Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrostatisches Beschichtungssystem und insbesondere eine Spannungsblockiervorrichtung, die in einem elektrostatischen Beschichtungssystem verwendet wird.

Bei einem elektrostatischen Beschichtungssystem wird eine hohe negative Spannung an einer Spritzvorrichtung angelegt, um eine negative Elektrode bereitzustellen, und ein Beschichtungszielartikel ist geerdet, um eine positive Elektrode bereitzustellen, und zwischen diesen wird ein elektrisches Feld gebildet. Ein Beschichtungsmaterial wird nach dem negativen Aufladen auf den Beschichtungszielartikel aufgespritzt. Seit kurzem wird auf dem Gebiet der elektrostatischen Beschichtung zunehmend Beschichtungsmaterial auf Wasserbasis verwendet. Wenn ein auf Wasser basierendes Beschichtungsmaterial in einem elektrostatischen Beschichtungssystem verwendet wird, wird zwischen einer Beschichtungsmaterialquelle und einer Spritzvorrichtung eine Spannungsblockiervorrichtung angeordnet, um zu verhindern, dass die an das Beschichtungsmaterial angelegte Spannung in der Spritzvorrichtung durch das leitende, auf Wasser basierende Beschichtungsmaterial auf die Beschichtungsmaterialquelle übergeht.

Die japanische ungeprüfte Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 6-198228 offenbart ein Beispiel für eine Spannungsblockiervorrichtung. Die in der japanischen ungeprüften Offenlegungsschrift (Kokai) Nr. 6-198228 offenbarte Spannungsblockiervorrichtung umfasst jedoch eine erste und eine zweiten Übertragungseinheit, die getrennt vorgesehen sind, und ein Schaltventil. Die offenbarte Vorrichtung ist sehr groß und erfordert deshalb eine große Stellfläche zur Installation der Vorrichtung in einer Lackierwerkstatt und erhöhte Produktionskosten.

Die US-B-5 725 150, die auch als Basis für den Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7 gilt, betrifft ein Verfahren und ein System zur Zuführung von elektrisch leitenden Beschichtungsmaterialien zu einer elektrostatischen Ausgabevorrichtung mit einer parallelen Anordnung von Untersystemen, die durch ein Vieröffnungssystem-Spannungsblockierventil, welches die Untersysteme elektrisch isoliert, gezielt an die Ausgabevorrichtung gekoppelt werden können. Die Untersysteme enthalten jeweils einen ersten und einen zweiten Kolbenzylinder, die abwechselnd ein ausgewähltes Beschichtungsmaterial von einem entsprechenden Verteiler empfangen und das Beschichtungsmaterial über ein Spannungsblockierventil des Untersystems, das die Ausgabevorrichtung von dem Verteiler trennt, wenn dieser an die Ausgabevorrichtung gekoppelt ist, der Ausgabevorrichtung zuführen. Der erste und der zweite Kolbenzylinder jedes Untersystems empfangen auch abwechselnd ein Lösungsmittel von dem entsprechenden Verteiler und leiten das Lösungsmittel in ein Abfallbehältnis durch ein entsprechendes Spannungsblockierventil des Untersystems, wenn das Untersystem nicht an die Ausgabevorrichtung gekoppelt ist. Das Lösungsmittel entfernt zuvor zugeführtes Beschichtungsmaterial aus dem nicht gewählten Untersystem und bereitet das nicht gewählte Untersystem zur Zufuhr eines nächsten gewählten Beschichtungsmaterials zur Ausgabevorrichtung vor.

Die US-B-5 787 928 betrifft ein Ventil mit einem Gehäuse und einer Komponente, die in dem Gehäuse beweglich ist. In dem Gehäuse ist eine erste, zweite, dritte und vierte Öffnung ausgebildet. Die bewegliche Komponente weist einen darin ausgebildeten ersten Durchgang auf. Durch Bewegung der beweglichen Komponente im Gehäuse wird die erste Öffnung durch den ersten Durchgang gezielt mit der zweiten Öffnung verbunden. Die bewegliche Komponente ist gezielt beweglich, um die erste Öffnung und die zweite Öffnung zu trennen und die zweite Öffnung durch den ersten Durchgang mit der dritten Öffnung zu verbinden. Zwischen dem Gehäuse und der beweglichen Komponente ist ein zweiter Durchgang definiert. Die vierte Öffnung ist mit dem zweiten Durchgang verbunden.

Die US-B-4 304 529 betrifft ein Dosiersystem zur Zuführung und Dosierung von zwei kombinierbaren und zusammenwirkbaren Flüssigkeiten in vorbestimmten Verhältnissen, um ein letztendliches Kombinieren solcher Flüssigkeiten oder Fluide zu gestatten. Die Vorrichtung umfasst einen ersten diskreten Ventilmechanismus, der ein erstes Fluid von einer Quelle empfangen kann, und einen damit zusammenwirkenden ersten diskreten Dosiermechanismus, einen Pumpmechanismus zum Empfang des Fluids von und Leiten von Fluid zu diesem ersten Ventilmechanismus. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung einen zweiten diskreten Ventilmechanismus, der ein zweites Fluid von einer Quelle empfangen kann, und einen zugehörigen zweiten diskreten Dosiermechanismus, einen Pumpmechanismus zum Empfang von Fluid von und Leiten von Fluid zu diesem Ventilmechanismus. Eine Betätigungsvorrichtung ist mit dem ersten und dem zweiten Ventilmechanismus und dem ersten und dem zweiten Dosiermechanismus wirkverbunden, damit der erste Dosiermechanismus das erste Fluid zum und vom ersten Ventilmechanismus und das zweite Fluid zum und vom zweiten Ventilmechanismus pumpen kann. Die Ventilmechanismen können das erste und das zweite Fluid in richtigen vorbestimmten Mengen dosieren.

Deshalb bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Lösung der Probleme der Spannungsblockiervorrichtung des Stands der Technik und auf die Bereitstellung einer kompakten und effizienten Spannungsblockiervorrichtung und eines elektrostatischen Beschichtungssystems mit der Spannungsblockiervorrichtung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Spannungsblockiervorrichtung bereitgestellt, die in einem elektrostatischen Beschichtungssystem verwendet wird, in dem eine negative elektrische Spannung an ein Beschichtungsmaterial angelegt ist, das von einer Beschichtungsmaterialquelle einer Spritzvorrichtung zum Spritzen des Beschichtungsmaterials auf ein Beschichtungsziel zugeführt wird, an das eine positive elektrische Spannung angelegt ist, um zu verhindern, dass die negative elektrische Spannung auf die Beschichtungsmaterialquelle übertragen wird; wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:

eine Schaltvorrichtung, die einen Schieber enthält, der gezielt zwischen der ersten und zweiten Position verschiebbar ist und eine mit der Beschichtungsmaterialquelle in Strömungsverbindung stehende Einlassöffnung und eine mit der Spritzvorrichtung in Strömungsverbindung stehende Auslassöffnung enthält; ein eine erste und eine zweite Kammer enthaltendes Behältnis; wobei die Einlass- und die Auslassöffnung mit der ersten bzw. der zweiten Kammer in Strömungsverbindung gebracht werden, wenn sich der Schieber in der ersten Position befindet; und wobei die Einlass- und die Auslassöffnung mit der zweiten bzw. der ersten Kammer in Strömungsverbindung gebracht werden, wenn sich der Schieber in der zweiten Position befindet.

Gemäß einem anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung wird ein elektrostatisches Beschichtungssystem bereitgestellt, das Folgendes umfasst:

eine Beschichtungsmaterialquelle; eine Spritzvorrichtung, an die eine negative elektrische Spannung angelegt ist, um das Beschichtungsmaterial von der Beschichtungsmaterialquelle zu einem Beschichtungsziel, an das eine positive elektrische Spannung angelegt ist, zu spritzen, und eine Spannungsblockiervorrichtung zum Verhindern, dass die negative elektrische Spannung auf die Beschichtungsmaterialquelle übertragen wird;

wobei die Spannungsblockiervorrichtung Folgendes umfasst

eine Schaltvorrichtung, die einen Schieber enthält, der gezielt zwischen der ersten und zweiten Position verschiebbar ist und eine mit der Beschichtungsmaterialquelle in Strömungsverbindung stehende Einlassöffnung und eine mit der Spritzvorrichtung in Strömungsverbindung stehende Auslassöffnung enthält;

ein eine erste und eine zweite Kammer enthaltendes Behältnis; wobei die Einlass- und Auslassöffnung mit der ersten bzw. der zweiten Kammer in Strömungsverbindung gebracht werden, wenn sich der Schieber in der ersten Position befindet; und wobei die Einlass- und die Auslassöffnung mit der zweiten bzw. der ersten Kammer in Strömungsverbindung gebracht werden, wenn sich der Schieber in der zweiten Position befindet.

1 ist ein Blockdiagramm eines elektrostatischen Beschichtungssystems gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

2 ist eine schematische Darstellung, die eine erste Position einer Spannungsblockiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;

3 ist eine schematische Darstellung, die die erste Position der in 2 gezeigten Spannungsblockiervorrichtung zeigt;

4 ist eine schematische Darstellung, die eine zweite Position der in 2 gezeigten Spannungsblockiervorrichtung zeigt;

5 ist eine schematische Darstellung, die die zweite Position der in 2 gezeigten Spannungsblockiervorrichtung zeigt;

6 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Schiebers der Spannungsblockiervorrichtung;

7 ist eine Draufsicht ähnlich 2 einer Spannungsblockiervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und

8 ist eine Seitenansicht der in 7 gezeigten Spannungsblockiervorrichtung.

Auf 1 Bezug nehmend, umfasst ein elektrostatisches Beschichtungssystem 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Spritzvorrichtung 12, an die eine negative Gleichspannung angelegt ist, einen Behälter 16 als Versorgungsquelle für einen Lack auf Wasserbasis, eine erste und eine zweite Pumpe 18 und 24 und eine Spannungsblockiervorrichtung 26.

Die Spannungsblockiervorrichtung 26 umfasst ein Behältnis 28 und eine Schaltvorrichtung 40. Die Schaltvorrichtung 40 umfasst ein Ventil, das eine Einlassöffnung 42 enthält, eine Auslassöffnung 44 und eine erste und eine zweite Behältnisöffnung 46 und 48 und kann gezielt zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position bewegt werden. In der ersten Position sind die Einlass- und die Auslassöffnung 42 und 44 mit der ersten und der zweiten Behältnisöffnung 46 bzw. 48 strömungsverbunden. In der zweiten Position sind die Einlass- und die Auslassöffnung 42 und 44 mit der zweiten und der ersten Behältnisöffnung 48 bzw. 46 strömungsverbunden.

Das Behältnis 28 weist einen Zylinder, einen zwei Köpfe aufweisenden Kolben 30 und eine erste und eine zweite Kammer 32 und 34 auf, die durch den Zylinder und die Enden des zwei Köpfe aufweisenden Kolbens 30 definiert werden. Die erste und die zweite Kammer 32 und 34 sind mit der ersten und der zweiten Behältnisöffnung 46 bzw. 48 durch die erste und die zweite Verbindungsleitung 36 und 38 strömungsverbunden.

Auf die 2-6 Bezug nehmend, wird die Spannungsblockiervorrichtung 26 unten ausführlich erläutert. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass in den 2-6 die die Spannungsblockiervorrichtung 26 bildenden Elemente durch neue Bezugszeichen bezeichnet werden, die sich von jenen der 1 unterscheiden.

Die Spannungsblockiervorrichtung 100 umfasst ein Behältnis 110 und einen Schieber 120, der aus einem Isoliermaterial hergestellt ist. Der Schieber 120 stellt die oben beschriebene Schaltvorrichtung bereit und kann zwischen einer ersten und einer zweiten Position, die in den 2 und 3 und bzw. in den 4 und 5 gezeigt werden, gezielt bewegt werden. Weiterhin enthält der Schieber 120 einen Einlassdurchgang 122, der in 1 eine Einlassöffnung 42 bereitstellt, und einen Auslassdurchgang 124, der in 1 eine Auslassöffnung 44 bereitstellt. Der Einlass- und der Auslassdurchgang 122 und 124 sind, wie in 6 gezeigt, in Vertikalrichtung voneinander beabstandet. Der Einlassdurchgang 122 steht durch eine flexible Leitung 102 mit einer Beschichtungsmaterialquelle (Behälter 16 und Pumpe 18) in Strömungsverbindung, und der Auslassdurchgang 124 steht durch die flexible Leitung 104 mit einer Spritzvorrichtung (Spritzvorrichtung 12) in Strömungsverbindung.

Der erste und der zweite Durchgang 122a und 122b sind mit dem Einlassdurchgang 122 verbunden, und der dritte und der vierte Durchgang 124a und 124b sind mit dem Auslassdurchgang 124 verbunden. Bewegliche Schnellkupplungen 126a-126d sind an den Enden der ersten bis vierten Durchgänge 122a, 122b, 124a und 124b vorgesehen, so dass die beweglichen Schnellkupplungen 126a-126d gemäß der Position des Schiebers 120 mit entsprechenden stationären Schnellkupplungen 132a-132d verbunden und von diesen getrennt werden.

Die stationäre Schnellkupplung 132a steht durch eine Verbindung 130a, eine Leitung 114b, eine Dreiwegeverbindung 118a, eine Leitung 114a und eine Verbindung 112a mit der ersten Kammer des Behältnisses 110 in Strömungsverbindung. Die stationäre Schnellkupplung 132b steht durch eine Verbindung 130b, eine Leitung 116b, eine Dreiwegeverbindung 118b und eine Leitung 116a und eine Verbindung 112b mit der zweiten Kammer des Behältnisses 110 in Strömungsverbindung. Die stationäre Schnellkupplung 132c steht durch eine Dreiwegeverbindung 118b, eine Leitung 116a und die Verbindung 112b mit der zweiten Kammer des Behältnisses 110 in Strömungsverbindung. Die stationäre Schnellkupplung 132d steht durch eine Dreiwegeverbindung 118a, eine Leitung 114a und die Verbindung 112a mit der ersten Kammer des Behältnisses 110 in Strömungsverbindung.

Aus einem Isoliermaterial hergestellte stationäre Abschirmglieder 134a-134d sind so vorgesehen, dass sie die stationären Schnellkupplungen 132a-132d umgeben. An dem Schieber 120 sind aus einem Isoliermaterial hergestellte bewegliche Abschirmglieder 128a-128d so angebracht, dass sie die beweglichen Schnellkupplungen 126a-126d umgeben. Wenn sich der Schieber 120 in der ersten Position befindet, sind die beweglichen Abschirmglieder 132a und 132c an den stationären Abschirmgliedern 134a und 134c angebracht und die beweglichen Abschirmglieder 132b und 132d von den stationären Abschirmgliedern 134b und 134d getrennt. Wenn sich der Schieber 120 in der zweiten Position befindet, sind andererseits die beweglichen Abschirmglieder 132a und 132c von den stationären Abschirmgliedern 134a und 134c getrennt und die beweglichen Abschirmglieder 132b und 132d an den stationären Abschirmgliedern 134b und 134d angebracht.

Wenn sich der Schieber 120 in der ersten Position befindet (2 und 3), ist die bewegliche Schnellkupplung 125a mit der stationären Schnellkupplung 132a verbunden und die bewegliche Schnellkupplung 126d ist von der stationären Schnellkupplung 132d getrennt, wodurch die erste Kammer des Behältnisses 110 durch die Verbindung 112a, die Leitung 114a, die Dreiwegeverbindung 118a, die Leitung 114b, die Verbindung 130a, die Schnellkupplung 132a, die Schnellkupplung 126a, den ersten Durchgang 122a, den Einlassdurchgang 122 und die flexible Leitung 102 mit der Beschichtungsmaterialquelle in Strömungsverbindung steht, wie in 2 gezeigt. Andererseits ist die bewegliche Schnellkupplung 128c mit der stationären Schnellkupplung 132c verbunden und die Schnellkupplung 126b von der Schnellkupplung 132b getrennt, wodurch die zweite Kammer des Behältnisses 110 durch die Verbindung 112b, die Leitung 116a, die Dreiwegeverbindung 118b, die Schnellkupplung 132c, die Schnellkupplung 126c, den dritten Durchgang 124a, den Auslassdurchgang 124 und die flexible Leitung 104 mit der Spritzvorrichtung in Strömungsverbindung steht, wie in 3 gezeigt.

Wenn sich der Schieber 120 in der zweiten Position befindet (4 und 5), ist die bewegliche Schnellkupplung 126a von der stationären Schnellkupplung 132a getrennt und die bewegliche Schnellkupplung 126d ist mit der stationären Schnellkupplung 132d verbunden, wodurch die erste Kammer des Behältnisses 110 durch die Verbindung 112a, die Leitung 114a, die Dreiwegeverbindung 118a, die Schnellkupplung 132d, die Schnellkupplung 126d, den vierten Durchgang 124b, den Auslassdurchgang 124 und die flexible Leitung 104 mit der Spritzvorrichtung in Strömungsverbindung steht, wie in 4 gezeigt. Andererseits ist die bewegliche Schnellkupplung 128c von der stationären Schnellkupplung 132c getrennt und die bewegliche Schnellkupplung 126b mit der stationären Schnellkupplung 132b verbunden, wodurch die zweite Kammer des Behältnisses 110 durch die Verbindung 112b, die Leitung 116a, die Dreiwegeverbindung 118b, die Leitung 116b, die Schnellkupplung 132b, die Schnellkupplung 126b, den zweiten Durchgang 124b, den Einlassdurchgang 122 und die flexible Leitung 102 mit der Beschichtungsmaterialquelle in Strömungsverbindung steht, wie in 5 gezeigt.

Auf die 7 und 8 Bezug nehmend, wird unten eine Spannungsblockiervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist im Wesentlichen wie die erste Ausführungsform konfiguriert, und deshalb wird unten nur der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform beschrieben.

In den 7 und 8 umfasst die Spannungsblockiervorrichtung 200 eine Befestigungsplatte 202 zur Befestigung der Spannungsblockiervorrichtung 200 an einem (nicht gezeigten) Rahmenglied des elektrostatischen Beschichtungssystems oder an einer Säule einer Spritzwerkstatt, wo das elektrostatische Beschichtungssystem. Ein Basisglied 204 ist an der Befestigungsplatte 202 befestigt. Ein Schieber 206 ähnlich dem Schieber 120 ist verschiebbar am Basisglied 204 angebracht und kann ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform gezielt zwischen der ersten Position und der zweiten Position bewegt werden.

Die in den 7 und 8 gezeigte zweite Ausführungsform ist im Wesentlichen wie die erste Ausführungsform konfiguriert, außer dass die Spannungsblockiervorrichtung 200 zusätzliche Abschirmglieder 208 und 210 umfasst. Die zusätzlichen Abschirmglieder umfassen stationäre Abschirmglieder 208a und 208b, die am Basisglied 204 befestigt sind, und bewegliche Abschirmglieder 210a und 210b, die am Schieber 206 befestigt sind. Jedes der stationären Abschirmglieder 208a und 208b enthält eine Aussparung 209a und 209b zur Aufnahme jedes der beweglichen Abschirmglieder 210a und 210b. Wenn sich der Schieber 206 in der ersten Position befindet, ist das stationäre Abschirmglied 210a in der Aussparung 209a aufgenommen. Wenn sich der Schieber 206 in der zweiten Position befindet, ist das stationäre Abschirmglied 210b in der Aussparung 209b aufgenommen.