dem Abschalten des Beschichtungsmittelstrahls (2) , so dass der Beschichtungsmittelstrahl (2) dann nicht mehr auf das Bauteil (3) auftrifft, und
b) Abschalten des Beschichtungsmittelstrahls (2) nach dem
Aktivieren der Auffangvorrichtung (4-12), wobei der Beschichtungsmittelstrahl (2) zunächst instationäre Abschaltvorgänge zeigt.
* * * * *
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