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DE102018122004A1 - Lackierpistole, Materialauftragssystem und Verfahren zu dessen Betrieb - Google Patents

Lackierpistole, Materialauftragssystem und Verfahren zu dessen Betrieb Download PDF

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DE102018122004A1
DE102018122004A1 DE102018122004.9A DE102018122004A DE102018122004A1 DE 102018122004 A1 DE102018122004 A1 DE 102018122004A1 DE 102018122004 A DE102018122004 A DE 102018122004A DE 102018122004 A1 DE102018122004 A1 DE 102018122004A1
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DE
Germany
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spray gun
transmitting
receiving device
carrying part
signal transmission
Prior art date
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DE102018122004.9A
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English (en)
Inventor
Norbert Maier
Jens Brose
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SATA GmbH and Co KG
Original Assignee
SATA GmbH and Co KG
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Publication date
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Priority to JP2021537499A priority patent/JP7593926B2/ja
Priority to US17/274,710 priority patent/US12515230B2/en
Priority to CA3109825A priority patent/CA3109825A1/en
Priority to CN201980059303.1A priority patent/CN112672830A/zh
Priority to EP19768753.6A priority patent/EP3849710A1/de
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Abstract

Es wird eine Lackierpistole (1) zum Zerstäuben, insbesondere zum druckluftunterstützten Zerstäuben, und Auftragen eines Beschichtungsmaterials, insbesondere eines Lacks, beschrieben, die einen materialführenden Teil (3), einen nicht-materialführenden Teil (4) und eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) zur drahtlosen Signalübertragung aufweist. Für eine Erhöhung der Funktionssicherheit sowie eine optimale Bedienbarkeit im Umfeld der Applikation von Beschichtungsmaterial ist die Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) zur drahtlosen Signalübertragung von dem materialführenden Teil (3) beabstandet und dem nicht-materialführenden Teil (4) zugeordnet. Alternativ oder ergänzend ergibt sich eine erhöhte Funktionssicherheit, indem die Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) zur drahtlosen Signalübertragung nach zwei verschiedenen Funkstandards ausgebildet ist.Des Weiteren wird ein Materialauftragssystem mit einen solchen Lackierpistole (1) sowie ein Verfahren zu dessen Betrieb beschrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lackierpistole zum Zerstäuben, insbesondere zum druckluftunterstützten Zerstäuben, und Auftragen eines Beschichtungsmaterials, insbesondere eines Lacks, wobei die Lackierpistole einen materialführenden Teil mit einer Materialzuführung, einen Düsenkopf und eine Materialkanaleinrichtung aufweist, mittels welcher ein der Materialzuführung zugeführtes Beschichtungsmaterial dem Düsenkopf zuleitbar ist, wobei die Lackierpistole zusätzlich einen nicht-materialführenden Teil und eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung zur drahtlosen Signalübertragung aufweist.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Materialauftragssystem mit einer solchen Lackierpistole sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Materialauftragssystems.
  • Eine eingangs erwähnte Lackierpistole bzw. ein Materialauftragssystem mit einer solchen Lackierpistole sind beispielsweise aus WO 2012/052255 A1 bekannt geworden. Insbesondere beschreibt die Druckschrift ein Materialauftragssystem in Form eines Farbauftragssystems mit einer oder mehreren Empfangseinheiten zur kabellosen Signalübertragung zwischen Komponenten des Farbauftragssystems, wobei eine der Komponenten eine Lackierpistole mit einer Erfassungseinheit zum Erfassen von Betriebsparametern der Lackierpistole und/oder Umgebungsparametern und einer Sendeeinheit zur kabellosen Übertragung der Betriebsparameter und/oder Umgebungsparameter an die Empfangseinheit ist.
  • Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gemacht, die bekannte Lackierpistole bzw. das bekannte Materialauftragssystem derart weiterzuentwickeln, dass sich eine Lackierpistole bzw. ein Materialauftragssystem ergibt, dass sich durch eine erhöhte Funktionssicherheit sowie eine für den Einsatz in Lackierkabinen optimierte Bedienerfreundlichkeit auszeichnet.
  • Die Aufgabe wird durch eine Lackierpistole mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Lackierpistole dient zum Zerstäuben und Auftragen eines Beschichtungsmaterials, insbesondere eines flüssigen Beschichtungsmaterials. Sie weist einen materialführenden Teil mit einer Materialzuführung, einen Düsenkopf und eine Materialkanaleinrichtung auf, mittels welcher ein der Materialzuführung zugeführtes (flüssiges) Beschichtungsmaterial dem Düsenkopf zuleitbar ist. Der materialführende Teil der Lackierpistole ist vorzugsweise mehrteilig ausgebildet. Insbesondere ist dieser als separates Wechselteil ausgebildet, in welches die Materialkanaleinrichtung mündet.
  • Die Materialkanaleinrichtung sowie die Materialzuführung sind beispielsweise untrennbar von einem gemeinsamen Bauteil gebildet, insbesondere einem Grundkörper der Lackierpistole bzw. dem materialführenden Teil des Grundkörpers.
  • Zusätzlich weist die Lackierpistole einen nicht-materialführenden Teil auf, der beispielsweise durch einen anderen Teil des Grundkörpers gebildet wird, als der materialführende Teil. Vorzugsweise kann der nicht-materialführende Teil auch als separates Bauteil zum materialführenden Teil der Lackierpistole ausgestaltet sein. Alternativ oder ergänzend kann der nicht-materialführende Teil als Handhabungsteil vorgesehen sein. Zu diesem Zweck kann er Anschlussmitteln für Handhabungsvorrichtungen, wie Handhabungsroboter, und/oder einen Handgriff bzw. Griffelemente für einen Lackierer aufweisen.
  • Die eingangs gestellte Aufgabe der erhöhten Funktionssicherheit wird durch die erfindungsgemäße Lackierpistole gelöst, indem die Lackierpistole eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung zur drahtlosen Signalübertragung aufweist, welche von dem materialführenden Teil beabstandet und dem nicht-materialführenden Teil zugeordnet ist. Die Sende- und/oder Empfangseinrichtung ist folglich nicht in den materialführenden Teil integriert bzw. nicht unmittelbar angrenzend an den materialführenden Teil angeordnet.
  • Durch die Anordnung der Sende- und/oder Empfangseinrichtung wird die Gefahr einer Beaufschlagung der Sende- und/oder Empfangseinrichtung mit dem Beschichtungsmaterial und damit eine Beschädigung bzw. Beeinträchtigung der Sende- und/oder Empfangseinrichtung maßgeblich reduziert.
  • Die mit einer Lackierpistole üblicherweise verwendeten Beschichtungsmaterialien, wie insbesondere Lacke, machen eine sorgfältige Reinigung des materialführenden Teils der Lackierpistole sowohl mechanisch als auch unter Einsatz von Lösungsmitteln erforderlich. Die erfindungsgemäße Anordnung der Sende- und/oder Empfangseinrichtung reduziert die Gefahr einer Beschädigung bzw. Beeinträchtigung der Sende- und/oder Empfangseinrichtung beim Reinigen der Lackierpistole.
  • Im Falle eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ist die Sende- und/oder Empfangseinrichtung in bzw. an dem nicht-materialführenden Teil angeordnet, insbesondere in den nicht-materialführenden Teil integriert und/oder gekapselt.
  • Bei der erfindungsgemäßen Lackierpistole handelt es sich bevorzugt um eine Fließbecherpistole, d. h. die Materialzuführung weist eine Anschlusseinrichtung für einen Fließbecher auf. Alternativ oder ergänzend kann die Lackierpistole auch als Lackierpistole mit druckgestützter Materialzuführung (z.B. Kessel- oder Roboterpistole) ausgebildet sein oder eine Materialzuführung aufweisen, welche zum Anschluss eines Materialschlauchs geeignet ist.
  • Vorzugsweise ist die Sende- und/oder Empfangseinrichtung zur bidirektional kabellosen Datenübertragung geeignet. Es handelt sich folglich in diesem Fall um eine Sende- und Empfangseinrichtung.
  • Beim Lackieren können explosive Gasgemische entstehen. Daher gelten insbesondere in Lackierkabinen und für alle dort verwendeten Geräte strikte Auflagen des Explosionsschutzes. Die Sende- und/oder Empfangseinrichtung ist daher vorzugsweise derart gestaltet, dass diese Auflagen erfüllt werden. Insbesondere erfolgt dies durch eine entsprechende Kapselung und/oder einen entsprechenden Aufbau der elektronischen Bauteile.
  • In der Praxis von besonderer Relevanz ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die Lackierpistole als handgeführte Lackierpistole ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der nicht-materialführende Teil als Handhabungsteil ausgeführt. Der nicht-materialführende Teil weist beispielsweise einen Handgriff auf, wobei ein Betätigungshebel der Lackierpistole vorzugsweise am materialführenden Teil angelenkt ist. Die Betätigung der Lackierpistole kann jedoch beispielsweise auch durch ein von Hand oder über einen externen Steueranschluss betätigtes Druckluftventil erfolgen.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Lackierpistole mit einem Druckluftanschluss versehen, von welchem ein Druckluftkanalsystem zur Materialauftragdüse führt. Insbesondere handelt es sich folglich um eine Lackierpistole, welche das Beschichtungsmaterial druckluftunterstützt zerstäubt. Vorzugsweise handelt es sich um eine HVLP-Lackierpistole oder eine Compliant-Lackierpistole bzw. um eine Lackierpistole, die je nach Wahl des Düsenkopfs als HVLP- oder Compliant-Lackierpistole ausgeführt sein kann.
  • Es hat sich eine Variante bewährt, bei welcher der Druckluftanschluss an dem nicht-materialführende Teil angeordnet ist. Die Druckluft wird vorzugsweise über den nicht-materialführenden Teil zum materialführenden Teil und dort zum Düsenkopf geleitet, wo die Druckluft zur Zerstäubung des Beschichtungsmaterials (Zerstäubungsdruckluft) und/oder zur Formung des Spritzstrahls (z. B. Horndruckluft) dient.
  • Gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Lackierpistole zusätzlich zur Sende- und/oder Empfangseinrichtung ein oder mehrere elektronische Bauteile, die mit der Sende- und/oder Empfangseinheit direkt oder indirekt verbunden sind. Als Beispiele sind eine oder mehrere Sensoreinheiten, eine oder mehrere Aktoreinheiten, eine oder mehrere Anzeigeeinheiten, eine Daten-Speichereinheit, eine Datenverarbeitungseinheit und/oder eine Energie-Speichereinheit zu nennen.
  • Durch eine einfache Einbindung in ein modulares, standardisiertes Netzwerk zeichnet die eine Variante aus, bei welcher eine oder mehrere Sensoreinheiten der Lackierpistole in Halbleiterausführung vorgesehen sind, die zur Übertragung von Sensorwerten das Standardprotokoll MOTT nutzen und die Hardwareschnittstelle I2C besitzen.
  • Beispielhaft sind eine oder mehrere Sensoreinheiten zur Messung des Material-, Zerstäubungs- oder Düseninnendrucks, des Luftdrucks im Horndruckluftbereich oder des Transportluftdrucks vorgesehen. Des Weiteren kann eine Sensoreinheit zur Messung des Material- oder Druckluftdurchflusses von Vorteil sein. Des Weiteren kann eine Lackierpistole vorzugsweise mit einer Sensoreinheit versehen sein, welche eine Betätigung eines Betätigungshebels (Abzugs) detektiert oder eine Sensoreinheit zur Bestimmung der Pistolenposition und/oder -bewegung.
  • Neben Sensoreinheiten zur Bestimmung von Betriebsparametern der Lackierpistole können aber vorteilhafterweise auch eine oder mehrere Sensoreinheiten zur Bestimmung von Umgebungsparametern, wie z. B. der Luftdruck, die Luftfeuchtigkeit, die Luftgeschwindigkeit und/oder die Umgebungstemperatur, an der Lackierpistole vorgesehen sein.
  • Insbesondere die Sensoreinheiten zur Bestimmung von Umgebungsparametern können auch separat von der Lackierpistole in Verbindung mit einem anderen Modul eines Netzwerkes bereitgestellt werden, in welches die Lackierpistole eingebunden ist.
  • Vorzugsweise sind ein oder mehrere steuerbare Aktoreinheiten an der Lackierpistole vorgesehen. Im Falle eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels weist die Lackierpistole eine oder mehrere Aktoreinheiten in Form eines Druckregelventils auf, welche direkt oder indirekt mit der Sende- und/oder Empfangseinrichtung verbunden sind.
  • Bei einer vorteilhaften Erfindungsvariante ist beispielsweise an der Lackierpistole eine Sensoreinheit zur Messung des Zerstäubungsluftdrucks sowie eine Aktoreinheit in Form eines Druckregelventils zur Einstellung des Zerstäubungsdrucks vorgesehen. Insgesamt ist ein Regelkreis für den Druck der Zerstäubungsdruckluft in der Lackierpistole ausgebildet, mit welchem der Druck unmittelbar an den Lackierpistole gemessen, und auf einen gewünschten Sollwert geregelt werden kann. Gerade bei Lackierpistolen für flüssige Farben ist dies besonders vorteilhaft, da die Qualität des Farbauftrags maßgeblich von der Zerstäubung und daher vom direkt an dem Düsenkopf anliegenden Zerstäubungsdruck abhängt. Alternativ oder ergänzend kann auch ein Regelkreis für einen anderen Einstellparameter, wie z. B. den Druck der Horndruckluft, vorgesehen sein.
  • Im Falle eines besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels weist die Lackierpistole eine Anzeigeeinheit auf, die direkt oder indirekt mit der Sende- und/oder Empfangseinrichtung in Verbindung steht auf, und die z. B. folgende Informationen anzeigt: gemessene Sensorwerte von Sensoreinheiten der Lackierpistole oder anderer Module; Sollwerte für Einstell- und/oder Betriebsparameter; optische Hinweis- bzw. Alarmsignale, Daten des Beschichtungsmaterials bzw. der aktuellen Beschichtungsaufgabe etc.
  • Alternativ oder ergänzend kann die Lackierpistole mit einer haptischen oder akustischen Hinweis- bzw. Alarmfunktion (z. B. Vibrationsalarm) versehen sein.
  • Die aufgeführten Informationen und weitere können beispielsweise auch an einer Anzeigeeinheit in Verbindung mit einem anderen Modul eines Netzwerkes angezeigt werden, in welches die Lackierpistole eingebunden ist.
  • Vorzugsweise weist die Lackierpistole auch eine Datenverarbeitungseinheit (CPU) zur Ansteuerung der Sende- und/oder Empfangseinrichtung, der Sensor- und/oder der Aktoreinheiten sowie zur Verarbeitung von Daten dieser Einheiten auf.
  • Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Energie-Speichereinheit vorgesehen, welche insbesondere berührungslos aufladbar ist.
  • Vorzugsweise kann die Lackierpistole zusätzlich mit einer USB-Schnittstelle versehen sein, die direkt oder indirekt mit einem oder mehreren der elektronischen Bauteile bzw. der Sende- und/oder Empfangseinrichtung verbunden ist.
  • Vorzugsweise sind die elektronischen Bauteile ebenfalls von dem materialführenden Teil beabstandet und dem nicht-materialführenden Teil zugeordnet.
  • Im Falle einer vorteilhaften Variante ist die Sende- und/oder Empfangseinheit sowie ein oder mehrere der elektronischen Bauteile als ein Elektronikmodul ausgestaltet. Insbesondere umfasst das Elektronikmodul eine Platine, auf welcher einige der Bauteile angeordnet sind. Vorzugsweise sind die elektronischen Bauteile als SMD-Bauteile ausgebildet, die auf einer SMD-Platine angeordnet sind, wodurch sich eine platzsparende und kostengünstige Bauform des Elektronikmoduls ergibt.
  • Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Sende- und/oder Empfangseinrichtung lösbar mit der Lackierpistole verbunden. Die Sende- und/oder Empfangseinrichtung kann beispielsweise vor einer Reinigung der Lackierpistole entfernt werden und anschließend wieder an die gereinigte Lackierpistole angeschlossen werden. Dadurch wird eine Beschädigung während des Reinigungsvorgangs verhindert. Die Reinigung des übrigen, insbesondere des materialführenden Teils, ist vereinfacht, da keine Rücksicht auf die Sende- und/oder Empfangseinrichtung genommen werden muss.
  • Vorzugsweise ist die Sende- und/oder Empfangseinrichtung Teil eines abnehmbaren Elektronikmoduls mit einem oder mehreren weiteren elektronischen Bauteilen, das beispielsweise in den Handgriff der Lackierpistole integriert ist. Die Sende- und/oder Empfangseinrichtung bzw. das Elektronikmodul kann auch in einen Handgriff der Lackierpistole intergeriert sein, der insgesamt als Einheit von der übrigen Lackierpistole, insbesondere dem materialführenden Teil der Lackierpistole, abnehmbar ist.
  • Durch eine besonders vorteilhafte Luftdruckmessung zeichnet sich eine Variante der Lackierpistole aus, bei welcher zumindest ein Druckmesskanal vorgesehen ist, der von einer Druckluftkammer im materialführenden Teil der Lackierpistole zu einem elektronischen Bauteil in Form eines Drucksensors geführt ist, wobei der Drucksensor von dem materialführenden Teil beabstandet und dem nicht-materialführenden Teil zugeordnet ist. Insbesondere gehört der Drucksensor zu einem Elektronikmodul mit den vorstehend erläuterten Merkmalen.
  • Vorzugsweise ist der Druckmesskanal zumindest abschnittsweise durch eine Bohrung bzw. einen Kanal in dem materialführenden und/oder dem nicht-materialführenden Teil der Lackierpistole gebildet. Alternativ oder ergänzend kann ein Druckmesskanal auch durch einen Schlauch oder ähnliches gebildet sein.
  • Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Lackierpistole eine Rund-/Breitstrahleinstelleinrichtung auf, mittels derer eine veränderbare Aufteilung einer zugeführten Druckluft in eine Zerstäubungsdruckluft und eine Horndruckluft erfolgt, die jeweils dem Düsenkopf zugeführt werden. Es ergibt sich stromabwärts der Rund-/Breitstrahleinstelleinrichtung zumindest ein Zerstäubungs- und ein Horndruckluftbereich.
  • Vorzugsweise ist die Druckluftkammer, von welcher ein Druckmesskanal zu einem Drucksensor geführt ist, von dem Zerstäubungsdruckluftbereich gebildet bzw. im Zerstäubungsdruckluftbereich angeordnet. Alternativ oder ergänzend ist eine (weitere) Druckluftkammer, von welcher ein (weiterer) Druckmesskanal zu einem (weiteren) Drucksensor geführt ist, von dem Horndruckluftbereich gebildet.
  • In einer vorteilhaften Weiterentwicklung grenzen eine oder mehrere Druckkammern, von welchen ein Druckmesskanal zu einem Drucksensor geführt ist, unmittelbar an den wechselbaren Düsenkopf an. Vorzugsweise ist diese Druckluftkammer bzw. sind diese Druckluftkammern im Zerstäubungsdruckluftbereich und/oder Hornluftbereich angeordnet.
  • Die eingangs genannte Aufgabe einer erhöhten Funktionssicherheit wird des Weiteren durch eine Lackierpistole gelöst, bei welcher eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung zur drahtlosen Signalübertragung nach einem ersten Funkstandard, beispielsweise Bluetooth, ausgebildet ist und zusätzlich zur drahtlosen Signalübertragung nach einem zweiten Funkstandard, beispielsweise LoRawan, ausgebildet ist, wobei der zweite Funkstandard zur drahtlosen Übertragung von Signalen über eine größere Reichweite sowie insbesondere auch durch die Wände von Lackierkabinen hindurch geeignet ist als der erste Funkstandard. In diesem Sinne handelt es sich z. B. bei dem zweiten Funkstandard um einen Funkstandard, der sich durch eine größere Freifeldreichweite auszeichnet als der erste Funkstandard. Insbesondere zeichnet sich der zweite Funkstandard durch eine größere Reichweite im Lackierumfeld aus. Er weist eine größere Durchdringung von Lackierkabinenwänden und ähnlichen Hindernissen auf.
  • Im Speziellen haben sich in der Praxis als erster Funkstandard Bluetooth LE 5.0 und als zweiter Funkstandard LoRawan bei 433/866 MHZ oder 910 MHZ bewährt. Weitere mögliche Funkstandards sind beispielsweise Wlan, DECT ULE, EnOcean, ZigBee oder Z-Wave.
  • Eine zuverlässige Sende- bzw. Empfangsleistung ist gewährleistet, indem bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Sende- und/oder Empfangseinrichtung für die Signalübertragung für jeden der verschiedenen Funkstandards jeweils eine Antenne aufweist.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Materialauftragssystem mit einer Lackierpistole mit den vorstehend und nachstehend erläuterten Merkmalen, wobei das Materialauftragssystem zumindest ein von der Lackierpistole separates Modul aufweist, welches eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung zur drahtlosen Signalübertragung von bzw. zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung der Lackierpistole umfasst.
  • Vorzugsweise bildet das Materialauftragssystem ein modulares, ATEXzugelassenes Netzwerk zur Erfassung und Verarbeitung relevanter Parameter an allen denkbaren Stellen des Lackierprozesses. Ziel einer Verarbeitung der Informationen aus mehreren derart vernetzten Modulen in einer zentralen Einheit sind auch erweiterte Planungsmöglichkeiten (vorbeugende Wartung, Erfassung von Betriebs- und Verbrauchsdaten, Erfassung Tauschbedarf für Verschleißteile, etc.).
  • So können durch Einbindung von Lackierpistolen und weitere am Lackierprozess beteiligter Produkte eine Vielzahl an verschiedenen Informationen und Daten ermittelt, übertragen und ausgewertet werden (z.B. Filter-Sättigungszustand, Druckwerte von Filtern, Pistoleneinstellung, Materialdruck, Durchsätze von Luft oder/und Material, Temperaturen von Materialien und Umgebung, Luftfeuchte, Betriebszeiten von Pistolen, Verbrauchswerte für Material und / oder Druckluft, Ladezustand, Uhrzeit, Summierung der Betriebszeit, etc.).
  • Ein an die Begebenheiten von Lackierprozessen in vorteilhafterweise abgestimmtes, drahtlos vernetztes Materialauftragssystem ergibt sich, indem das Materialauftragssystem zumindest zwei von der Lackierpistole separate Module aufweist, welche jeweils eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung zur drahtlosen Signalübertragung von bzw. zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung der Lackierpistole umfassen.
  • Dabei stellt eines der Module ein Nahfeld-Modul, insbesondere ein tragbares Nahfeld-Modul, zur Verwendung in einer Lackierkabine und zur Signalübertragung nach einem ersten Funkstandard von bzw. zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung dar.
  • Alternativ oder ergänzend ist ein anderes der Module als Bereichs-Modul, insbesondere stationäres Bereichs-Modul, zur Verwendung außerhalb einer Lackierkabine zur Signalübertragung nach einem zweiten Funkstandard von bzw. zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung ausgebildet.
  • Es versteht sich, dass der zweite Funkstandard zur Signalübertragung über eine größere Reichweite als der erste Funkstandard geeignet ist, insbesondere der zweite Funkstandard zur Signalübertragung von innerhalb einer Lackierkabine durch eine Kabinenwand hindurch nach außerhalb oder umgekehrt geeignet ist.
  • Als bevorzugte Beispiele für die Ausgestaltung des Nahfeld-Moduls sind eine Armbanduhr, eine Wanduhr, ein Tablet, eine Datenbrille, ein Smartphone, ein Datenlogger oder ähnliches zu nennen. Eventuell könnte ein Nahfeld-Modul auch als ATEX-konformes Notebook ausgebildet sein. Standard-Notebooks sind jedoch nicht ATEX-konform.
  • Besonders bevorzugt ist die Ausbildung des Nahfeld-Moduls als Armbahnuhr. Beispielsweise kann die Armbanduhr zur Anzeige von Druckwerten dienen. Vorzugsweise bietet die Uhr die Möglichkeit zur Eingabe von Sollwerten für Einstellparameter der Lackierpistole. Die Uhr kann akustische, optische oder haptische (Vibration) Alarm- bzw. Hinweisfunktionen bereitstellen.
  • Das Bereichs-Modul ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass es zur Einbindung in ein zentrales Netzwerk (gffs. mit Internetschnittstelle) geeignet ist. Insbesondere ist es zum Anschluss an eine Datenverarbeitungsanlage, wie z. B. einen PC geeignet. Auf diese Weise sind sämtliche Funktionen des PC auch für das Netzwerk des Materialauftragssystems nutzbar, wie Speichern, Verarbeiten, Eingabe oder Weitergabe von Daten, insbesondere auch an angebundene Netzwerke (drahtlos, per Kabel, per USB, per Mail, per SMS, etc.). Beispielsweise kann auch ein Bezug der am Nutzungsort aktuell vorliegenden Klimadaten über das Internet erfolgen und Berücksichtigung finden.
  • Vorzugsweise kann die Sende- und/oder Empfangseinrichtung des Bereichs-Moduls zusätzlich zur Signalübertragung nach dem ersten Funkstandard ausgebildet sein. Auf diese Weise wird es ermöglicht, dass das Bereichs-Modul mit weiteren in der Nähe des Bereichs-Moduls befindlichen Modulen des Netzwerks kommuniziert. Insbesondere kann das Bereichs-Modul mit einem oder mehreren Nahfeld-Modulen kommunizieren, wenn diese z. B. aus der Lackierkabine heraus in die Nähe des Bereichs-Moduls gelangen.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines Materialauftragssystems, bei welchem mittels der Signalübertragung zwischen der Sende- und/oder Empfangseinrichtung der Lackierpistole und der Sende- und/oder Empfangseinrichtung des separaten Moduls bzw. der Sende- und/oder Empfangseinrichtungen der separaten Module Informationen übertragen werden, betreffend Vorschläge für Einstellparameter oder andere Betriebsparameter der Lackierpistole für eine Beschichtungsaufgabe und/oder Messwerte von Einstellparametern oder anderen Betriebsparameter einer mit der Lackierpistole durchgeführten Beschichtungsaufgabe. Als zu übertragende Information ist beispielsweise auch ein Vorschlag für einen zu verwendenden Düsentyp (HVLP, Compliant etc.) oder die Düsengröße zu nennen.
  • Im Falle eines besonders bevorzugten Beispiels erfolgt eine automatische Bestimmung von Vorschlägen für Einstellparameter oder andere Betriebsparameter der Beschichtungsaufgabe mit der Lackierpistole auf Basis einer Identifikation des Beschichtungsmaterials, beispielsweise mittels eines Barcodelesers, für eine anstehende Beschichtungsaufgabe mit der Lackierpistole und vorzugsweise auf Basis weiterer Betriebs- und/oder Umgebungsparameter. Die Vorschläge werden mittels der Sende- und/oder Empfangseinrichtungen von dem separaten Modul bzw. von den separaten Modulen zur Lackierpistole und/oder umgekehrt übertragen.
  • Die Erfindung wird nachfolgenden anhand beispielhafter Ausführungsbeispiele erläutert. Die Figuren zeigen:
    • 1 eine Lackierpistole mit einem abnehmbaren Elektronikmodul, das eine Sende- und/oder Empfangseinheit umfasst,
    • 2 eine Schnittdarstellung des vorderen Abschnitts der Lackierpistole gemäß 1,
    • 3 den schematischen Aufbau eines darahtlos vernetzten Materialauftragssystems mit zwei Lackierpistolen gemäß 1.
  • In 1 ist eine handgeführte Lackierpistole 1 zum druckluftunterstützten Zerstäuben und Auftragen eines Beschichtungsmaterials gezeigt. Die Lackierpistole 1 ist als HVLP-Lackierpistole ausgebildet. Alternativ könnte sie auch als Compliant-Lackierpistole ausgestaltet sein.
  • Die Lackierpistole 1 umfasst einen Grundkörper 2 mit einem materialführenden Teil 3 und einem nicht-materialführenden Teil 4, der als Handhabungsteil mit einem Handgriff 5 für einen Lackierer ausgebildet ist. Ein Betätigungshebel 6 ist schwenkbar an dem materialführenden Teil 3 angebracht. Am unteren Ende des Handgriffs 5 ist ein Druckluftanschluss 7 für beispielsweise einen nicht gezeigten Druckluftversorgungschlauch vorgesehen. Ausgehend von dem Druckluftanschluss 7 wird zugeführte Druckluft mittels eines Druckluftleitungssystems innerhalb der Lackierpistole über eine Rund-/Breitstrahleinstelleinrichtung 8 zu einem Düsenkopf 9 der Lackierpistole 1 geführt. Die Rund-/Breitstrahleinstelleinrichtung 8 dient zur Einstellung der Aufteilung der zugeführten Druckluft in eine Zerstäubungsdruckluft und eine Horndruckluft, die getrennt dem Düsenkopf 9 zugeführt werden. Stromabwärts der Rund-/Breitstrahleinstelleinrichtung 8 bilden sich daher in dem materialführenden Teil 3 der Lackierpistole 1 zumindest ein Zerstäubungs- und ein Horndruckluftbereich 10, 11 (2) aus.
  • Der materialführende Teil 3 weist eine als Fließbecheranschluss ausgebildete Materialzuführung 12 auf. Des Weiteren ist der materialführende Teil 3 der Lackierpistole 1 mit dem auswechselbaren Düsenkopf 9 versehen. Unter Schwerkrafteinwirkung und aufgrund einer Sogwirkung durch die am Düsenkopf 9 austretende Zerstäubungsluft wird das Beschichtungsmaterial, z. B. Lack, über eine Materialkanaleinrichtung 13 (2) von einem an den Fließbecheranschluss angeschlossenen Fließbecher zum Düsenkopf 9 gefördert.
  • Die Lackierpistole 1 weist des Weiteren ein in den Handgriff 5 integriertes Elektronikmodul 14 auf. Das Elektronikmodul 14 ist abnehmbar ausgestaltet, so dass es z. B. für eine Reinigung der Lackierpistole 1 mit Lösungsmittel vorübergehend entfernt werden kann. Bei einer alternativen Ausgestaltung kann auch der gesamte Handgriff 5 als Einheit von dem oberen Teil der Lackierpistole 1, welche den materialführenden Teil 3 umfasst, abnehmbar ausgestaltet sein. In beiden Fällen ist das Elektronikmodul 14 von dem materialführenden Teil 3 der Lackierpistole 1 beabstandet und dem nicht-materialführenden Teil 4 zugeordnet.
  • Das Elektronikmodul 14 umfasst u. a. eine in 1 angedeutete Sende- und/oder Empfangseinrichtung 15 zur drahtlosen Signalübertragung. Die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 15 ist zur drahtlosen Signalübertragung nach zwei verschiedenen Funkstandards ausgebildet. Als erster Fundstandard wird Bluetooth LE 5.0 eingesetzt. Als zweiter Funkstandard wird LoRawan bei 433/866 MHZ oder 910 MHZ eingesetzt. Der zweite Funkstandard ist zur drahtlosen Übertragung von Signalen über eine größere Reichweite sowie durch ggfs. vorhandene Hindernisse (wie z.B. die Wand einer Lackierkabine) geeignet ist als der erste Funkstandard. Die Sende- und/oder Empfangseinrichtung 15 ist für jeden der beiden Funkstandards jeweils mit einer in der Lackierpistole 1 untergebrachten Antenne versehen.
  • Zusätzlich zur Sende- und/oder Empfangseinrichtung 15 weist das Elektronikmodul 14 mehrere elektronische, mit der Sende- und/oder Empfangseinheit 15 direkt oder indirekt verbundene Bauteile auf. So umfasst das Elektronikmodul 14 zwei Druck-Sensoreinheiten, eine Daten-Speichereinheit, Datenverarbeitungseinheit (CPU) und eine Energie-Speichereinheit in Form einer berührungslos aufladbaren Batterie. In 1 ist die Ladespule 16 der Batterie angedeutet.
  • Das Elektronikmodul 14 umfasst eine Platine, auf welcher u. a. die als SMD-Bauteile ausgebildeten Druck-Sensoreinheiten, eine Daten-Speichereinheit und die Datenverarbeitungseinheit (CPU) aufgebracht sind.
  • Wie bereits vorstehend erläutert, können bei einem anderen Ausführungsbeispiel andere bzw. zusätzliche elektronische Bauteile, wie eine Aktoreinheit und eine Anzeigeeinheit etc. vorgesehen sein.
  • Die Druck-Sensoreinheiten bzw. Drucksensoren dienen zur Messung des Luftdrucks in zwei verschiedenen Druckkammern 17, 18 im materialführenden Teil 3 der Lackierpistole 1. Die Druckkammern 17, 18, von welchen jeweils ein Druckmesskanal 19, 20 zu einem der Drucksensoren geführt ist, sind in 2 gezeigt, in welcher der vordere Abschnitt der Lackierpistole 1 im Schnitt dargestellt ist.
  • Der auswechselbare Düsenkopf 9 ist auf einen vorderen Abschnitt des Grundkörpers 2 der Lackierpistole 1 aufgeschraubt. In 2 ist ein Abschnitt der Materialkanaleinrichtung 13 gezeigt, der in den Düsenkopf 9 mündet. Der Düsenkopf 9 umfasst eine eingeschraubte Materialdüse 21 umgeben von einer Luftdüsenanordnung 22, die einen Austrittspalt 23 für die Zerstäubungsluft bildet und mit zwei gegenüberliegenden Hörner 24 mit Hornluftdüsen 25 versehen ist. Die Luftdüsenanordnung 22 wird mittels eines Luftdüsenrings 26 an dem Grundkörper 2 der Lackierdüse 1 auswechselbar befestigt. Eine Prallscheibe 27 ist fest mit der Materialdüse 21 verbunden und wird bei der Demontage des Düsenkopfs 9 mitentfernt.
  • Aus 2 ist ersichtlich, dass die erste Druckluftkammer 17 von dem Zerstäubungsdruckluftbereich 10 gebildet bzw. im Zerstäubungsdruckluftbereich 10 angeordnet ist. Die zweite Druckluftkammer 18 ist von dem Horndruckluftbereich 11 gebildet bzw. im Horndruckluftbereich 11 angeordnet. Beide Druckluftkammern 17, 18 grenzen unmittelbar an den Düsenkopf 9 an, d. h. ein Teil der Wandung der Druckkammern 17, 18 wird durch den Düsenkopf 9 gebildet.
  • Die in 2 angedeuteten Druckmesskanäle 19, 20 sind im materialführenden und im nicht-materialführenden Teil 3, 4 der Lackierpistole 1 als Bohrung ausgebildet und münden im Elektronikmodul 14.
  • Es ergibt sich eine präzise Druckmessung der Zerstäubungsdruckluft und der Horndruckluft in unmittelbarer Nähe des Zerstäubungsvorgangs. Die Drucksensoren sind aber beabstandet vom materialführenden Teil 3 der Lackierpistole 1 und damit gut geschützt im Elektronikmodul 14, das am Handgriff 5 angeordnet ist, untergebracht. Die Messwerte der Drucksensoren können beispielsweise von der Daten-Speichereinheit gespeichert, durch die Datenverarbeitungseinheit verarbeitet und mittels der Sende- und/oder Empfangseinrichtung 15 an ein anderes Modul des Materialauftragssystems 28 übermittelt werden.
  • Ein beispielhafter Aufbau des Materialauftragssystems 28 ist anhand 3 erläutert.
  • Das Materialauftragssystem 28 weist z. B. zwei Lackierpistolen 1 gemäß 1 auf, die jeweils mit einem Elektronikmodul 14 versehen sind. Innerhalb einer Lackierkabine 29 ist zudem ein tragbares Nahfeld-Modul 30 vorgesehen, das als Armbanduhr ausgebildet ist. Die Armbanduhr kann von einem Lackierer, der mit den beiden Lackierpistolen 1 arbeitet, getragen werden. Die Armbanduhr ist zur bidirektionalen Signalübertragung mit den Lackierpistolen 1 mit Hilfe des Funkstandards Bluetooth LE 5.0 geeignet. Sie weist eine Anzeige auf, mittels derer unterschiedliche Daten und Informationen angezeigt werden können. Beispielsweise können die durch die Drucksensoren in den Lackierpistolen 1 gemessenen Druckwerte angezeigt werden. Zudem bietet die Uhr die Möglichkeit zur Eingabe von Sollwerten z. B. für die gemessenen Drücke sowie eine akustische, optische oder haptische (Vibration) Alarm- bzw. Hinweisfunktion, wenn der gemessene Istwert (zu stark) von einem vorgegebenen Sollwert abweicht.
  • Es versteht sich, dass weitere Lackierpistolen 1 oder weitere Nahfeld-Module 30, die anders als die Armbanduhr ausgebildet sein können, in das modulare und standardisierte Netzwerk des Materialauftragssystems 28 eingebunden werden können.
  • Außerhalb der Lackierkabine ist ein stationäres Bereichs-Modul 31 (Gateway) angeordnet, welches zur bidirektionalen Signalübertragung mit den zwei Lackierpistolen 1 nach dem Funkstandard LoRawan geeignet ist. Das Bereich-Modul 31 ist beispielsweise internetfähig, weist eine leistungsfähige CPU und ein Display auf. Es ist an einen PC 32 angeschlossen, auf welchem verschiedene Software-Applikationen installiert sein können, welche von den Lackierpistolen 1 übermittelte Daten auswerten bzw. Daten zur Übermittelung an die Lackierpistolen 1 generieren.
  • Zudem kann das Bereichs-Modul 31 mit einem Mobiltelefon 33, einem Tablet etc. verbunden sein, auf welchem ebenfalls verschiedene Software-Applikationen installiert sein können, welche von den Lackierpistolen 1 übermittelte Daten auswerten bzw. Daten zur Übermittelung an die Lackierpistolen 1 generieren. Die bidirektionale Signalübertragung zwischen dem Mobiltelefon 33 etc. und dem Bereichs-Modul 31 erfolgt nach dem ersten Funkstandard (Bluetooth). Wenn das Nahfeld-Modul 30 aus der Lackierkabine 29 in die Nähe des Bereichs-Moduls 31 gelangt, kann auch dieses nach dem ersten Funkstandard (Bluetooth) Daten/Informationen von dem Bereichs-Modul 31 empfangen oder an diese übersenden.
  • Im Betrieb des Materialauftragssystems 28 werden zwischen der Sende- und/oder Empfangseinrichtung 15 der Lackierpistolen 1, des Nahfeld-Moduls sowie des Bereichs-Moduls Informationen übertragen, betreffend Vorschläge für Einstellparameter oder andere Betriebsparameter der Lackierpistole 1 für eine Beschichtungsaufgabe und/oder Messwerte von Einstellparametern oder anderen Betriebsparameter einer mit der Lackierpistole 1 durchgeführten Beschichtungsaufgabe.
  • Im Speziellen kann z. B. zunächst ein Lack für eine anstehende Autoreparaturlackierung mittels eines Barcodelesers identifiziert werden, der an das Netzwerk angebunden ist. Eine auf dem PC 32 installierte Software-Applikation liest die Informationen aus einem in einer Datenbank hinterlegten Datenblatt des Lacks aus. Ausgehend von den Angaben im Datenblatt und z. B. unter Berücksichtigung von aktuell gemessenen Umgebungsparametern in der Lackierkabine 29 werden Vorschläge für die Düsenwahl sowie (Sollwerte) für den Druck der Zerstäubungsdruckluft oder der Horndruckluft ermittelt. Die Vorschläge (Sollwerte) werden an die Lackierpistole(n) 1 übermittelt und gffs. von dort zur Anzeige weiter an die Armbanduhr übertragen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2012/052255 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Lackierpistole (1) zum Zerstäuben, insbesondere zum druckluftunterstützten Zerstäuben, und Auftragen eines Beschichtungsmaterials, insbesondere eines Lacks, wobei die Lackierpistole (1) einen materialführenden Teil (3) mit einer Materialzuführung (12), einem Düsenkopf (9) und einer Materialkanaleinrichtung (13) aufweist, mittels welcher ein der Materialzuführung (12) zugeführtes Beschichtungsmaterial dem Düsenkopf (9) zuleitbar ist, wobei die Lackierpistole (1) zusätzlich einen nicht-materialführenden Teil (4) und eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) zur drahtlosen Signalübertragung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) zur drahtlosen Signalübertragung von dem materialführenden Teil (3) beabstandet und dem nicht-materialführenden Teil (4) zugeordnet ist.
  2. Lackierpistole (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackierpistole (1) als handgeführte Lackierpistole (1) ausgebildet ist und/oder der als Handhabungsteil ausgebildete nicht-materialführende Teil (4) einen Handgriff (5) aufweist.
  3. Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackierpistole (1) mit einem Druckluftanschluss (7) versehen ist, von welchem ein Druckluftleitungssystem zur Düsenkopf (9) führt und welcher vorzugsweise an dem nicht-materialführenden Teil (4) angeordnet ist.
  4. Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lackierpistole (1) eines oder mehrere der folgenden elektronischen, mit der Sende- und/oder Empfangseinheit (15) direkt oder indirekt verbundenen Bauteile aufweist: eine oder mehrere Sensoreinheiten, eine oder mehrere Aktoreinheiten, eine Anzeigeeinheit, eine Daten-Speichereinheit, eine Datenverarbeitungseinheit und/oder eine Energie-Speichereinheit, wobei vorzugsweise das elektronische Bauteil bzw. die elektronischen Bauteilen von dem materialführenden Teil (3) beabstandet und dem nicht-materialführenden Teil (4) zugeordnet ist bzw. sind.
  5. Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) lösbar mit der Lackierpistole (1) verbunden ist.
  6. Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Druckmesskanal (19, 20) vorgesehen ist, der von einer Druckluftkammer (17, 18) im materialführenden Teil (3) der Lackierpistole (1) zu einem elektronischen Bauteil in Form eines Drucksensors geführt ist, wobei der Drucksensor von dem materialführenden Teil (3) beabstandet und dem nicht-materialführenden Teil (4) zugeordnet ist, und wobei vorzugsweise der Druckmesskanal (19, 20) zumindest abschnittsweise durch eine Bohrung im materialführenden und/oder im nicht-materialführenden Teil (3, 4) der Lackierpistole (1) gebildet ist.
  7. Lackierpistole (1) nach dem Obergriff von Anspruch 1, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) zur drahtlosen Signalübertragung nach einem ersten Funkstandard, beispielsweise Bluetooth, ausgebildet ist und zusätzlich zur drahtlosen Signalübertragung nach einem zweiten Funkstandard, beispielsweise LoRawan, ausgebildet ist, wobei der zweite Funkstandard vorzugsweise zur drahtlosen Übertragung von Signalen über eine größere Reichweite geeignet ist als der erste Funkstandard, insbesondere die Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) für die Signalübertragung nach den verschiedenen Funkstandards jeweils eine Antenne aufweist.
  8. Materialauftragssystem (28) mit einer Lackierpistole (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Materialauftragssystem (28) zumindest ein von der Lackierpistole (1) separates Modul (30, 31) aufweist, welches eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung zur drahtlosen Signalübertragung von bzw. zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) der Lackierpistole (1) umfasst.
  9. Materialauftragssystem (28) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Materialauftragssystem (28) zumindest zwei von der Lackierpistole (1) separate Module (30, 31) aufweist, welche jeweils eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung zur drahtlosen Signalübertragung von bzw. zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) der Lackierpistole (1) umfassen, wobei eines der Module (30, 31) als Nahfeld-Modul (30), insbesondere tragbares Nahfeld-Modul (30), zur Verwendung in einer Lackierkabine (29) und zur Signalübertragung nach einem ersten Funkstandard von bzw. zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) der Lackierpistole (1) ausgebildet ist, und/oder eines der Module (30, 31) als Bereichs-Modul (31), insbesondere als stationäres Bereich-Modul (31), zur Verwendung außerhalb einer Lackierkabine (29) und zur Signalübertragung nach einem zweiten Funkstandard von bzw. zu der Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) der Lackierpistole (1) ausgebildet ist, wobei der zweite Funkstandard zur Signalübertragung über eine größere Reichweite geeignet ist als der erste Funkstandard, wobei der zweite Funkstandard insbesondere zur Signalübertragung von innerhalb einer Lackierkabine (29) durch eine Kabinenwand hindurch nach außerhalb oder umgekehrt geeignet ist.
  10. Verfahren zum Betrieb eines Materialauftragssystems (28) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Signalübertragung zwischen der Sende- und/oder Empfangseinrichtung (15) der Lackierpistole (1) und der Sende- und/oder Empfangseinrichtung des separaten Moduls (30, 31) bzw. der Sende- und/oder Empfangseinrichtungen der separaten Module (30, 31) Informationen übertragen werden, betreffend Vorschläge für Ausstattungen sowie Einstellparameter oder andere Betriebsparameter der Lackierpistole (1) für eine Beschichtungsaufgabe und/oder Messwerte von Einstellparametern oder anderen Betriebsparameter einer mit der Lackierpistole (1) durchgeführten Beschichtungsaufgabe.
  11. Verfahren zum Betrieb eines Materialauftragssystems (28) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis einer Identifikation eines Beschichtungsmaterials, beispielsweise mittels eines Barcodelesers, für eine anstehenden Beschichtungsaufgabe mit der Lackierpistole (1) und vorzugsweise auf Basis weiterer Betriebs- und/oder Umgebungsparameter Vorschläge für Einstellparameter oder andere Betriebsparameter der Beschichtungsaufgabe mit der Lackierpistole (1) ermittelt werden, vorzugsweise automatisch ermittelt werden, und mittels der Sende- und/oder Empfangseinrichtungen von dem separaten Modul (30, 31) bzw. von den separaten Modulen (30, 31) zur Lackierpistole (1) und/oder umgekehrt übertragen werden.
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