DE102004021223A1

DE102004021223A1 - Fluidzuleitungssystem für eine Sprühauftragsvorrichtung

Info

Publication number: DE102004021223A1
Application number: DE102004021223A
Authority: DE
Inventors: Andrew P. Owosso Mellentine; Joseph T. Howell Donatti
Original assignee: Lear Corp
Current assignee: International Automotive Components Group North America Inc
Priority date: 2003-05-06
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2024-05-01
Also published as: GB2401853A; US7178742B2; GB0409465D0; US20040256501A1; DE102004021223B4; GB2401853B

Abstract

Ein Fluidzuleitungssystem wird als Modulbausystem geschaffen. Das Fluidzuleitungssystem leitet ein Fluid zu einem robotertechnischen Sprühauftragssystem, welches verwendet werden kann, um eine Form mit einer Formlösezusammensetzung oder einer Forminnenbeschichtung zu besprühen. Das zu verteilende Fluid ist in dem Trommelbehälter enthalten und wird durch einen Fluidkreis geleitet, welcher eine Schlauchpumpe, ein Filter und ein Heizelement umfaßt. Das Fluid wird durch den Fluidkreis zu einer Auftragsvorrichtung gepumpt, welche das Fluid auf einer Form verteilt. Das System kann ferner in Verbindung mit Klebstoffen oder anderen Zusammensetzungen verwendet werden, welche gefiltert, erwärmt und mit einer dosierten Durchflußvorrichtung zu einer Sprühauftragsvorrichtung geleitet werden müssen. Das Fluidzuleitungssystem kann in Verbindung mit einem robotertechnischen System verwendet werden. Die Fördermenge der Schlauchpumpe kann durch einen Antrieb mit veränderlicher Frequenz gesteuert werden oder kann durch eine programmierbare Logiksteuerung des robotertechnischen Systems gesteuert werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fluidzuleitungssystem für eine Sprühauftragsvorrichtung, welches Teilsysteme zum Filtern, Erwärmen und dosierten Pumpen eines Fluids umfaßt.

Fluidzuleitungssysteme für Sprühauftragsvorrichtungen umfassen generell eine Pumpe, welche in einem Chemikalien-Trommelbehälter angeordnet ist, welche ein Fluid zu der Sprühauftragsvorrichtung leitet. Derartige Systeme können Durchflußmesser zum Messen der Fluidzuleitung umfassen. Andere Systeme verwenden eine Rückflußregelung, um die Durchflußgeschwindigkeit zu der Sprühauftragsvorrichtung zu steuern.

Einige Fluide, wie etwa Forminnenbeschichtungen, Klebstoffe und Formlösemittel werfen aufgrund der Natur des Produkts, welches verteilt wird, Probleme für Sprühauftragsvorrichtungssysteme auf. Beispielsweise neigen Forminnenbeschichtungen, welche pigmentierte Beschichtungen umfassen, in Durchflußmessern zum Verklumpen. Mit der Zeit verschlechtern sich die Genauigkeit und die Wirksamkeit von Durchflußmessern, wenn diese mit Forminnenbeschichtungen verwendet werden. Ähnlich neigen Klebstoffe und Formlösezusammensetzungen dazu, an inneren Oberflächen von Durchflußmessern Ablagerungen auszubilden, wobei dies bewirkt, daß diese verstopft werden.

Forminnenbeschichtungen und Formlösezusammensetzungen sollten unter geregelten Bedingungen bei Herstellungsvorgängen aufgetragen werden, um einheitliche Formungsergebnisse zu gewährleisten. Die Temperatur, bei welcher derartige Zusammensetzungen verteilt werden, kann die Arbeitsweise und insbesondere die Zeit, welche erforderlich ist, daß derartige Zusammensetzungen abbrennen, wesentlich beeinflussen. Die Abbrennzeit kann, wenn keine Steuerung erfolgt, zu längeren Bearbeitungszyklusdauern führen.

Fremdobjekte und Verunreinigungen in Chemikalien, welche mit einer Sprühauftragsvorrichtung verteilt werden sollen, können Sprühvorgänge stören und können bewirken, daß teure Sprühpistolen und Durchflußmesser verstopft bzw. blockiert werden.

Es besteht ein Bedarf im Hinblick auf ein Fluidverteilungssystem für Sprühauftragsvorrichtungen, welches die Verarbeitungssteuerung dadurch verbessert, daß dieses ermöglicht, daß das Material auf eine optimale Temperatur erwärmt wird, und ferner eine geeignete Filterung und ein Pumpsystem, welches die Menge des verteilten Fluids genau dosiert, umfaßt. Ferner besteht ein Bedarf im Hinblick auf ein derartiges System, welches tragbar ist und einfach an Sprühauftrags-Produktionsgeräten angeschlossen und ausgewechselt werden kann.

Diese und andere Probleme werden durch die Erfindung des Anmelders gemäß nachfolgender Zusammenfassung behandelt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fluidzuleitungssystem für ein Fluid, welches durch eine Sprühauftragsvorrichtung verteilt werden soll, geschaffen. Das Fluidzuleitungssystem umfaßt einen Fluidbehälter, wie etwa einen Trommelbehälter, welcher das zu verteilende Fluid enthält, und eine Sprühauftragsvorrichtung, welche das Fluid verteilt. Eine Schlauchpumpe pumpt eine dosierte Fluidmenge aus dem Fluidbehälter zu der Fluidauftragsvorrichtung. Eine Pumpensteuerung steuert die Fördergeschwindigkeit der Schlauchpumpe. Es wird ein Fluidkreis geschaffen, welcher ein Filter und ein Heizelement umfaßt, durch welchen ein Fluid durch die Schlauchpumpe derart gepumpt wird, daß eine dosierte Fluidmenge, welche gefiltert und erwärmt wurde, zu der Sprühauftragsvorrichtung geleitet wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Fluidzuleitungssystem in Verbindung mit einem robotertechnischen System zum Manipulieren der Sprühauftragsvorrichtung verwendet werden. Das robotertechnische System weist eine programmierbare Logiksteuerung auf, welche ein geeignetes Eingangssignal zu der Pumpensteuerung des Fluidzuleitungssystems erzeugt, um die Fördergeschwindigkeit der Schlauchpumpe zu steuern. Die Schlauchpumpe saugt ein Fluid aus dem Behälter durch das Filter, das Heizelement und die Schlauchpumpe selbst, bevor dieses zu der Sprühauftragsvorrichtung geleitet wird. Ein Farbänderungsventil kann zwischen der Pumpe und der Sprühauftragsvorrichtung vorgesehen werden, um zu ermöglichen, daß dem Fluid verschiedene Farbpigmente zugesetzt werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Fluidzuleitungssystem als Modulbaueinheit geschaffen werden. Die Modulbaueinheit kann eine Tragplatte umfassen, an welcher der Fluidbehälter, die Schlauchpumpe, das Filter und das Heizelement gemeinsam mit weiteren zugehörigen Elementen des Fluidkreises befestigt sind.

Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung kann das zu verteilende Fluid eine farbige Forminnenbeschichtung auf Polyurethanbasis, eine Formlösezusammensetzung oder ein Klebstoff sein.

Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung kann die Temperatur des zu verteilenden Fluids auf mindestens 10°F (12,2°C) über Umgebungstemperatur erwärmt werden, um die Verarbeitungssteuerung zu gewährleisten und das Abbrennen des Fluids zu beschleunigen. Das Fluidzuleitungssystem kann mit einer erwärmten Form verwendet werden, auf welcher das Fluid verteilt wird. Das zu verteilende Fluid kann eine Forminnenbeschichtung sein, welche auf zwischen 10°F (12,2°C) über Umgebungstemperatur und 120°F (49,1°C) erwärmt wird, während die Form auf zwischen 140°F (60°C) bis 180°F (82,2°C), und vorzugsweise auf 160°F (71,1°C), erwärmt wird.

Diese und andere Aspekte der Erfindung sind für Fachkundige bei Betrachtung der beigefügten Zeichnung in Verbindung mit der folgenden genauen Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels ersichtlich.

1 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Fluidzuleitungssystems in Verbindung mit einem robotertechnischen System zum Manipulieren einer Sprühauftragsvorrichtung zum Sprühen eines Fluids auf eine Form; und
2 ist ein Flußdiagramm, welches die Bauelemente des Fluidzuleitungssystems darstellt.
GENAUE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS (DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE)
In den 1 und 2 ist das Fluidzuleitungssystem 10 der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem robotertechnischen System 12 und einer Form 14, auf welcher ein Fluidsprühnebel 16 aufgetragen wird, dargestellt. Das Fluidzuleitungssystem 10 umfaßt einen Trommelbehälter 20 bzw. einen Behälter, aus welchem das Fluid 16 gesaugt wird. Das Fluid 16 wird durch ein Filter 22 gesaugt. Das Filter ist vorgesehen, um große Teilchen und Fremdmaterial aus dem Fluid 16 zu entfernen. Das Filter kann ein relativ grobes Schwammfilter bzw. ein „Strumpffilter" sein. Das Filter 22 ist in einem Fluidkreis 24 zwischen dem Trommelbehälter 20 und einem Heizelement 26 angeschlossen. Das Heizelement 26 ist vorgesehen, um das Fluid auf eine erwünschte Temperatur zu erwärmen. Das Fluid ist vorzugsweise mit einer Temperatur von mindestens 10°F (12,2°C) über Umgebungstemperatur für das System vorgesehen. Das Fluid ist eine Polyurethan-Forminnenbeschichtung, welche verwendet werden kann, um eine Farbbeschichtung auf Urethanbasis für ein mehrkomponentiges Polyurethan-Sprühformverfahren zu liefern. Derartige Forminnenbeschichtungszusammensetzungen wirken verschleißend und neigen zum Verursachen übermäßigen Verschleißes an Dichtungen, welche in herkömmlichen Pumpen vorgesehen sind.
Es wurde festgestellt, daß eine optimale Temperatur zum Auftragen eines Farbbeschichtungsfluids auf Urethanbasis etwa 120°F (49,1°C) beträgt. Die Temperatur kann sich von 120°F (49,1°C) bis 180°F (82,2°C) ändern, befindet sich für das Fluidzuleitungssystem jedoch vorzugsweise mindestens 10°F (12,2°C) über der Umgebungstemperatur, so daß das Fluid 16 stets auf eine bekannte Temperatur erwärmt wird. Wenn das Fluid auf eine bekannte Temperatur erwärmt wird, können Verarbeitungszeiten automatisch eingestellt werden, um Temperaturschwankungen auszugleichen, so daß eine angemessene Zeit für das Abbrennen des Fluids nach dem Auftragen auf der Form vorgesehen wird.
Es wird eine Schlauchpumpe 28 verwendet, um das Fluid 16 durch den Fluidkreis 24 zu saugen. Die Schlauchpumpe 28 umfaßt eine Leitung, durch welche das Fluid mittels eines rotierenden, mit Nocken versehenenen Pumpelements bewegt wird. Das Fluid ist in einem flexiblen Schlauch enthalten, wenn dieses gepumpt wird. Das mit Nocken versehene, rotierende Element greift an dem Schlauch an, ohne das Fluid direkt zu berühren, und bewegt das Fluid durch den Schlauch. Die Schlauchpumpe 28 wird durch einen Antrieb mit veränderlicher Frequenz (VFD) gesteuert, welcher durch eine Steuerung gesteuert werden kann, welche mit dem robotertechnischen System 12 verbunden ist. Die Steuerung ist vorzugsweise eine programmierbare Logiksteuerung, welche die Fördergeschwindigkeit der Schlauchpumpe gemäß den Durchflußanforderungen des Systems steuern kann. Die Schlauchpumpe 28 weist eine Pumpensteuerung 30 auf, welche durch eine programmierbare Logiksteuerung 32 des robotertechnischen Systems 12 gesteuert werden kann.
Das Fluid 16 wird sodann zu einem Farbenventil 34 geleitet. Das Farbenventil 34 ermöglicht es, dem Fluid ein Pigment zuzusetzen, wenn dies erwünscht ist, so daß eine farbige Forminnenbeschichtung zu der Sprühauftragsvorrichtung 36 geleitet werden kann. Die Sprühauftragsvorrichtung 36 ist eine Sprühpistole bzw. -düse, welche eine Forminnenbeschichtung, eine Formlösezusammensetzung oder einen Klebstoff mit einem luftfreien Sprühverfahren aufträgt.
Das Fluid wird vorzugsweise mittels eines Rührwerks 38 behandelt, welches das Fluid 16 in einem gut gemischten Zustand hält.
Das Fluidzuleitungssystem 10 ist ein Modulbausystem, welches an einer Sprühform-Fertigungslinie aufgebaut und durch Einsetzen eines neuen Modulbauelements schnell ausgewechselt werden kann, wenn das Fluid 16 in dem Trommelbehälter 20 erschöpft ist. Das Modulbauelement kann einfach an einer Tragplatte 40 eingerichtet werden, wobei dies den Fluidbehälter 20, die Schlauchpumpe 28, das Filter 22 und das Heizelement 26 gemeinsam mit deren zugehörigen Fluidkreiselementen 24, Energie- und Druckversorgungselementen umfaßt.
Obgleich Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, sollen dies Ausführungsbeispiele nicht sämtliche möglichen Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Stattdessen sind die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke im Sinne beschreibender Ausdrücke anstatt begrenzender zu verstehen, und es ist zu ersehen, daß verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Prinzip und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Fluidzuleitungssystem für ein Fluid, welches verteilt werden soll, umfassend: einen Fluidbehälter, welcher das Fluid enthält; eine Sprühauftragsvorrichtung, welche das Fluid verteilt; eine Schlauchpumpe, welche eine dosierte Menge des Fluids von dem Fluidbehälter zu der Fluidauftragsvorrichtung pumpt; eine Pumpensteuerung, welche die Fördergeschwindigkeit der Schlauchpumpe steuert; einen Fluidkreis, durch welchen das Fluid durch die Schlauchpumpe gepumpt wird; ein Filter, welches mit dem Fluidkreis verbunden ist, wodurch das Fluid gepumpt wird, um das Fluid zu filtern; und ein Heizelement, welches mit dem Fluidkreis verbunden ist, wodurch das Fluid gepumpt wird, um das Fluid auf eine geregelte Temperatur zu erwärmen, wobei die Sprühauftragsvorrichtung mit einer dosierten Fluidmenge, welche gefiltert und erwärmt wurde, versorgt wird.
Fluidzuleitungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend ein robotertechnisches System zum Manipulieren der Sprühauftragsvorrichtung, wobei das robotertechnische System eine programmierbare Logiksteuerung aufweist, wobei die Pumpensteuerung ein geeignetes Eingangssignal von der programmierbaren Logiksteuerung des robotertechnischen Systems empfängt, um die Fördergeschwindigkeit der Schlauchpumpe zu steuern.
Fluidzuleitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Schlauchpumpe das Fluid aus dem Behälter durch das Filter, sodann durch das Heizelement und sodann durch die Schlauchpumpe saugt, bevor dieses zu der Sprühauftragsvorrichtung geleitet wird.
Fluidzuleitungssystem nach Anspruch 1, wobei das zu verteilende Fluid eine farbige Forminnenbeschichtung auf Polyurethanbasis ist.
Fluidzuleitungssystem nach Anspruch 4, wobei das Fluid durch die Schlauchpumpe zu einem Farbänderungsventil geleitet wird, wobei dem Fluid mindestens ein Pigment zugesetzt werden kann.
Fluidzuleitungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Tragplatte, an welcher der Fluidbehälter, die Schlauchpumpe, das Filter und das Heizelement als Modulbaueinheit befestigt sind.
Fluidzuleitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Schlauchpumpe einen Antrieb mit veränderlicher Frequenz aufweist, welcher gemäß den Durchflußanforderungen der Sprühauftragsvorrichtung gesteuert werden kann.
Fluidzuleitungssystem nach Anspruch 1, wobei das zu verteilende Fluid eine Formlösezusammensetzung ist.
Fluidzuleitungssystem nach Anspruch 1, wobei das zu verteilende Fluid ein Klebstoff ist.
Fluidzuleitungssystem nach Anspruch 1, wobei die Temperatur des Fluids auf mindestens 10 Grad Fahrenheit (12,2°C) über Umgebungstemperatur erwärmt wird, so daß das System die Verarbeitungssteuerung durch Beschleunigen des Abbrennens des Fluids gewährleistet.
Fluidzuleitungssystem nach Anspruch 1, ferner umfassend eine erwärmte Form, auf welcher das Fluid verteilt wird, und wobei das zu verteilende Fluid eine Forminnenbeschichtung ist, welche auf zwischen 10 Grad Fahrenheit (12,2°C) über Umgebungstemperatur und 120 Grad Fahrenheit (49,1°C) erwärmt wird, und die Form auf zwischen 140 Grad Fahrenheit (60°C) und 180 Grad Fahrenheit (82,2°C) erwärmt wird.