DE19617683A1 - Sprühbeschichtungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sprühbeschichtungsvor­ richtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der US-PS 4 196 465 ist eine Sprühvorrichtung bekannt, welche an einem Roboterarm, am Arm eines Hubständers oder bewegbar oder ortsfest an einer anderen Maschinenvorrichtung befestigt werden kann. Die zu beschichtenden Gegenstände werden bei automatischen Sprühbeschichtungsvorgängen von einer Transportvorrichtung an der Sprühvorrichtung quer zu ihrer Sprührichtung vorbeibewegt. Wenn die zu beschichtenden Gegenstände ortsfest angeordnet werden, muß die Sprühvorrichtung relativ zu den Gegenständen bewegt werden, damit die gesamte Oberfläche des Gegenstandes beschichtet wird. Während des Beschichtungsbetriebes kann es vorkommen, daß eine Sprühvorrichtung, meistens "Pistolen" genannt, nicht im richtigen Abstand zu dem zu beschichtenden Gegenstand steht. Eine Kollision ist in diesen Fällen unvermeidlich. Bei einer Kollision können die Sprühvorrichtungen und die zu beschichtenden Gegenstände beschädigt werden. Teure Betriebsunterbrechungen der Sprühbeschichtungs­ vorrichtung sind dann die Folge. Die Kollisionen sind nicht vermeidbar. Es ist deshalb ein Bedürfnis, die Sprühvorrichtung zu schützen.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, Beschädigungen der Sprühvorrichtung und der zu beschichtenden Gegenstände im Falle einer Kollision so weit wie möglich zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung hat folgende Vorteile: Im Falle einer Kollision wird die Transportvorrichtung der zu beschichtenden Gegenstände sofort abgeschaltet. Zur Ermittlung einer Kollision zwischen der Sprühvorrichtung und den zu beschichtenden Gegenständen in den vier Koordinatenrichtungen auf, ab, links und rechts wird nur ein einziger Sensor benötigt. Gemäß der Erfindung ist die Sprühvorrichtung quer zu ihrer Sprührichtung in allen Kollisionsrichtungen geschützt, weil sie in allen Kollisionsrichtungen den zu beschichtenden Gegenständen ausweichen kann. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Gegenstände bewegt und die Sprühvorrichtung ortsfest angeordnet werden, oder ob die Sprühvorrichtung bewegt und die zu beschichtenden Gegenstände ortsfest angeordnet werden, oder ob sowohl die zu beschichtenden Gegenstände als auch die Sprühvorrichtung bewegt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist derart ausgebildet, daß nach Beseitigung der Kollisionssituation die Sprühvorrichtung automatisch in eine Neutralstellung zurückbewegt und in dieser Neutralstellung für den weiteren Beschichtungsbetrieb gehalten wird. Mit "Neutralstellung" ist hiermit die Stellung der Sprühvorrichtung relativ zu ihrem Träger gemeint, welche für den normalen Sprühbeschichtungsbetrieb erforderlich ist.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand einer bevorzugten Ausführungsform als Beispiel beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Sprühbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung von der Seite in oder entgegen der Bewegungsrichtung der zu beschichtenden Gegenstände gesehen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Sprühbe­ schichtungsvorrichtung von Fig. 1,

Fig. 3 eine Kollisionsschutzvorrichtung im Längsschnitt längs der Ebene III-III von Fig. 4 der Sprühbeschichtungsvorrichtung nach den Fig. 1 und 2,

Fig. 4 eine Stirnansicht auf die in Fig. 3 obere Stirnseite der Kollisionsschutzvorrichtung,

Fig. 5 einen Längsschnitt in Sprühbeschich­ tungsrichtung einer weiteren Ausführungsform einer Kollisionsvor­ richtung nach der Erfindung, in der Ebene V-V von Fig. 6 gesehen,

Fig. 6 eine Stirnansicht in Fig. 5 von oben gesehen entgegen der Sprühbeschichtungsrichtung.

Die in den Fig. 1 bis 4 der Zeichnungen dargestellte Sprühbeschichtungsvorrichtung nach der Erfindung zum Sprühbeschichten von Gegenständen 2 enthält eine Kollisionsvorrichtung 4. Die Kollisionsvorrichtung 4 enthält einen Primärteil 6 und einen Sekundärteil 8. Der Primärteil 6 ist an einem Träger 10 lösbar befestigt und der Sekundärteil 8 weist Mittel 12 auf, um an ihm mindestens eine Sprühvorrichtung 14 zu befestigen, die eine vom Sekundärteil 8 wegragende Sprührichtung 16 hat. Die Befestigungsmittel 12 bestehen bei der dargestellten Ausführungsform aus einem in Sprührichtung 16 vom Sekundärteil 8 wegragenden Vorsprung 18 zum Draufsetzen der Sprühvorrichtung 14 und im Vorsprung 18 gebildeten Bohrungen 20 zum Anschrauben der Sprühvorrichtung 14. An den Befestigungsmitteln 12 können anstelle der dargestellten einen Sprühvorrichtung 14 mehrere Sprühvorrichtungen 14 befestigt werden. Der Träger 10 kann anstelle der dargestellten einen Kollisionsvorrichtung 4 mehrere Kollisionsvorrichtungen 4 tragen.

Der Träger 10 kann ortsfest angeordnet oder ein beweglicher Computerarm oder ein in Richtung des Doppelpfeiles 28 auf und ab bewegbarer Arm eines Hubständers 29 sein. Der Hubständer 29 kann ortsfest angeordnet oder horizontal in Richtung eines Doppelpfeiles 31 quer zur Bewegungsrichtung 26 der zu beschichtenden Gegenstände 2 bewegbar sein und/oder längs eines weiteren Doppelpfeiles 33 parallel zur Bewegungsrichtung 26 der Gegenstände 2 bewegbar sein.

Die Sprühvorrichtung 14 kann mit oder ohne elektrostatische Wirkung zum Sprühen von pulverförmigem oder flüssigem Beschichtungsmaterial, beispielsweise Farben oder Lacke, ausgebildet sein.

Der Sekundärteil 8 ist am Primärteil 6 quer zur Sprührichtung 16 schwenkbar befestigt, wie dies insbesondere Fig. 3 und 4 zeigen. Für die schwenkbare Befestigung wird nur eine einzige Zugfeder 22 oder ein anderes Federelement benötigt, welche den Sekundärteil 8 relativ zum Primärteil in eine Neutralstellung drängt, welche in Fig. 3 dargestellt ist. Der Sekundärteil 8 ist entgegen der Federkraft der Zugfeder 22 quer zur Sprührichtung 16 aus der Neutralstellung um den Primärteil 6 herum wegschwenkbar durch die Kraft einer Kollision zwischen der Sprühvorrichtung 14 und einem zu beschichtenden Gegenstand 2. Die zu beschichtenden Gegenstände 2 werden von einer Transportvorrichtung 24, beispielsweise mit Hilfe einer Förderkette, quer zur Sprührichtung 16 an der vorderen Stirnseite der Sprühvorrichtung 14 vorbeitransportiert und können dabei mit der Sprühvorrichtung 14 kollidieren, wenn diese zu nahe an die Gegenstände 2 heranbewegt wird. Der Träger 10 kann ortsfest angeordnet sein. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist der Träger 10 und damit auch die Sprühvorrichtung 14 vertikal bewegbar gemäß einem Doppelpfeil 28 in Fig. 1. Auch bei dieser Vertikalbewegung 28 quer zur Sprührichtung 16 kann die Sprühvorrichtung 14 mit einem der Gegenstände 2 kollidieren, wenn sie zu nahe beieinander angeordnet werden. Bei einer Kollision der Gegenstände 2 in ihrer Transportrichtung 26 von Fig. 2 mit der Sprühvorrichtung 14 wird diese Sprühvorrichtung 14 entgegen der Kraft der Zugfeder 22 horizontal relativ zum Primärteil 6 weggeschwenkt. Bei einer Kollision der Sprühvorrichtung 14 in ihrer Hub- oder Senkrichtung 28 mit einem der Gegenstände 2 wird die Sprühvorrichtung 14 entgegen der Federkraft der Zugfeder 22 relativ zum Primärteil 6 durch die Kollisionskraft vertikal weggeschwenkt. Die Zugfeder 22 ist so angeordnet, daß sie und ihre Zugrichtung rechtwinkelig zur Kollisionsrichtung liegen. Im vorliegenden Beispiel ist die Zugrichtung der Zugfeder 22 in der Sprührichtung 14 oder parallel zur ihr.

Ein einziger Sensor 30 ist, mit Bezug auf seine Wirkungsrichtung parallel, neben der Zugfeder 22 angeordnet und meldet an eine nicht dargestellte elektronische Steuervorrichtung in Abhängigkeit von der relativen Position zwischen dem Primärteil 6 und dem Sekundärteil 8, wenn die Sprühvorrichtung 14 zusammen mit dem Sekundärteil 8 relativ zum Primärteil 6 quer zur Sprührichtung 16 geschwenkt wird. Die nicht dargestellte elektronische Steuereinrichtung schaltet in Abhängigkeit von dem Signal des Sensors 30 die Transportvorrichtung 24 und/oder Antriebsmittel für den Träger 10 und/oder Antriebsmittel für den Hubständer 29 automatisch jeweils dann ab, wenn der Sensor 30 eine solche Schwenkbewegung meldet.

Der Primärteil 6 besteht aus einem Grundkörper 34 und einer Schalterplatte 36, die mit Schrauben 38 an der in Sprührichtung 16 zeigenden Stirnseite des Grundkörpers 34 befestigt ist. Der Sensor 30 ist ein Mikroschalter. Der Mikroschalter 30 ist in einer Bohrung 40 des Grundkörpers 34 auf der Rückseite der Schalterplatte 36 angeordnet, und an dieser Schalterplatte 36 (oder dem Grundkörper 34) befestigt. Ein entgegen der Sprührichtung 16 und damit parallel zur Federkraftrichtung der Zugfeder 22 betätigbarer Betätigungsstift 42 des Mikroschalters 30 ragt durch eine Bohrung 44 der Schalterplatte 36 bis über deren in Sprührichtung 16 zeigende vordere Stirnseite 46 hinaus und wird von einer gegenüberliegenden hinteren Stirnseite 48 des Sekundärteils 8 in die Ebene der vorderen Stirnseite 46 zurückgedrückt. Diese beiden einander parallel gegenüberliegenden Stirnseiten 46 und 48 der Schalterplatte 36 und des Sekundärteils 8 sind flach, so daß der Sekundärteil 8 in einem Kollisions­ fall um eine seiner Außenkanten kippt, die sich auf der vorderen Stirnseite 46 der Schalterplatte 36 abstützt. Dabei gibt der Sekundärteil 8 den Betätigungsstift 42 des Mikroschalters 30 frei, so daß sich dieser in Sprührichtung 16 aus seinem Mikroschalter 30 herausbewegt und dadurch im Mikroschalter 30 Kontakte schließt oder öffnet, was über ein elektrisches Kabel 50 ein entsprechendes Signal in der nicht dargestellten Steuereinrichtung zur Folge hat. Anstatt eines Mikroschalters 30 kann ein induktiver Näherungsschalter verwendet werden.

Durch den Grundkörper 34 und die Schalterplatte 36 erstreckt sich in Sprührichtung 16 und damit parallel zur Bohrung 40, in welcher der Mikroschalter 30 untergebracht ist, eine weitere Bohrung 52. Die Zugfeder 22 ist in dieser weiteren Bohrung 52 untergebracht und erstreckt sich durch die Schalterplatte 36. Das vordere Ende 56 der Zugfeder 22 ist an einer Schaftschraube 57 eingehängt, welche quer zur Sprührichtung 16 in den Sekundärteil 8 geschraubt ist. Das hintere Federende 54 ist am vorderen Ende eines Zugankers oder einer Spannschraube 58 eingehängt, welche in die weitere Bohrung 52 des Grundkörpers 34 axial verschiebbar hineinragt. Die Spannschraube 58 kann durch eine Gewindemutter 60 axial verstellt und in ihrer axialen Position fixiert werden. Zusätzlich kann eine Kontermutter 61 vorgesehen werden. Durch axiales Verstellen der Spannschraube 58 kann die Vorspannung der Zugfeder 22 eingestellt werden, mit welcher die Zugfeder 22 den Sekundärteil 8 mit ihrer hinteren Stirnseite 48 gegen die vordere Stirnseite 46 der Schalterplatte 36 in die in Fig. 3 dargestellte Neutralstellung zieht, bei welcher diese beiden Stirnseiten 46 und 48 vollständig aneinander anliegen.

Da die aneinander anliegenden Stirnseiten 46 und 48 der Schalterplatte 36 und des Sekundärteils 8 flach sind, ist für die Neutralstellung eine definierte Rasterposition gegeben. Der Sekundärteil 8 kann entgegen der Federkraft der Zugfeder 22 nur über einen äußeren Rand seiner hinteren Stirnseite 48 abkippen, welche sich an der gegenüberliegenden vorderen Stirnseite 46 der Schalterplatte 36 abstützt. Der Sekundärteil 8 mit der Sprühvorrichtung 14 ist nur dann aus der dargestellten Neutralstellung oder Rasterposition wegschwenkbar, wenn die Kollisionskraft ein bestimmtes Mindest-Kippmoment quer zur Zugkraft der Zugfeder 22 erzeugt.

Der Sekundärteil 8 ist bei der dargestellten Ausführungsform als Adapter für die Befestigung der Sprühvorrichtung 14 ausgebildet. Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform kann der Sekundärteil 8 durch einen Teil der Sprühvorrichtung 14 selbst gebildet sein.

Die vordere Stirnseite 46 der Schalterplatte 36 und die ihr gegenüberliegende Stirnseite 48 des Sekundärteils 8 können eine andere als die dargestellte flache Form haben, beispielsweise abgestuft oder bogenförmig ausgebildet sein. Bei einer bogenförmigen Ausbildung müssen jedoch einander gegenüberliegende flache Oberflächen oder andere Rastermittel vorgesehen sein, damit für die Neutralstellung von Fig. 3 eine definierte Rasterposition gegeben ist.

Die zum Verschwenken des Sekundärteils 8 relativ zum Primärteil 6 erforderliche Kollisionskraft ist vorzugsweise in allen Richtungen quer zur Sprührichtung 16 gleich groß. Damit dies der Fall ist, muß beachtet werden, daß das Gewicht der Sprühvorrichtung 14 entgegen der Federkraft der Zugfeder 22 ein Kippmoment nach unten erzeugt. Zur Berücksichtigung dieses Fakts ist die vertikale Strecke 64, und damit der vertikale Hebelarm vom Angriffspunkt der Zugfeder 22 nach unten bis zu der Stelle 66, wo die Stirnflächen 46 und 48 unten aufhören aneinander anzuliegen, größer als die horizontale Strecke 68, und damit auch der horizontale Hebelarm, vom Angriffspunkt der Zugfeder 22 beidseitig je bis zu den Stellen 70, wo die Stirnflächen 46 und 48 seitlich aufhören aneinander anzuliegen, d. h. wo sie sich jeweils mit ihren Rändern aufeinander abstützen im Falle einer Schwenkbewegung des Sekundärteils 8 relativ zum Primärteil 6. Die Zugrichtung der Zugfeder 22 ist rechtwinklig zu den genannten vertikalen und horizontalen Strecken 64 und 68.

Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß den Zeichnungen sind die aneinander anliegenden Stirnseiten 46 und 48 oval, wobei die vertikale Ovalachse 72 länger ist als die horizontale Ovalachse 74. Der Angriffspunkt der Zugfeder 22 liegt im Ovalzentrum 76. Eine der beiden Stirnseiten 46 und 48, im dargestellten Ausführungsbeispiel die vordere Stirnfläche 46 der Schalterplatte 36, ist vertieft angeordnet und von schrägen Einführflächen 78 begrenzt, über welche die andere Stirnseite, im vorliegenden Beispiel die hintere Stirnfläche 48 des Sekundärteils 8, auf die eine Stirnfläche 46 zurückgeführt wird, wenn nach Wegfall einer Kollisionskraft diese beiden Stirnflächen 46 und 48 von der Zugfeder 22 wieder soweit zusammengezogen werden, daß sie aneinander anliegen.

Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte weitere Ausführungsform einer Kollisionsvorrichtung 4 ist identisch ausgebildet wie die Kollisionsvorrichtung 4 der Fig. 3 und 4, mit Ausnahme einer mit dem Grundkörper 34 des Primärteils 6 einstückig gebildeten Rohrschelle 80. Die Rohrschelle 80 hat eine zylindrische Sackbohrung 82 zur Aufnahme des vorderen Endes des Trägers 10. Dadurch ist die Rohrschelle 80, und mit ihr die gesamte Kollisionsvorrichtung 4, in Richtung eines Pfeiles 84 auf den Träger 10 aufsteckbar. Das innere Ende der Sackbohrung 82 ist mit einander diametral gegenüberliegenden Längsschlitzen 86 versehen, so daß ein flexibler äußerer Schellenteil 88 gebildet ist, welcher durch den Kopf 90 einer Spannschraube 92 gegen einen relativ dazu ortsfesten Teil 94 des Grundkörpers 34 spannbar ist, in welchen die Spannschraube 92 eingeschraubt ist. Anstelle eines kreiszylindrischen runden Querschnittes könnten der Träger 10 und die Sackbohrung 82 auch eine andere Querschnittsform haben. Die Schrauben 38, mit welcher die Schalterplatte 36 am Grundkörper 34 befestigt ist, sind anders als bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 positioniert, damit sie sich nicht mit den Spannschrauben 92 kreuzen. In allen übrigen Teilen ist die Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 identisch mit der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 und wird deshalb nicht nochmals im Detail beschrieben.

Claims (8)

1. Sprühbeschichtungsvorrichtung zum Sprühbeschichten vom Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß in der mechanischen Verbindung zwischen einer Sprühvorrichtung (14) und einem sie tragenden Träger (10) eine Kollisionsvorrichtung (4) vorgesehen ist, welche einen Primärteil (6) und einen Sekundärteil (8) aufweist, daß der Sekundärteil (8) am Primärteil (6) quer zur Sprührichtung (16) schwenkbar befestigt ist, und daß Federmittel (22) vorgesehen sind, welche den Sekundärteil (8) relativ zum Primärteil (6) in eine definierte Neutralstellung (Fig. 3) drängen, aus welcher der Sekundärteil (8) entgegen der Federkraft der Federmittel (22) quer zur Sprührichtung (16) wegschwenkbar ist durch eine quer zur Sprührichtung (16) wirkende Kraft einer Kollision zwischen der Sprühvorrichtung (14) und einem der zu beschichtenden Gegenstände (2), und daß Sensormittel (30) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von der relativen Position zwischen dem Primärteil (6) und dem Sekundärteil (8) melden, wenn die Neutralstellung verloren geht.

2. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil (6) und der Sekundärteil (8) einander gegenüberliegende Stirnflächen (46, 48) haben, daß die Federmittel (22) mit Vorspannung zwischen den Primärteil (6) und den Sekundärteil (8) gespannt sind, so daß diese Stirnflächen (46, 48) gegeneinander gespannt werden, wobei die Neutralstellung (Fig. 1) dann gegeben ist, wenn diese Stirnflächen (46, 48) in einer definierten Rasterposition aneinander anliegen.

3. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine (46) der beiden Stirnflächen (46, 48) vertieft angeordnet ist und von schrägen Einführflächen (78) begrenzt ist, über welche die andere Stirnfläche (48) nach Wegfall einer Kollisionskraft von den Federmitteln (22) wieder auf die eine Stirnfläche (46) zurückgezogen wird.

4. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Hebelarm-Strecke (64) von der Federkraft-Wirkungslinie der Federmittel (22) nach unten bis zu der Stelle (66), wo die Stirnflächen (46, 48) unten aufhören aneinander anzuliegen, größer ist als die horizontale Hebelarm-Strecke (68) von der Federkraft-Wirkungslinie der Federmittel (22) seitwärts bis zu der Stelle (70), wo die Stirnflächen (46, 48) seitlich aufhören aneinander anzuliegen.

5. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (46, 48) oval sind, daß die vertikale Ovalachse (72) größer ist als die horizontale Ovalachse (74), und daß die Federkraft-Wirkungslinie der Federmittel (22) im Ovalzentrum liegt.

6. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärteil (6) einen Grundkörper (34) und eine an ihm befestigte Schalterplatte (36) aufweist, welch letztere mit der Stirnfläche (46) des Primärteils (6) versehen ist, daß die Sensormittel (30) einen durch die Schalterplatte (44) hindurch mit der Stirnfläche (48) des Sekundärteils (8) zusammenwirkenden Sensorteil (42) haben.

7. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Einstellmittel (58, 60) zur Einstellung der Vorspannung vorgesehen sind, mit welcher die Federmittel (22) den Sekundärteil (8) gegen den Primärteil (6) ziehen.

8. Sprühbeschichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (34) des Primärteils (6) als Rohrschelle (80) ausgebildet ist, welche auf den Träger (10) aufsteckbar ist und an diesen Träger (10) festklemmbar ist.