DE4431757C2 - Verfahren zum Lackieren eines länglichen Werkstücks - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Lackieren eines länglichen Werkstückes, insbesondere einem solchen, das einen komplizierten Querschnitt aufweist, wie z. B. ein Türfensterrahmen eines Fahrzeugs.

Bisher sind Verfahren zum Lackieren von länglichen Werkstücken bekannt, wie sie beispielsweise in den veröffentlichten japanischen ungeprüften Gebrauchsmustern mit den Veröffentlichungs-Nummern 69580/1988 und 123555/1991 offenbart sind. Bei den oben beschriebenen Verfahren werden ringförmige Lackierpistolen verwendet, von denen jede aus einem ringförmigen Pistolenhauptkörper besteht, der eine Öffnung oder einen Schlitz in einem Umfangsbereich oder einen im Umfang unterbrochenen Abschnitt (im folgenden als Umfangsöffnung bezeichnet) aufweist, durch den die länglichen Werkstücke als zu lackierender Gegenstand hindurchgehen können, und mehrere Düsen, die radial an dem Pistolenhauptkörper angebracht sind, um Farbe in Richtung des Mittenabschnitts des Pistolenhauptkörpers zu verspritzen. Das längliche Werkstück wird lackiert, indem die Lackierpistole in der Längsrichtung des länglichen Werkstücks in einem Zustand bewegt wird, bei dem das längliche Werkstück in einer Position innerhalb der Lackierpistole angeordnet ist, indem es durch die Umfangsöffnung hindurchgeht.

Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Lackierverfahren kann ein gleichmäßiges Lackieren durchgeführt werden, wenn das längliche Werkstück einen einfachen Querschnitt, beispielsweise einen Kreis oder dgl., aufweist. Indessen besteht beim Lackieren eines Werkstücks mit einem komplizierten Querschnitt, beispielsweise eines Türfensterrahmens eines Fahrzeugs oder dgl., darin ein Nachteil, daß die Farbe kaum das Innere einer Vertiefung, wie beispielsweise einer Rille oder dgl., erreicht, die an der Oberfläche des Werkstücks ausgebildet ist, was das Auftreten einer sogenannten mangelnden Abdeckung verursacht. Wenn andererseits die zu verspritzende Farbmenge vergrößert wird, um zu erreichen, daß die Farbe das Innere der Vertiefung erreicht, kann darin ein weiterer Nachteil auftreten, daß eine übermäßige Farbmenge an anderen Abschnitten des Werkstücks aufgebracht wird, was ein sogenanntes Herunterlaufen oder Verlaufen verursacht.

Als weiteres Verfahren zur Lackierung von länglichen Werkstücken mit komplizierten Querschnitten ist das folgende, beispielsweise aus der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 180768/1987 bekannte Verfahren bekannt. Bei diesem Verfahren ist eine Lackierkabine vorgesehen, die im Inneren mit vernebelter Farbe gefüllt ist. Die Farbe wird somit gleichmäßig auf die gesamte Oberfläche, einschließlich einer Vertiefung, eines länglichen Werkstücks aufgebracht oder lackiert, indem das Werkstück die Lackierkabine durchquert. Indessen ist im Fall des oben beschriebenen Türfensterrahmens des Fahrzeugs der Abstand oder die lichte Weite zwischen dem Fensterrahmen und dem Fahrzeugkörper verhältnismäßig klein. Daher ist es unmöglich, eine Lackierkabine vorzusehen, deren Größe zum Einschließen des Türfensterrahmens ausreicht. Daraus folgend kann diese Art eines Lackierverfahrens unter Verwendung der Lackierkabine nicht verwendet werden.

Ein Verfahren zur Lackierung von länglichen Werkstücken, wie zum Beispiel Fahrzeugkarosserien, mit einer Vielzahl von benachbarten Lackierpistolen, bei dem die einzelnen Lackierpistolen der Oberfläche des zu lackierenden Objektes entsprechend angeordnet werden, ist aus der US 49 31 322 bekannt.

Eine ringförmigen Lackierpistole mit zwei nach innen gerichteten Düsen zur Lackierung von länglichen Werkstücken ist beschrieben in US 4 076 175 A. Das längliche Werkstück wird hier zum Besprühen mit von Luft zerstäubten Lack durch eine Umfangsöffnung in eine Stellung innerhalb ringförmigen Lackierpistole gebracht. Mit dieser Vorrichtung lassen sich leicht einfache Querschnitte lackieren. Jedoch ist ein gleichmäßiger Farbauftrag auf Werkstücke mit unterschiedlichen Krümmungsradien nicht und auf komplizierte Querschnitte nur mit mehreren Arbeitsgängen möglich.

Angesichts der obigen Nachteile hat die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, ein Verfahren zur Lackierung von länglichen Werkstücken mit komplizierten Querschnitten zu schaffen, bei dem das Werkstück gleichmäßig durch eine ringförmige Lackierpistole ohne Verwendung einer Lackierkabine lackiert werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Somit wird zum Lackieren eines länglichen Werkstücks unter Verwendung einer ringförmigen Lackierpistole mit einem Pistolenhauptkörper mit einer Umfangsöffnung, die in einem Umfangsabschnitt von ihm so ausgebildet ist, daß ein Durchgang des länglichen Werkstücks als zu lackierender Gegenstand ermöglicht wird, und zumindest drei radial angeordneten Düsen, um Lack in Richtung eines Mittenabschnitts des Pistolenhauptkörpers zu versprühen, das Verfahren durch Bewegen der Lackierpistole in einer Längsrichtung des länglichen Werkstücks in einem Zustand durchgeführt, bei dem das längliche Werkstück in eine Stellung innerhalb der Lackierpistole durch die Umfangsöffnung hindurch angeordnet wurde, wobei jede der Düsen durch eine Luftsprühdüse zum Versprühen des Lacks durch Versprühen von Luft gebildet ist, und wobei eine zu verspritzende Lackmenge von jeder der Düsen auf maximal 35 cm³/min pro 1 bar Sprühluftdruck eingestellt ist, wobei das Versprühen der Sprühluft selbst dann aufrechterhalten wird, wenn das Versprühen von Lack von einer oder mehreren der Düsen abhängig von einem Abschnitt des länglichen Werkstücks angehalten ist.

Als Düse zum Lackieren gibt es neben der Luftsprühdüse eine luftlose Düse, bei der aus winzigen Löchern ohne Verwendung von Luft zu verspritzende Farbe unter der Einwirkung eines Schervorgangs zum Zeitpunkt des Verspritzens versprüht wird. Da die durch die luftlose Düse zu erzeugenden Partikel einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisen, haben die Partikel die starke Tendenz, sich geradeaus zu bewegen. Daher ist es schwer, das Aufbringen von Farbe in dem Inneren einer Vertiefung zu erreichen. Andererseits kann die Luftsprühdüse Farbpartikel mit verhältnismäßig kleinen Durchmessern erzeugen und daher können, da diese winzigen Farbpartikel mit der Luft in Richtung des Werkstücks geblasen werden, die Farbpartikel leichter ins Innere der Vertiefung gelangen. Die ringförmige Lackierpistole, wie sie in dem oben beschriebenen ungeprüften japanischen Gebrauchsmuster-Veröffentlichung mit der Anmeldungs-Nr. 123555/1991 offenbart ist, verwendet eine Luftsprühdüse. Eine herkömmliche Luftsprühdüse ist so ausgeführt, daß die Farbe in der Größenordnung von 35 cm³/min pro 1 bar des Sprühluftdrucks verspritzt und daher können Unebenheiten bei der Lackfertigbearbeitung nicht vollständig beseitigt werden. Dagegen ist gemäß der vorliegenden Erfindung die zu verspritzende Farbmenge auf 35 cm³/min oder besser auf 20 cm³/min begrenzt. Daher steigt das Verhältnis von Luft zu Farbe und die von jeder Düse verspritzte Luft oder Luftströme wirken in der Nähe des Werkstücks zusammen, was eine unregelmäßige Strömung verursacht. Die Farbe wird durch diese unregelmäßigen Strömungen verteilt, so daß die Farbe gleichmäßig auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht werden kann.

Abhängig von einem Abschnitt des länglichen Werkstücks gibt es Fälle, bei denen nur ein Teil der Oberfläche des Werkstücks lackiert wird. In solch einem Fall muß das Verspritzen der Farbe von einer oder mehreren Düsen angehalten werden, die dem Abschnitt gegenüberliegen, der nicht lackiert werden soll. Wenn indessen der Betrieb eines Teils der Düsen angehalten wird, wird von den anderen Düsen verspritzte Farbe manchmal auf die Abschnitte aufgebracht, die nicht lackiert werden sollen, indem die Farbe herumwandert oder in diese Abschnitte abgeleitet wird. Wenn in diesem Fall das Verspritzen von Sprühluft weitergeführt wird, sogar wenn das Versprühen von Farbe von einer der Düsen, abhängig von dem Abschnitt des länglichen Werkstücks, angehalten ist, wird die Sprühluft weiterhin in Richtung dieser Abschnitte der Oberfläche des Werkstücks geblasen, die der oder den Düsen gegenüberliegen, deren Farbverspritzung angehalten wurde. Als Ergebnis wird, sogar wenn die Farbe von den anderen Düsen versucht, in diese nicht zu lackierenden Abschnitte einzudringen, diese durch die Sprühluft zurückgeblasen und die Farbe wird daher nicht auf diese Abschnitte aufgebracht, die keinerlei Lackierung bedürfen. Zusätzlich wird, sogar wenn das Verspritzen von der Farbe von einem Teil der Düsen angehalten wird, die Spritzbedingungen der Sprühluft der Lackierpistole als Ganzes nicht verändert. Daher verändert sich die Richtung, in der die Farbe von den anderen Düsen geblasen wird, nicht, und es gibt nicht den Nachteil, daß die Farbe ungewollt auf die Abschnitte außerhalb des Werkstücks spritzt.

Daneben können, wenn die Menge der von der Düse zu verspritzenden Farbe konstant ist, eine Minimalgeschwindigkeit als Relativgeschwindigkeit der Düse gegenüber dem länglichen Werkstück, unterhalb derer ein Herunterlaufen auftreten kann, und eine Maximalgeschwindigkeit festgelegt werden, oberhalb der eine mangelnde Abdeckung auftreten kann. Wenn es in der Mitte des länglichen Werkstücks einen gebogenen Abschnitt gibt und die Lackierpistole längs des gebogenen Abschnitts beim Lackieren des gebogenen Abschnitts gedreht werden muß, wenn die Relativgeschwindigkeit der Düse oder der Düsen, die sich innerhalb des gebogenen Abschnitts befinden, geringer als die Minimalgeschwindigkeit ist, kann die Fortbewegungsgeschwindigkeit der Lackierpistole innerhalb des Bereichs erhöht werden, in dem die Relativgeschwindigkeit der Düse oder der Düsen außerhalb des gebogenen Abschnitts nicht die Maximalgeschwindigkeit überschreiten. Wenn indessen der Krümmungsradius des gebogenen Abschnitts geringer als ein vorbestimmter Wert wird, tritt ein Zustand auf, bei dem die Relativgeschwindigkeit der Düse oder der Düsen an der Innenseite geringer als die Minimalgeschwindigkeit wird und gleichzeitig die Relativgeschwindigkeit der Düse oder der Düsen an der Außenseite größer als die Maximalgeschwindigkeit wird. Dann tritt an der Innenseite ein Verlaufen und an der Außenseite mangelnde Abdeckung auf.

In diesem Fall wird die Lackierpistole vorteilhafterweise bewegt, während ihre Bewegungsrichtung längs einer ersten Tangentiallinie des länglichen Werkstücks an einem vorderen Ende des gebogenen Abschnitts aufrechterhalten wird und nachdem die Lackierpistole außer Eingriff mit dem länglichen Werkstück gebracht wird, indem das längliche Werkstück durch die Umfangsöffnung herausgeht, ein Mittenabschnitt der Lackierpistole so gefertigt ist, daß er mit einer zweiten Tangentiallinie des länglichen Werkstücks an einem hinteren Ende des gebogenen Abschnitts zusammenfällt, und danach die Lackierpistole längs der zweiten Tangentiallinie so bewegt wird, daß das längliche Werkstück durch die Umfangsöffnung innerhalb der Lackierpistole angebracht wird, um das Lackieren des länglichen Werkstücks weiterzuführen. Dann kann zuerst die vordere Hälfte des gebogenen Abschnitts und dann die hintere Hälfte des gebogenen Abschnitts lackiert werden in einem Zustand, bei dem die Relativgeschwindigkeit jeder der Düsen innerhalb eines Bereichs zwischen der Minimal- und der Maximalgeschwindigkeit gehalten ist. Das Auftreten von Verlaufen innerhalb des gebogenen Abschnitts und der mangelnden Abdeckung außerhalb davon kann verhindert werden.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Spritzrichtung der Farbe von jeder der Düse in axialer Richtung der Lackierpistole in einem vorbestimmten Winkel bezüglich einer Radialrichtung der Lackierpistole zu neigen. Gemäß dieser Anordnung kann die Luft, in der die Farbe enthalten ist, leichter in den rillenförmigen Vertiefungsabschnitt des länglichen Werkstücks strömen. Im Vergleich zu dem Verfahren von Lackieren durch Blasen der Farbe in rechtem Winkel auf die Oberfläche des Werkstücks wird ein gleichmäßigeres Aufbringen der Farbe ermöglicht. Zusätzlich gelangt, sogar wenn der Durchmesser der Lackierpistole verringert wird, die Farbe von einer Düse nicht an den Abschnitt der Lackierpistole, der dem Abschnitt gegenüberliegt, in dem die Düse vorgesehen ist. Folglich taucht kein nachteiliges Selbstverschmutzen der Lackierpistole auf. Daher kann das Lackieren eines schmalen Abschnitts auch durch ein Verkleinern der Lackierpistole erfolgen.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und zur Darlegung, wie sie ausgeführt wird, wird nun beispielsweise auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Lackierschritts des Türfensterrahmens eines Fahrzeugs, der ein längliches Werkstück darstellt,

Fig. 2 eine Frontansicht eines Beispiels einer ringförmigen Lackierpistole zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine Ansicht bei Betrachtung von der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 den Schnitt IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 ein Diagramm eines oberen Grenzwerts einer zu versprühenden Farbmenge im Verhältnis zu einem Sprühluftdruck,

Fig. 6 ein Diagramm des Bewegungswegs der Lackierpistole bei einem gebogenen Abschnitt des Werkstücks,

Fig. 7 ein Diagramm der Beziehung zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit der Lackierpistole und dem Krümmungsradius eines gebogenen Abschnitts, der zur Vermeidung von ungenügender Lackierung benötigt wird,

Fig. 8 eine Frontansicht einer ringförmigen Lackierpistole eines weiteren Ausführungsbeispiels,

Fig. 9 den Schnitt IX-IX in Fig. 8,

Fig. 10 den Schnitt X-X in Fig. 9,

Fig. 11 den Schnitt XI-XI in Fig. 9, und

Fig. 12 den Schnitt XII-XII in Fig. 9.

Fig. 1 zeigt einen Lackierschritt eines Türfensterrahmens W einer Hintertür A oder einer Vordertür B eines Fahrzeugs. Das Lackieren des Türfensterrahmens W wird mit einer ringförmigen Lackierpistole 3 durchgeführt, die an einem Gelenkabschnitt 2 an dem vorderen Ende eines Roboterarms 1 angebracht ist.

Die Lackierpistole 3 besteht wie in Fig. 2 gezeigt aus einem ringförmigen Pistolenhauptkörper 4 und mehreren (in dem dargestellten Beispiel sechs) Düsen 5, die radial vorgesehen sind, um Farbe in Richtung des Mittenabschnitts des Pistolenhauptkörpers 4 zu spritzen. Die Lackierpistole 3 ist an dem oben beschriebenen Gelenkabschnitt 2 an einem Montagegrundabschnitt 6 angebracht, der an einer Umfangsseite des hohlen Hauptkörpers 4 vorgesehen ist. Eine Umfangsöffnung 7 ist in einem Abschnitt in der Nähe des Montagegrundabschnitts 6 des Pistolenhauptkörpers 4 ausgebildet. Das Lackieren des Türfensterrahmens W wird von einem Zustand ausgeführt, bei dem der Türfensterrahmen W in einer Position innerhalb der Lackierpistole 3 angeordnet ist, in dem er durch die Umfangsöffnung 7 hindurchgeht, indem die Lackierpistole 3 in der Längsrichtung des Türfensterrahmens W bewegt wird.

Der Pistolenhauptkörper 4 wird durch Verbinden von Düsenblöcken 40 mittels Bolzen 42 gebildet, von denen jeder einen auf ihm angebrachte Düse 5 und einen Verteilerblock 41 abwechselnd in Umfangsrichtung aufweist. In einem Abschnitt der Umfangsrichtung des Pistolenhauptkörpers 4 ist ein Abschnitt vorgesehen, an dem kein Verteilerblock 41 angebracht ist, wodurch die oben beschriebene Umfangsöffnung 7 gebildet wird. Zusätzlich ist ein Verteilerblock 41 in Durchmesserrichtung nach außen verlängert, um den oben beschriebenen Montagegrundabschnitt 6 zu bilden. Jede der Düsen 5 besteht aus einer Luftsprühdüse, die die verspritzte Farbe durch Hinzublasen von Luft versprüht, wobei die Details bezugnehmend auf Fig. 3 und 4 erklärt werden. Die Düse 5 besteht aus einem Düsenhauptkörper 5a, der die Farbe verspritzt und eine Düsenhaube 5d, die eine Luftkammer 5c zwischen der Düsenhaube 5d und einem Flansch 5b festlegt, der an einem hinteren, äußeren Umfangsbereich des Düsenhauptkörpers 5a gebildet ist. Die Farbe wird zu dem Düsenhauptkörper 5a mittels eines Nadelabsperrventils 8 gegeben, das innerhalb des Düsenblocks 40 vorgesehen ist und durch einen Zylinder 8a geöffnet und geschlossen wird. Andererseits wird Luft von der Luftkammer 5c durch Sprühdüsenlöcher 5e gesprüht, die in der Düsenhaube 5d gebildet sind. Die von dem Düsenhauptkörper 5a zu versprühende Farbe wird somit durch die Sprühluft versprüht, um von den Sprühdüsenlöchern 5e verspritzt zu werden. Die somit versprühte Luft wird in Richtung einer kreisförmigen Fläche verspritzt. Um daher die Farbe auf eine Fläche einer gewünschten Form zu verspritzen, wird Luft ebenso von Formdüsenlöchern 5f versprüht, die in der Düsenhaube 5d gebildet sind. Das Sprühmuster der Farbe wird somit so eingestellt, daß die Farbe auf eine gewünschte Fläche, beispielsweise einer rechteckigen Fläche, gespritzt wird.

In jeden der Düsenblöcke 40 sind kreuzweise ein Farbdurchlaß (ein Durchlaß für die Farbe) 9, ein Luftversorgungsdurchlaß 10, ein Luftablaßdurchlaß 11 für den Zylinder 8a und ein Sprühluftdurchlaß 12 gebildet. Der Farbdurchlaß 9 ist so ausgeführt, das er in Verbindung mit einer Absperrventilkammer 8b des Absperrventils 8 steht, und der Luftversorgungsdurchgang 10 und der Luftablaßdurchgang 11 sind jeweils mit einer vorderen Kammer 8c und einer hinteren Kammer 8d des Zylinders 8a verbunden. Durch diese Anordnung wird somit, wenn Luftdruck in die vordere Kammer 8c des Zylinders 8a durch den Luftversorgungsdurchlaß 10 gegeben wird, das Absperrventil gegen eine Feder 8e in der hinteren Kammer 8d geöffnet wird, wobei die Farbe von dem Ventilzylinder 8b zu dem Düsenhauptkörper 5a gegeben wird. Der Sprühluftdurchlaß 12 ist mit einem hinteren Seitenraum der Düse 5 verbunden. Daher wird die Sprühluft zu der Luftkammer 5c durch die Verbindungslöcher 5g gegeben, die in dem Flansch 5b gebildet sind. Die oben beschriebenen Durchlässe 9, 10, 11, 12 in einem Düsenblock 40 stehen in Verbindung mit jeweiligen entsprechenden Durchlässen in den angrenzenden Blöcken 40 durch die Verteilerblöcke 41 zwischen den Düsenblöcken 40, und stehen weiterhin in Verbindung mit Durchlässen an der Seite des Roboters mittels des Montagegrundabschnitts 6. Eine Deckplatte 43 ist an jeder Endfläche der Düsenblöcke 40 angebracht, die an jeder der Umfangsöffnungen 7 angebracht sind, wodurch die oben beschriebenen Durchlässe 9, 10, 11 und 12 geschlossen werden.

Jede der Düsen 5 ist an jedem Düsenblock 40 so nach innen geneigt angebracht, daß die Spritzrichtung der Farbe in Richtung der Axialrichtung in einem vorbestimmten Winkel bezüglich der Radialrichtung der Lackierpistole 3 geneigt wird. Gemäß dieser Anordnung bestehen die folgenden Vorteile: Die in sich die Farbe enthaltende Luft strömt leichter in die ringförmigen Vertiefungen des Türfensterrahmens W, wodurch ein gleichmäßigeres Lackieren durchgeführt werden kann. Zusätzlich kann, da ein Verschmutzen der Lackierpistole 3 selbst mit Farbe weniger wahrscheinlich ist, die Lackierpistole verkleinert werden, so daß das Lackieren eines engen Abschnitts ebenso durchgeführt werden kann. Das Ergebnis des Lackierens des Türfensterrahmens W unter Verwendung der Lackierpistole 3 der oben beschriebenen Bauart ist in Fig. 5 gezeigt. Es wurde bestätigt, daß, je geringer die zu verspritzende Farbmenge ist, desto besser der Lackierzustand bei konstantem Sprühluftdruck ist. Als Grund für diese Phänomen wird der folgende angenommen. Da die absolute zu verspritzende Farbmenge gering ist, tritt kein Verlaufen auf. Da weiterhin die Farbnebel (d. h. versprühte Farben) gut durchwirbelt werden aufgrund der gegenseitigen Wechselwirkung der von den entsprechenden Düsen verspritzten Luft, tritt keine mangelnde Abdeckung auf. Bei dieser Figur stellt die Abszisse den Sprühluftdruck und die Ordinate eine von jeder Düse 5 zu verspritzende Farbmenge dar. Der Türfensterrahmen wurde durch Veränderung der zu verspritzende Farbmenge für jeden Sprühluftdruck lackiert und die Ergebnisse wurden optisch beurteilt. Die oberen Grenzen der zu verspritzenden Farbmenge, unterhalb der der lackierte Gegenstand gut oder akzeptabel wurde, sind mit weißen Kreisen markiert und weiterhin sind die oberen Grenzen der zu verspritzenden Farbmenge, unterhalb denen der Gegenstand sehr gut wurde, mit schwarzen Kreisen markiert. Daneben zeigt eine Strich-Zweipunkt-Linie "a" in dieser Figur einen Zustand, bei dem die zu verspritzende Farbmenge 35 cm³/min pro 1 bar Sprühluftdruck beträgt. Wie man aus dieser Figur sehen kann, wurde das folgende bestätigt. Wenn die zu verspritzende Farbmenge unterhalb 35 cm³/min pro 1 bar Sprühluftdruck gehalten wird, können gute Ergebnisse erzielt werden. Wenn die zu verspritzende Farbmenge unterhalb 20 cm³/min pro 1 bar Sprühluftdruck gehalten wird, wie durch eine Strich-Zweipunkt-Linie "b" gezeigt ist, können vorteilhafterweise noch bessere Resultate erzielt werden.

Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Lackierpistole herabgesetzt wird, kann die zu verspritzende Farbmenge weiter vermindert werden. Wenn indessen die zu verspritzende Farbmenge außerordentlich gering wird, tritt ein Pulsieren der Farbverspritzung auf, mit dem Ergebnis, daß die Farbe nicht mehr in einer stabilen Weise verspritzt werden kann. Daher wird die zu verspritzende Farbmenge vorzugsweise minimal auf 5 cm³/min pro 1 bar Sprühluftdruck gesetzt.

Wie in Fig. 6 gezeigt, weist der Türfensterrahmen W weiterhin einen gebogenen Abschnitt Wc auf zwischen einem horizontalen Rahmenabschnitt Wa und einem vertikalen Rahmenabschnitt Wb. Wenn die Lackierpistole 3 durch Drehen von dem horizontalen Rahmenabschnitt Wa zu dem vertikalen Rahmenabschnitt Wb längs des gebogenen Abschnitts Wc bewegt wird, kann manchmal ein Lackieren von minderer Qualität, wie Verlaufen an der Innenseite des gebogenen Abschnitts Wc und mangelnde Abdeckung an der Außenseite von ihm, auftreten.

Wenn die von jeder Düse 5 zu verspritzende Farbmenge auf 35 cm³/min pro 1 bar Sprühluftdruck gesetzt ist, wurde als niedrigste Geschwindigkeit, d. h. als Grenzgeschwindigkeit, oberhalb der kein Verlaufen auftritt, 300 mm/sec gefunden und als höchste Geschwindigkeit, d. h. als Grenzgeschwindigkeit, unterhalb der keine mangelnde Abdeckung auftritt, 600 mm/sec bei der tatsächlichen Lackierarbeit. Wenn der Abstand oder die lichte Weite zwischen dem Türfensterrahmen W und der Düse 5 auf 75 mm gesetzt ist, muß die relative Geschwindigkeit Vi der Düse zum Lackieren der Innenseite des gebogenen Abschnitts Wc die folgende Bedingung erfüllen, um das Auftreten von Verlaufen zu verhindern:

Vi < 300R/(R - 75) (1)

wobei R der Krümmungsradius des gebogenen Abschnitts Wc ist.

Andererseits muß die Relativgeschwindigkeit Vo der Düse zum Lackieren der Außenseite des gebogenen Abschnitts Wc die folgende Bedingung erfüllen, um das Auftreten einer mangelnden Abdeckung zu verhindern:

Vo < 600R/(R + 75) (2)

Das Gebiet zur Erfüllung der obigen Formel (1) liegt an der Fläche an der rechten Seite einer Kurve "a" in Fig. 7 und die Fläche zur Erfüllung der obigen Formel (2) liegt auf der linken Seite einer Kurve "b" der gleichen Figur. In dieser Figur stellt die Abszisse die Bewegungsgeschwindigkeit V des Mittenabschnitts der Lackierpistole 3 dar und die Ordinate stellt den Krümmungsradius R des gekrümmten Abschnitts Wc dar. Bei der Lackierbedingung innerhalb der Fläche c, die zwischen die Kurve "a" und die Kurve "b" fällt, tritt weder ein Verlaufen noch eine mangelnde Abdeckung auf, auch wenn ein kontinuierliches Lackieren während der Bewegung der Lackierpistole 3 durchgeführt wird, indem sie an dem gebogenen Abschnitt Wc gedreht wird. Der Schnittpunkt "d" der Kurve "a" und der Kurve "b" zeigt einen kritischen Zustand zur Ausführung eines kontinuierlichen Lackierens, wobei die Bedingungen R = 225 mm und V = 450 mm/sec sind. Wenn daher der Krümmungsradius an dem gebogenen Abschnitt Wc geringer als 225 mm ist, tritt ein Verlaufen und eine mangelnde Abdeckung auf, wie auch immer die Bewegungsgeschwindigkeit der Lackierpistole 3 eingestellt ist.

In solch einem Fall, wo das Auftreten von Verlaufen und mangelnder Abdeckung durch eine Bewegung der Lackierpistole 3 in der Reihenfolge der Positionen a, b, c, d in Fig. 6 gezeigt, verhindert. Mit anderen Worten, wenn die Lackierpistole 3 einen Eingang oder ein vorderes Ende des gebogenen Abschnitts Wc erreicht hat, indem sie längs des horizontalen Rahmenabschnitts Wa bewegt wird, wird die Lackierpistole 3 von der Position "a" zur Position "b" längs einer Tangentiallinie L1 des Eingangs zu dem gebogenen Abschnitt Wc weiterbewegt. Die Lackierpistole 3 wird daher in ihrer Umfangsöffnung 7 über den vertikalen Fensterrahmenabschnitt Wb bewegt, um somit die Lackierpistole 3 außer Eingriff mit dem Türfensterrahmen W zu bringen. Nachdem die Lackierpistole 3 durch Wechseln ihrer Haltung in eine Position "c" bewegt wurde, bei der ihr Mittenabschnitt einer Tangentiallinie L2 eines Austritts oder rückseitigen Endes des gebogenen Abschnitts Wc entspricht, wird die Lackierpistole 3 in eine Position "d" längs der Tangentiallinie L2 bewegt. Die Lackierpistole 3 wird somit mit ihrer Umfangsöffnung 7 über den horizontalen Fensterrahmenabschnitt Wa bewegt, um somit den vertikalen Fensterrahmenabschnitt Wb in eine Position innerhalb der Lackierpistole 3 zu bringen (oder in Eingriff mit der Lackierpistole 3). Gemäß diesem Vorgang wird zum Zeitpunkt der Bewegung der Lackierpistole 3 von der Position "a" in die Position "b" ein halber Teil an der Seite des horizontalen Fensterrahmenabschnitts Wa lackiert, und ein halber Teil an der Seite des vertikalen Fensterrahmenabschnitts Wb wird zum Zeitpunkt der Bewegung der Lackierpistole 3 von der Position "c" in die Position "d" lackiert. Zusätzlich liegt die Relativgeschwindigkeit jeder Düse 5 zwischen der oben beschriebenen oberen Grenzgeschwindigkeit und der unteren Grenzgeschwindigkeit. Daher kann ein gutes Lackieren des gebogenen Abschnitts Wc ausgeführt werden, ohne daß mangelhaftes Lackieren auftritt, beispielsweise Verlaufen oder mangelnde Abdeckung.

Weiterhin ist es beim Lackieren des Türfensterrahmens W der Hintertür A wie in Fig. 1 gezeigt notwendig, die Lackierpistole 3, an dem Eckenabschnitt des vertikalen Rahmenabschnitts Wb und des horizontalen Rahmenabschnitts Wa außer Eingriff zu bringen, um sie danach längs des horizontalen Fensterrahmenabschnitts zu bewegen. In diesem Fall, wenn die Umfangsöffnung 7 bei Betrachtung in Durchmesserrichtung gegenüberliegend dem Montagegrundabschnitt 6 ausgebildet wird, wird es notwendig, den Montagegrundabschnitt 6 einmal bezüglich des vertikalen Fensterrahmenabschnitts Wb in einer Richtung entgegengesetzt zu der, in der sich der horizonale Fensterrahmenabschnitt Wa erstreckt, herumzubewegen oder herumzuschwenken, damit die Umfangsöffnung 7 mit dem horizontalen Fensterrahmenabschnitt Wa zusammenfällt. Da jedoch an dieser Stelle ein Mittenpfosten C des Fahrzeugs besteht, kommt der Gelenkabschnitt 2 des Roboters störend mit dem Mittenpfeiler C zusammen. Andererseits, wenn die Umfangsöffnung 7 in einer Lage in der Nähe des Montagegrundabschnitts 6 ausgebildet ist, kann die Umfangsöffnung 7 so ausgeführt sein, daß sie mit dem horizontalen Fensterrahmenabschnitt Wa zusammenfällt, ohne daß der Montagegrundabschnitt 6 in Richtung der Seite des Mittenpfostens C herumbewegt oder -geschwenkt wird. Die Lackierpistole 3 kann somit von dem Türfensterrahmen W nach oben wegbewegt werden, ohne daß der Gelenkabschnitt 2 störend mit dem Mittelpfosten C zusammenwirkt.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Pistolenhauptkörper 4 dadurch gebildet, daß die Düsenblöcke 40 und die Verteilerblöcke 41 umfangsmäßig miteinander verbunden werden. Der Pistolenhauptkörper 4 kann indessen durch Verbinden von mehreren ringförmigen Blöcken in einer Axialrichtung gebildet sein. Im folgenden wird diese Art einer Lackierpistole 3 bezugnehmend auf die Fig. 8 bis 12 erklärt.

Bei dieser Ausführungsform wird der Pistolenhauptkörper 4, wie in Fig. 9 gezeigt, dadurch gebildet, daß in Axialrichtung vier Teile von ersten bis vierten ringförmigen Blöcken 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, 4 ₄ verbunden werden. Der erste bis dritte Block 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃ wird durch Bolzen 4a, wie in Fig. 10 und 11 gezeigt, aneinander befestigt, wobei der vierte Block 4 ₄ mit Maschinenschrauben 4d, die in Fig. 12 gezeigt sind, mit dem dritten Block 4 ₃ befestigt wird. Luftsprühdüsen 5 werden an dem inneren Umfangsabschnitt des ersten Blocks 4 ₁ befestigt. Eine Ventilkammer 8b eines Absperrventils 8 wird so gebildet, daß sie sich zwischen dem ersten Block 4 ₁ und dem zweiten Block 4 ₂ erstreckt. Ein Zylinder 8a wird in dem dritten Block 4 ₃ gebildet.

Mehrere Rillen werden durch Gießformen an einer Verbindungsfläche des ersten Blocks 4 ₁ gebildet, die ihn mit dem zweiten Block 4 ₂ verbinden, und an einer Verbindungsfläche des zweiten Blocks 4 ₂, die diesen mit dem ersten Block 4 ₁ verbindet. Durch diese Rillen werden mehrere Lackdurchlässe (d. h. Durchlässe zum Durchfluß des Lacks) 9 gebildet, um jede der Düsen 5 mit Lack zu versorgen. Die Anordnung der oben beschriebenen Lackdurchlässe wird nun bezugnehmend auf Fig. 10 beschrieben. Die Düsen sind mit Nr. 1 bis Nr. 6 bezeichnet, in der Reihenfolge beginnend von dem Ende an der Umfangsöffnung 7, die näher an dem Montagegrundabschnitt 6 liegt, in Richtung deren abgewandten Ende. An der Verbindungsfläche des zweiten Blocks 4 ₂, die ihn mit dem ersten Block 4 ₁ verbindet, sind Lackdurchlässe 9-1, 9-2, 9-4 und 9-6 gebildet, die jeweils mit den Ventilkammern 8b der Absperrventile 8 für die Düsen 5 Nr. 1, Nr. 2, Nr. 4 und Nr. 6 gebildet sind. An der Verbindungsfläche des ersten Blocks 4 ₁, die ihn mit dem zweiten Block 4 ₂ verbindet, sind Lackdurchlässe 9-3 und 9-5 gebildet, die jeweils mit den Ventilkammern 8b der Absperrventile 8 für die Düsen 5 Nr. 3 und Nr. 5 gebildet sind. Diese Lackdurchlässe 9 gehen zu einem zusammen, zur Verbindung mit einem gemeinsamen Lackdurchlaß 9 ₀, der in dem Montagegrundabschnitt 6 gebildet ist. Die Lackdurchlässe 9-3, 9-5 an der Seite des ersten Blocks 4 ₁ und 9-1, 9-2, 9-4 an der Seite des zweiten Blocks 4 ₂ sind getrennt oder abgesetzt voneinander durch eine Dichtung 4b, die zwischen dem ersten und dem zweiten Block 4 ₁ bzw. 4 ₂ vorgesehen ist. Weiterhin werden die Querschnittsflächen der Lackdurchlässe 9, die zwischen den Blöcken 4 ₁, 4 ₂ vorgesehen sind, abhängig von deren Länge verändert. Es werden nämlich die Querschnittsflächen der kürzeren Lackdurchlässe 9-1 und 9-2 kleiner gemacht, und die der Durchlässe 9-3, 9-4, 9-5 und 9-6 werden in der genannten Reihenfolge stufenweise vergrößert, so daß der Strömungswiderstand von jedem der Lackdurchlässe 9-1 bis 9-6 zueinander gleich wird. Gemäß dieser Anordnung kann der Lack von den Düsen 5 von Nr. 1 bis Nr. 6 gleich verspritzt werden. Der Türfensterrahmen W kann daher gleichmäßig über seinen gesamten Umfang lackiert werden, ohne daß Unebenheiten der Endoberfläche auftreten.

Weiterhin wird abhängig von dem zu lackierenden Abschnitt vorteilhafterweise der Lack von jeder der Düsen selektiv versprüht. Daher wird es notwendig, das Absperrventil 8 für jede der Düsen 5 unabhängig voneinander gesteuert zu öffnen oder zu schließen. Als Lösung sind mehrere Luftversorgungsdurchlässe 10 an der Verbindungsfläche zwischen dem zweiten Block 4 ₂ und dem dritten Block 4 ₃ so gebildet, daß die Luft unabhängig zu dem Zylinder 8a jedes Absperrventils 8 gegeben werden kann. Eine genauere Beschreibung wird nun bezugnehmend auf Fig. 11 gegeben. An der Verbindungsfläche des dritten Blocks 4 ₃, die ihn mit dem zweiten Block 4 ₂ verbindet, sind Luftversorgungsdurchlässe 10 (10-1, 10-2, 10-3 und 10-5) gebildet, die jeweils mit den vorderen Kammern 8c der Zylinder 8a zum Öffnen und Schließen der Absperrventile 8c der Düsen 5 Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 und Nr. S verbinden. Zusätzlich sind an der Verbindungsfläche des zweiten Blocks 4 ₂, die ihn mit dem dritten Block 4 ₃ verbindet, Luftversorgungsdurchlässe 10 (10-4, 10-6) gebildet, die jeweils mit der vorderen Kammer 8c der Zylinder 8a zum Öffnen und Schließen der Absperrventile 8 für die Düsen 5 Nr. 4 und Nr. 6 verbinden, sowie ein Luftablaßdurchlaß 11, der mit der hinteren Kammer 8e der Zylinder 8a zum Öffnen und Schließen der Absperrventile 8 für die Düsen 5 Nr. 1 und Nr. 6 verbindet. Diese Luftversorgungsdurchlässe 10 sind mit einem nichtdargestellten jeweiligen Steuerventil verbunden durch separate Luftversorgungsdurchlässe 10 ₀, die in dem Montagegrundabschnitt 6 so gebildet sind, daß das Absperrventil 8 jeder Düse 5 separat durch jedes der Steuerventile gesteuert werden kann. Der Luftablaßdurchlaß 11 wird zu der Umgebungsluft geöffnet durch einen Ablaß 11 ₀, der in dem Montagegrundabschnitt 6 gebildet ist. Die Luftversorgungsdurchlässe 10 und die Luftablaßdurchlässe 11 an der Seite des zweiten Blocks 4 ₂ und die Luftversorgungsdurchlässe 10 an der Seite des dritten Blocks 4 ₃ sind durch eine Dichtung 4b voneinander getrennt, die zwischen dem zweiten und dem dritten Block 4 ₂ bzw. 4 ₃ vorgesehen ist.

An der Verbindungsfläche des vierten Blocks 4 ₄, die ihn mit dem dritten Block 4 ₃ verbindet, ist wie in Fig. 12 gezeigt ein stromaufwärtsseitiger Sprühluftdurchlaß 12 ₁ gebildet, der mit einem Sprühluftversorgungsdurchlaß 12 ₀ verbunden ist, der in dem Montagegrundabschnitt 6 gebildet ist, wobei der Luftversorgungsdurchlaß 12 ₁ sich zu einem Abschnitt erstreckt, der diametral der Umfangsöffnung 7 gegenüberliegt. Weiterhin ist an einem äußeren Umfangsbereich des äußeren Blocks 4 ₁ eine ringförmige Abdeckung 4c angebracht. Zwischen dem ersten Block 4 ₁ und der Abdeckung 4d ist ein stromabwärtsgelegener Sprühluftdurchgang 12 ₂ gebildet, der sich von einem Ende der Umfangsöffnung 7 zu deren abgewandtem Ende erstreckt. Der stromaufwärtsgelegene Sprühluftdurchgang 12 ₁ wird durch eine Dichtung 4b abgedichtet, die zwischen dem dritten Block 4 ₃ und dem vierten Block 4 ₄ vorgesehen ist. Der stromaufwärtsseitige Sprühluftdurchlaß 12 ₁ ist an dem gegenüber der Umfangsöffnung 7 gelegenen Endabschnitt mit dem stromabwärtsseitigen Sprühluftdurchlaß 12 ₂ durch ein sich axial erstreckendes Verbindungsloch 12 ₃ verbunden, das durch den ersten bis dritten Block 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃ hindurchgeht. In dieser Weise ist der stromabwärtsseitige Luftdurchlaß 12 ₂ mit dem rückseitigen Raum jeder der Düsen 5 so verbunden, daß die Sprühluft zu der Luftkammer 5c jeder Düse 5 durch Perforationslöcher 5g gegeben wird, die in dem Flansch 5b jeder Düse 5 gebildet sind.

Gemäß dieser Anordnung wird die von der Seite des Montagegrundabschnitts 6 zu versorgende Sprühluft zuerst in den Abschnitt eingeführt, der der Umfangsöffnung 7 gegenüberliegt, und wird dann von dort zu jeder der Düsen 5 verteilt. Die Sprühluft kann somit im wesentlichen gleichmäßig zu jeder Düse 5 gegeben werden. Zusätzlich wird, da die Sprühluft konstant zu jeder Düse 5 gegeben wird, Sprühluft allein auch weiterhin von der Düse oder den Düsen 5 versprüht, deren Lackverspritzen durch Schließen des Absperrventils oder der Absperrventile 8 angehalten ist. Diese Sprühluft verhindert somit das Eintreten oder Ablenken des Lacks von den übrigen Düsen in die Abschnitte des Gegenstands, der lackiert werden soll, die der Düse oder den Düsen 5 gegenüberliegt, deren Verspritzen angehalten wurde, und der keinerlei Lackierung bedarf. Da weiterhin die Sprühluft konstant von allen Düsen versprüht wird, ändert sich, sogar wenn das Lackspritzen von einigen der Düsen 5 angehalten ist, der Zustand des Versprühens der Sprühluft von der Lackierpistole 3 als Ganzes nicht. Daher ändert sich die Sprüh- oder Spritzrichtung des aus den anderen Düsen 5 zu verspritzenden Lacks nicht, und somit kann ein unerwünschtes oder nachteiliges Sprühen oder Spritzen des Lacks in Richtung der Abschnitte, die nicht zu dem lackierenden Gegenstand gehören, verhindert werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Lackieren eines länglichen Werkstücks (W) unter Verwendung einer ringförmigen Lackierpistole (3) mit einem Pistolenhauptkörper (4) mit einer Umfangsöffnung (7), die in einem Umfangsabschnitt von ihm so ausgebildet ist, daß ein Durchgang des länglichen Werkstücks (W) als zu lackierender Gegenstand ermöglicht wird, und zumindest drei radial angeordneten Düsen (5), um Lack in Richtung eines Mittenabschnitts des Pistolenhauptkörpers (4) zu versprühen, wobei das Verfahren durch Bewegen der Lackierpistole (3) in einer Längsrichtung des länglichen Werkstücks (W) in einem Zustand durchgeführt wird, bei dem das längliche Werkstück (W) in eine Stellung innerhalb der Lackierpistole (3) durch die Umfangsöffnung (7) hindurch angeordnet wurde, wobei
jede der Düsen (5) durch eine Luftsprühdüse zum Versprühen des Lacks durch Versprühen von Luft gebildet ist, und wobei
eine zu verspritzende Lackmenge von jeder der Düsen (5) auf maximal 35 cm³/min pro 1 bar Sprühluftdruck eingestellt ist, wobei das Versprühen der Sprühluft selbst dann aufrechterhalten wird, wenn das Versprühen von Lack von einer oder mehreren der Düsen (5) abhängig von einem Abschnitt des länglichen Werkstücks (W) angehalten ist.

2. Verfahren zum Lackieren eines länglichen Werkstücks (W) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenn ein gebogener Abschnitt (Wc) im mittleren Teil des länglichen Werkstücks (W) einen kleineren Krümmungsradius (R) als einen vorbestimmten Wert hat,
die Lackierpistole (3) längs einer ersten Tangentiallinie (L1) des länglichen Werkstücks (W) an einem vorderen Ende des gebogenen Abschnitts (Wc) bewegt wird, während seine Bewegungsrichtung aufrechterhalten wird, und
nachdem die Lackierpistole (3) außer Eingriff mit dem länglichen Werkstücks (W) gebracht wurde, indem das längliche Werkstücks (W) durch die Umfangsöffnung (7) hindurchgeht, ein Mittelabschnitt der Lackierpistole (3) mit einer zweiten Tangentiallinie (L2) des länglichen Werkstücks (W) an einem hinteren Ende des gebogenen Abschnitts (Wc) zusammenfällt, und danach
die Lackierpistole (3) längs der zweiten Tangentiallinie (L2) so bewegt wird, daß ein Positionieren des länglichen Werkstücks (W) durch die Umfangsöffnung (7) hindurch in das Innere der Lackierpistole (3) zum Fortsetzen des Lackierens des länglichen Werkstücks (W) ermöglicht wird.

3. Verfahren zum Lackieren eines länglichen Werkstücks (W) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lacksprührichtung von jeder der Düsen (5) in Richtung einer Axialrichtung der Lackierpistole (3) in einem vorbestimmten Winkel bezüglich einer Radialrichtung der Lackierpistole (3) geneigt ist.

4. Verfahren zum Lackieren eines länglichen Werkstücks (W) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verspritzende Lackmenge von jeder der Düsen (5) auf maximal 20 cm³/min pro 1 bar Sprühluftdruck eingestellt ist.