способ эксплуатации распылителя и соответствующее устройство для нанесения покрытия

Формула изобретения

1. Способ эксплуатации распылителя (1) для нанесения покрытия на детали, в частности на части автомобильных кузовов, со следующими этапами:

a) задание желаемой ширины распыляемой струи и/или желаемого перекрытия (b_u) полос между соседними полосами (28) наносимого материала,

b) нанесение распыляемой струи наносимого материала с помощью распылителя (1);

c) определение по меньшей мере одного параметра нанесения, отражающего свойство наносимого материала или рабочий параметр распылителя (1),

d) выпуск первого потока (11) направляющего воздуха для формирования распыляемой струи (4), и/или

e) нанесение расположенных рядом друг с другом полос (28) наносимого материала на детали, причем соседние полосы (28) наносимого материала имеют определенное расстояние (d) между своими центральными осями,

отличающийся следующими этапами:

f) управление фактической ширины распыляемой струи на заданную желаемую ширину распыляемой струи путем настройки первого потока направляющего воздуха в зависимости от определенного параметра нанесения, и/или

g) управление фактического перекрытия полос на заданное желаемое перекрытие (b_u) полос путем настройки расстояния (d) между полосами и/или путем настройки скорости нанесения лака в зависимости от параметра нанесения.

2. Способ по п.1, отличающийся следующими этапами:

a) нанесение полос (28) наносимого материала с определенной скоростью (v) нанесения лака, причем скорость (v) нанесения лака является скоростью подачи распылителя (1) в направлении полосы, и

b) влияние на скорость (v) нанесения лака в зависимости от определенного параметра нанесения.

3. Способ по п.2, отличающийся следующими этапами:

a) задание желаемой толщины слоя для полос (28) наносимого материала,

b) управление фактической толщиной слоя на желаемую заданную толщину слоя путем регулировки скорости (v) нанесения лака в зависимости от параметра нанесения.

4. Способ по п.1, отличающийся следующими этапами:

a) выпуск дополнительного второго потока (12) направляющего воздуха для формирования распыляемой струи (4) и

b) влияние также на второй поток (12) направляющего воздуха в зависимости от параметра нанесения для управления шириной распыляемой струи.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что первый поток (11) направляющего воздуха выпускается в ином направлении, чем второй поток (12) направляющего воздуха.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что

а) первый поток (11) направляющего воздуха объединяется со вторым потоком (12) направляющего воздуха в одно результирующее течение (18) направляющего воздуха,

b) на первый поток (11) направляющего воздуха и второй поток (12) направляющего воздуха оказывается влияние в зависимости от параметра нанесения таким образом, что направление результирующего течения (18) направляющего воздуха изменяется.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что параметр нанесения является одной из следующих величин:

a) вязкость ( ) наносимого материала,

b) поверхностное натяжение ( ) наносимого материала,

c) частота (n) вращения ротационного распылителя (1),

d) электрическое напряжение (U) электростатической зарядки наносимого материала,

e) температура (Т) наносимого материала,

f) температура окружающей среды,

g) влажность воздуха,

h) поток Q_лак наносимого материала,

i) тип (ВС/СС) наносимого материала.

8. Способ по п.4, отличающийся тем, что первый поток (11) направляющего воздуха и второй поток (12) направляющего воздуха

a) питаются направляющим воздухом от одной общей системы подачи направляющего воздуха, или

b) соответственно каждый питается от собственной системы (19, 21) подачи направляющего воздуха.

9. Способ по п.1 или 4, отличающийся тем, что влияние на первый поток (11) направляющего воздуха и/или второй поток (12) направляющего воздуха и/или на расстояние (d) между полосами оказывается автоматически в зависимости от параметра нанесения.

10. Устройство для нанесения на детали покрытия из покрывающего материала, в частности для нанесения лака на части автомобильных кузовов, с

a) распылителем (1) для нанесения распыляемой струи (4) наносимого материала на деталь, предназначенную для нанесения покрытия,

b) устройством (20, 23, 29) управления для управления распылителем (1),

c) первой системой (14) форсунок для направления воздуха для выпуска первого потока (11) направляющего воздуха для формирования распыляемой струи (4) и/или

d) роботом (26) для нанесения лака для подвижного направления распылителя (1), причем распылитель (1) наносит на детали полосы (28) наносимого материала с определенным расстоянием (d) между полосами и определенным перекрытием b_u соседних полос (28) наносимого материала, отличающееся тем,

e) что устройство (20; 23) управления управляет фактической шириной распыляемой струи на заданную желаемую ширину распыляемой струи путем настройки первого потока направляющего воздуха в зависимости от параметра нанесения и/или

f) что устройство (29) управления управляет фактическим перекрытием полос на заданное желаемое перекрытие (b_u) полос путем настройки расстояния (d) между полосами в зависимости от параметра нанесения.

11. Устройство по п.10, отличающееся второй системой (13) форсунок для направления воздуха для выпуска второго потока (12) направляющего воздуха для формирования распыляемой струи (4), причем устройство (20) управления влияет также на второй поток (12) направляющего воздуха в зависимости от параметра нанесения для управления шириной распыляемой струи.

12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что первая система (14) форсунок для направления воздуха с одной стороны и вторая система (13) форсунок для направления воздуха с другой стороны выпускают потоки (11, 12) направляющего воздуха в разных направлениях.

13. Устройство по п.11 или 12, отличающееся тем, что

a) первый поток (11) направляющего воздуха объединяется со вторым потоком (12) направляющего воздуха в одно результирующее течение (18) направляющего воздуха,

b) устройство (20) управления влияет на первый поток (11) направляющего воздуха и второй поток (12) направляющего воздуха в зависимости от параметра нанесения таким образом, что направление результирующего течения (18) направляющего воздуха изменяется соответственно параметру нанесения.

14. Устройство по п.11, отличающееся

a) общей системой подачи направляющего воздуха для подачи двух потоков направляющего воздуха, или

b) соответственно собственными системами (19, 21) подачи направляющего воздуха для подачи обоих потоков (11, 12) направляющего воздуха.

15. Устройство по п.10 или 11, отличающееся тем, что первая система (14) форсунок для направления воздуха и/или вторая система (13) форсунок для направления воздуха, соответственно, имеют несколько концентрически расположенных отверстий форсунок.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что обе системы (13, 14) форсунок для направления воздуха

a) имеют разные диаметры или

b) имеют, по существу, одинаковый диаметр.

17. Устройство по п.15, отличающееся тем, что по периметру распределены попеременно отверстия форсунок первой системы (14) форсунок для направления воздуха и второй системы (13) форсунок для направления воздуха.

18. Устройство по п.11, отличающееся тем, что

a) отверстия форсунок первой системы (14) форсунок для направления воздуха имеют завихритель в окружном направлении, в то время как

b) отверстия форсунок второй системы (13) форсунок для направления воздуха не имеют завихрителя в окружном направлении.

19. Устройство по п.18, отличающееся тем, что отверстия форсунок, оснащенные завихрителем в окружном направлении, могут иметь угол закрутки от 30° до 75°.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается способа эксплуатации распылителя для нанесения покрытия на детали, в частности, на части автомобильных кузовов. Кроме того, изобретение касается соответствующего устройства для нанесения покрытия.

Из EP 1 331 037 A2 известен ротационный распылитель, который создает распыляемую струю покрывающего материала с помощью вращающейся чашки. Для формирования создаваемой чашкой распыляемой струи этот ротационный распылитель имеет множество форсунок для направления воздуха, которые расположены двумя концентрическими кольцами по кругу чашки и создают поток направляющего воздуха по существу в осевом направлении к распыляемой струе сзади, благодаря чему можно настраивать ширину распыляемой струи.

При нанесении покрытия изнутри в связи с тесными пространственными условиями устанавливается малая ширина распыляемой струи, в то время как через форсунки для направления воздуха подается большой поток направляющего воздуха, который сжимает снаружи распыляемую струю.

При нанесении покрытия снаружи, напротив, устанавливается предпочтительно широкая распыляемая струя, чтобы можно было быстро и эффективно нанести покрытие на большие поверхности деталей. Для этого в любом случае создается малый поток направляющего воздуха, так что распыляемая струя сжимается в небольшой степени.

Таким образом, у известного ротационного распылителя устанавливаются различные значения потока направляющего воздуха, чтобы, на выбор, получать узкую распыляемую струю или широкую распыляемую струю.

Недостатком описанного выше процесса настройки потока направляющего воздуха является тот факт, что связь между определенным потоком направляющего воздуха и получающейся в результате шириной распыляемой струи при работе ротационного распылителя подвержена колебаниям, что затрудняет точную настройку ширины распыляемой струи.

Из US 6 534 127 B2 известна система управления направляющим воздухом, у которой температура и влажность выпускаемого направляющего воздуха являются управляемыми. Ширина распыляемой струи при этом, однако, зависит также от рабочих условий ротационного распылителя в настоящий момент, так как связь между массовым потоком направляющего воздуха и получающейся в результате шириной распыляемой струи колеблется в зависимости от рабочих условий, существующих в настоящий момент.

Из US 2002/0122892 A1 известна система управления направляющим воздухом, у которой возможно влияние на скорость потока направляющего воздуха, для того чтобы поддерживать постоянным так называемое контрольное соотношение, причем речь идет о соотношении между произведением частоты вращения и объема направляющего воздуха, с одной стороны, и массовым потоком покрывающего материала, с другой стороны. Система управление преследует при этом, таким образом, другую управленческую цель и не предотвращает колебание ширины распыляемой струи в зависимости от рабочих условий, существующих в настоящий момент.

Наконец, DE 199 38 093 A1 описывает систему регулирования, которая настраивает массовый поток направляющего воздуха в качестве регулируемого параметра на заданное номинальное значение, причем это номинальное значение может варьироваться в соответствии с желаемой шириной распыляемой струи. Однако при этом также возникает та проблема, что взаимосвязь между массовым потоком направляющего воздуха и получающейся в результате шириной распыляемой струи колеблется в зависимости от рабочих условий ротационного распылителя, существующих в настоящий момент.

Поэтому в основу изобретения положена задача соответствующим образом усовершенствовать описанный выше ротационный распылитель и соответствующий способ эксплуатации.

Эта задача решается с помощью способа эксплуатации или соответствующего устройства для нанесения покрытия согласно формуле изобретения.

Изобретение основано на техническом знании, что ширина распыляемой струи зависит не только от потока направляющего воздуха, но и от кинетической энергии отдельных капелек лака в наносимой распыляемой струе. Так, индивидуальные параметры наносимого материала (например, вязкость лака, поверхностное натяжение лака) требуют индивидуальной адаптации к параметрам распылителя (например, частота вращения чашки), чтобы получить индивидуальные неообходимые спектры капель для оптимального нанесения лака. Эта адаптация параметров распылителя (например, частота вращения чашки) к имеющимся в настоящий момент (т.е. актуальным) параметрам наносимого материала (например, вязкость лака) приводит, однако, к соответственно индивидуально различающимся кинетическим энергиям капелек наносимого материала, что впоследствии приводит к необходимости соответствующей адаптации потока направляющего воздуха, чтобы получить желаемую ширину распыляемой струи.

Поэтому изобретение предусматривает, чтобы во время работы распылителя определялся, по меньшей мере, один параметр нанесения, отражающий какое-либо свойство (например, вязкость, поверхностное натяжение) наносимого покрывающего материала или какой-либо рабочий параметр (например, частоту вращения) распылителя и влияющий на наносимую распыляемую струю, в частности, на кинетическую энергию распыляемых капелек наносимого материала.

В первом варианте изобретения в зависимости от этого параметра нанесения оказывается влияние на поток направляющего воздуха, чтобы установить желаемую форму или соответствующую ширину наносимой (прикладываемой) распыляемой струи. Учет параметра нанесения при оказании влияния на поток направляющего воздуха дает то преимущество, что могут учитываться различные кинетические энергии наносимых капелек лака (краски), благодаря чему можно более точно настраивать желаемую ширину распыляемой струи, чем у уже описанного традиционного ротационного распылителя.

Итак, изобретение предпочтительным образом предусматривает управление шириной распыляемой струи, т.е. без измерения и обратной связи ширины распыляемой струи в качестве подлежащего управления параметра. При этом ширина распыляемой струи является управляемой величиной (регулируемой величиной), которая в зависимости от варьирующегося параметра нанесения (например, вязкость лака, температура лака, частота вращения распылителя и пр.) регулируется как возмущающий параметр. Для настройки ширины распыляемой струи на заданное номинальное значение поток направляющего воздуха в качестве регулирующего параметра, настраивается в зависимости от варьирующегося параметра нанесения. Цель управления состоит при этом в том, чтобы настраивать ширину распыляемой струи на заданное номинальное значение независимо от колебаний параметра нанесения.

В другом варианте изобретения, напротив, происходит не управление шириной распыляемой струи, а компенсация колебаний ширины распыляемой струи за счет соответствующего согласования расстояния между полосами и/или скорость нанесения лака (скорость выхода) между соседними полосами наносимого материала. Используемое в рамках настоящего изобретения понятие «скорость нанесения лака» относится предпочтительным образом к скорости подачи устройства для нанесения покрытия при нанесении лака.

Если, например, ширина распыляемой струи уменьшается из-за колебаний параметров нанесения (например, вязкость лака, температура лака, частота вращения распылителя и пр.), то расстояние между полосами соответственно сокращается, чтобы сохранялась желаемая величина перекрытия полос.

Если, наоборот, ширина распыляемой струи из-за колебаний параметров нанесения (например, вязкость лака, температура лака, частота вращения распылителя и пр.) увеличивается, то расстояние между полосами соответственно увеличивается, чтобы сохранялась желаемая величина перекрытия полос.

Поэтому изобретение предусматривает в этом варианте изобретения, что величина перекрытия соседних полос наносимого материала настраивается на заданную, желаемую величину путем того, что расстояние между полосами соответственно настраивается в зависимости от варьирующегося параметра нанесения (например, вязкость лака, температура лака, частота вращения распылителя и пр.).

Оба описанных выше варианта изобретения (управление шириной распыляемой струи или соответствующее управление величиной перекрытия полос) могут также комбинироваться друг с другом в рамках изобретения.

Общим для этих двух вариантов изобретения является техническая идея о том, что колебания параметров нанесения компенсируются, а именно за счет согласования ширины распыляемой струи или за счет согласования расстояния между полосами.

При управлении величиной перекрытия полос можно также управлять толщиной слоя, регулируя скорость нанесения лака (т.е. скорость подачи распылителя в направлении полосы). Управление толщиной слоя может также происходить в рамках изобретения в зависимости от варьирующегося параметра нанесения.

Используемое в рамках изобретения понятие «параметр нанесения» включает в себя, таким образом, все величины, которые в процессе нанесения покрытия влияют на распыляемую струю, в частности, на кинетическую энергию распыляемых капелек наносимого материала или форму распыляемой струи. Кроме того, это понятие не ограничивается отдельными величинами, а включает несколько различных величин. Так, управление шириной распыляемой струи или соответствующей величиной перекрытия полос может происходить также в зависимости от нескольких различных параметров нанесения.

Далее, под потоком направляющего воздуха в рамках изобретения понимается количество выпускаемого направляющего воздуха в единицу времени, то есть в физическом смысле слова расход или массовый поток выпускаемого направляющего воздуха.

Предпочтительным образом изобретение предусматривает, что выпускается не только один поток направляющего воздуха, а - как в уже упомянутой заявке EP 1 331 037 A2 - по меньшей мере, один дополнительный поток направляющего воздуха. В этом случае параметр нанесения (например, вязкость лака, частота вращения чашки) предпочтительным образом используется для оказания влияния на все потоки направляющего воздуха.

При этом отдельные потоки направляющего воздуха предпочтительным образом выпускаются в различных направлениях, что само по себе уже известно из EP 1 331 037 A2. При этом предпочтительным образом отдельные потоки направляющего воздуха объединяются в одно результирующее течение направляющего воздуха, направление которого зависит от отдельных потоков направляющего воздуха. Поэтому путем индивидуальной настройки отдельных объединяющихся потоков направляющего воздуха можно в рамках изобретения влиять на направление результирующего течения направляющего воздуха. Предпочтительным образом влияние на направление результирующего течения направляющего воздуха происходит при этом в зависимости от выше упомянутых параметров нанесения (например, вязкость наносимого материала, частота вращения распылителя). Изобретение позволяет, таким образом, получить варьируемую ориентацию направления результирующего течения направляющего воздуха для более широкого и гибкого параметрирования распылителя, для того чтобы добиться экономичного нанесения лака, соответствующего самым разным требованиям, с оптимальной толщиной слоя (эффективностью нанесения), распределением слоя и качеством.

Выше уже было упомянуто, что используемый для влияния на поток направляющего воздуха параметр нанесения может представлять собой вязкость наносимого материала или частоту вращения распылителя. Однако изобретение не ограничено двумя этими параметрами, а может быть реализовано также с другими параметрами. Например, параметр нанесения может представлять собой поверхностное натяжение наносимого материала, электрическое напряжение электростатической зарядки наносимого материала, температуру наносимого материала, температуру окружающей среды, поток наносимого материала и/или тип наносимого материала. Кроме того, в рамках изобретения существует возможность совместного определения нескольких вышеназванных параметров нанесения и совместного влияния на поток направляющего воздуха.

Отдельные потоки направляющего воздуха в рамках изобретения могут, на выбор, питаться направляющим воздухом от общей системы снабжения воздухом или каждый от собственной системы снабжения воздухом. Преимуществом питания каждого отдельного потока направляющего воздуха от собственной системы снабжения воздухом является, однако, тот факт, что отдельные потоки направляющего воздуха могут управляться гибко и независимо друг от друга.

Кроме того, следует упомянуть, что влияние на поток направляющего воздуха в рамках изобретения происходит предпочтительным образом автоматически, так что не требуется вмешательства пользователя, для того чтобы скомпенсировать влияние варьирующегося параметра нанесения при настройке ширины распыляемой струи.

Далее, следует упомянуть, что наносимый материал в рамках настоящего изобретения может представлять собой, на выбор, порошковый лак или жидкий лак (лак, разводимый растворителем, или лак на водной основе). Таким образом, с точки зрения наносимых материалов изобретение не ограничено определенными типами наносимых материалов.

Далее следует упомянуть, что изобретение не только не ограничено описанным выше способом эксплуатации, но и включает в себя соответствующее устройство для нанесения покрытия, как уже понятно из предыдущего описания. Влияние на поток направляющего воздуха происходит при этом с помощью устройства управления, которое, например, управляет клапаном направляющего воздуха, для того чтобы учитывать параметр нанесения (например, вязкость лака, частоту вращения чашки) при влиянии на поток направляющего воздуха.

При двух раздельных потоках направляющего воздуха устройство управления оказывает предпочтительным образом влияние на оба потока направляющего воздуха, причем влияние на отдельные потоки направляющего воздуха может оказываться независимо один от другого.

В одном из примеров осуществления изобретения предусмотрена система форсунок для направления воздуха, имеющая соответственно несколько концентрически расположенных форсуночных отверстий, что само по себе известно из уровня техники. При этом отдельные потоки направляющего воздуха могут выпускаться через собственный венец форсунок для направления воздуха, причем отдельные венцы форсунок для направления воздуха предпочтительным образом расположены концентрично друг другу.

При этом существует возможность, чтобы отдельные венцы форсунок для направления воздуха имели различный диаметр. Тогда один поток направляющего воздуха может выпускаться из расположенных снаружи форсунок для направления воздуха, в то время как другой поток направляющего воздуха может выпускаться из расположенных внутри форсунок для направления воздуха.

Альтернативно существует также возможность, чтобы отдельные венцы форсунок для направления воздуха имели по существу одинаковый диаметр, так чтобы по периметру были распределены попеременно отверстия форсунок первой системы форсунок для направления воздуха и второй системы форсунок для направления воздуха. Отверстия форсунок обоих систем форсунок для направления воздуха могут при этом соответственно объединяться попарно, так чтобы, распределяясь по периметру, располагались многочисленные пары форсунок для направления воздуха, причем каждая из этих пар имела по одной форсунке для направления воздуха для каждого потока направляющего воздуха.

Далее, существует возможность, чтобы отдельные отверстия форсунок имели завихритель в окружном направлении, а именно, на выбор, в направлении вращения или против направления вращения чашки. Также, например, отверстия форсунок одной системы форсунок для направления воздуха могут иметь завихритель в окружном направлении, в то время как отверстия форсунок другой системы форсунок для направления воздуха не имеют завихрителя в окружном направлении. При этом отверстия форсунок, оснащенные завихрителем в окружном направлении, могут иметь угол закрутки от 30 до 75°, причем предпочтительным оказался угол закрутки величиной 45°.

Наконец, следует упомянуть, что в рамках изобретения могут также выпускаться три или более потоков направляющего воздуха для формирования распыляемой струи. При этом на дополнительный третий поток направляющего воздуха можно оказывать влияние таким же образом, как и на два описанных выше потока направляющего воздуха. Кроме того, отдельные потоки направляющего воздуха могут также использоваться в качестве защитного воздуха, для того чтобы предохранять чашку от загрязнений. Далее, существует также возможность, чтобы отдельные потоки направляющего воздуха нагревались или кондиционировались иным образом, что само по себе известно из уровня техники.

Другие обладающие преимуществами усовершенствованные варианты изобретения отмечены в зависимых пунктах или поясняются подробнее ниже вместе с описанием предпочтительных примеров осуществления изобретения с помощью фигур.

Показано:

Фиг.1 - вид в перспективе в разрезе ротационного распылителя с двумя потоками направляющего воздуха;

Фиг.2 - другой пример осуществления ротационного распылителя с двумя потоками направляющего воздуха;

Фиг.3А - фронтальный вид кольца для направления воздуха с двумя венцами форсунок для направления воздуха,

Фиг.3В - вид поперечного сечения кольца для направления воздуха, показанного на Фиг.3А,

Фиг.4 - фронтальный вид альтернативного примера осуществления кольца для направления воздуха для использования в рамках изобретения,

Фиг.5 - схематичный вид сбоку ротационного распылителя с двумя потоками направляющего воздуха,

Фиг.6 - упрощенное изображение соответствующего изобретению устройства для нанесения покрытия, а также

Фиг.7А, 7В - упрощенное представление полос лака на деталях.

На виде поперечного сечения на Фиг.1 показан ротационный распылитель 1 для нанесения жидкого лака, такого как, например, лак, разводимый растворителем, или лак на водной основе.

В качестве органа нанесения этот ротационный распылитель 1 имеет (колоколообразную) чашку 2, которая при работе вращается с большой скоростью и создает на расположенной по периметру кольцеобразной распылительной кромке 3 распыляемую струю 4.

Предназначенный для нанесения жидкий лак при этом подается через трубу 5 для краски и затем попадает сначала в чашке 2 на вращающийся вместе с чашкой 2 направляющий диск 6 со сквозным отверстием 7, причем направляющий диск 6 делит выходящий в осевом направлении поток лака на два частичных потока 8, 9.

Частичный поток 8 сбоку отклоняется от направляющего диска 6 в радиальном направлении и течет под действием возникающей при работе центробежной силы вдоль расположенной внутри поверхности перетекания наружу к распылительной кромке 3, где затем, наконец, происходит выпуск лака в форме распыляемой струи 4.

Частичный поток 9, наоборот, проходит в осевом направлении через сквозное отверстие 7 в направляющем диске 6 и затем течет на торцевой поверхности направляющего диска 6 под действием центробежной силы в радиальном направлении наружу, так что по торцевой поверхности направляющего диска 6 во время работы также постоянно перетекает лак.

Далее, ротационный распылитель 1 имеет кольцо 10 для направления воздуха, через которое выпускаются вперед два потока 11, 12, направляющего воздуха для того чтобы сформировать распыляемую струю 4.

Для выпуска наружного потока 12 направляющего воздуха кольцо 10 для направления воздуха имеет венец форсунок 13 для направления воздуха, которые распределены по периметру кольца 10 для направления воздуха на заданном радиусе от оси вращения чашки 2.

Выпуск внутреннего потока 11 направляющего воздуха также осуществляется посредством венца форсунок 14 для направления воздуха, которые расположены в кольце для направления воздуха на заданном радиусе от оси вращения чашки 2.

Форсунки 13 для направления воздуха выпускают поток 12 направляющего воздуха слегка наискосок вперед и наружу, причем поток 12 направляющего воздуха составляет с осью вращения чашки 2 угол, равный примерно 15°.

Поток 11 направляющего воздуха, наоборот, выпускается форсунками 14 для направления воздуха почти коаксиально оси вращения чашки 2.

Два потока 11, 12 направляющего воздуха объединяются затем во время работы ротационного распылителя 1 в одно результирующее течение направляющего воздуха с определенной скоростью течения и определенным направлением течения. Тогда во время работы ротационного распылителя 1 направление и скорость результирующего течения направляющего воздуха могут варьироваться путем независимой друг от друга настройки потока направляющего воздуха с помощью форсунок 13, 14 для направления воздуха. Тогда оба потока 11, 12 направляющего воздуха настраиваются так, что независимо от используемого лака и независимо от рабочих параметров (например, частоты вращения чашки) ротационного распылителя 1 всегда устанавливается желаемая форма и ширина распыляемой струи 4. При этой настройке учитывается, что индивидуальные параметры лака, такие как, например, вязкость или поверхностное напряжение лака, требуют соответственно подогнанных (согласованных) рабочих параметров (например, частота вращения) ротационного распылителя 1, чтобы получить индивидуально необходимые спектры капель для оптимального нанесения лака, так чтобы спектры капель имели соответственно различные кинетические энергии.

Кроме этого ротационный распылитель 1 позволяет также производить наружную промывку с помощью потока 15 промывочного средства, который направляется через наружную поверхность чашки 2 и благодаря этому очищает ее от возможно налипших остатков лака. Однако такого рода наружная промывка сама по себе известна из уровня техники, и поэтому более подробно не описывается.

На Фиг.2 показано поперечное сечение собранного ротационного распылителя 1 с чашкой 2 и крепежной цапфой 16 для крепления ротационного распылителя 1 на оси руки робота для нанесения лака, что само по себе также известно из уровня техники, и поэтому более подробно не описывается. Поэтому во избежание повторений при описании ротационного распылителя 1 следует сослаться на заявку EP 1 331 037 A2, содержание которой в полном объеме включено в настоящее описание.

На Фиг.3А и 3В показан фронтальный вид или соответствующий вид поперечного сечения кольца 10 для направления воздуха в возможном альтернативном варианте осуществления. Поэтому во избежание повторений следует сослаться по существу на предыдущее описание, причем далее для обозначения соответствующих деталей используются те же самые ссылочные позиции.

Особенность кольца 10 для направления воздуха состоит в этом примере осуществления в том, что внутренние форсунки 14 для направления воздуха и наружные форсунки 13 для направления воздуха выпускают каждая поток направляющего воздуха параллельно оси вращения чашки 2.

На Фиг.4 показан другой пример осуществления кольца 10 для направления воздуха, который также в значительной степени соответствует описанным выше примерам осуществления, так что во избежание повторений снова следует сослаться на предыдущее описание, причем далее для обозначения соответствующих деталей снова, как и прежде, используются те же самые ссылочные позиции.

Особенность этого примера осуществления заключается в том, что в кольце 10 для направления воздуха на заданном диаметре 17 расположены соответственно попарно форсунки 13 для направления одного потока направляющего воздуха и форсунки 14 для направления другого потока направляющего воздуха. При этом, распределяясь по периметру, располагаются многочисленные подобные пары форсунок 13, 14 для направления воздуха. При этом оба выходящих из форсунок 13, 14 для направления воздуха потока направляющего воздуха могут осуществляться независимо друг от друга, и они объединяются в результирующее течение направляющего воздуха с определенным направлением течения и определенной скоростью течения.

На Фиг.5 показан другой, сильно упрощенный пример осуществления соответствующего изобретению ротационного распылителя 1, который также в значительной степени соответствует описанным выше примерам осуществления, так что во избежание повторений следует сослаться на предыдущее описание, причем далее для обозначения соответствующих деталей используются те же самые ссылочные позиции.

В этом примере осуществления внутренний поток 11 направляющего воздуха выпускается параллельно оси вращения чашки 2, в противоположность чему поток 12 направляющего воздуха выпускается наружу наискосок под острым углом. Поэтому оба потока 11, 12 направляющего воздуха объединяются в одно результирующее течение 18 направляющего воздуха с определенным результирующим направлением течения и соответствующей скоростью течения. Оба потока 11, 12 направляющего воздуха могут при этом настраиваться независимо друг от друга, чтобы устанавливать направление и скорость результирующего течения 18 направляющего воздуха в соответствии с существующими в настоящий момент требованиями.

На Фиг.6 в сильно упрощенной схематизированной форме показано устройство для нанесения покрытия, которое в соответствии с изобретением позволяет настраивать потоки 11, 12 направляющего воздуха.

Прежде всего, устройство для нанесения покрытия имеет систему 19 подачи направляющего воздуха, которая снабжает ротационный распылитель 1 потоком 11 направляющего воздуха, причем блок 20 управления управляет системой 19 подачи направляющего воздуха так, что система 19 подачи направляющего воздуха создает заданный поток Q_LL1 направляющего воздуха.

Далее, устройство для нанесения покрытия имеет вторую систему 21 подачи направляющего воздуха, которая подает в ротационный распылитель 1 второй поток 12 направляющего воздуха, причем блок 20 управления управляет системой 21 подачи направляющего воздуха так, что ротационный распылитель 1 создает заданный поток Q _LL2 направляющего воздуха.

Далее, устройство для нанесения покрытия традиционным образом имеет систему 22 подачи лака, которая снабжает ротационный распылитель 1 заданным потоком Q_лак лака, причем желаемый поток Q_лак лака задается блоком 23 управления.

Кроме того, устройство для нанесения покрытия имеет генератор 24 высокого напряжения, который снабжает ротационный распылитель 1 напряжением U электростатической зарядки, с помощью которого создаваемая чашкой 2 распыляемая струя 4 заряжается электростатическим зарядом. Электростатическая зарядка распыляемой струи 4 известна из уровня техники и поэтому далее не описывается.

Далее, блок 23 управления передает величину частоты n вращения к устройству 25 управления турбиной, при этом устройство 25 управления турбиной передает соответствующий поток воздуха от турбины ротационному распылителю, чтобы чашка 2 вращалась с желаемой частотой n вращения. При этом устройство 25 управления турбиной содержит регулирование с обратной связью, так как фактическая частота вращения определяется и используется для контроля и при необходимости подгонки (согласования) частоты вращения.

Блок 20 управления рассчитывает два потока Q_LL1, Q_LL2 направляющего воздуха в зависимости от множества параметров нанесения, которые частично являются рабочими параметрами ротационного распылителя, а частично отражают какое-либо свойство наносимого лака. Так, блок 20 управления учитывает наносимый поток Q_лака лака, напряжение U электростатической зарядки и частоту n вращения чашки 2 как рабочие параметры ротационного распылителя 1.

Кроме того, блок управления при расчете потоков Q_LL1, Q_LL2 направляющего воздуха учитывает также вязкость , поверхностное натяжение и температуру T наносимого лака. Наконец, блок 20 управления учитывает также тип используемого лака (BC: Base C oat (групповой слой) CC: Clear Coat (прозрачный слой)).

При расчете двух потоков Q_LL1, Q_LL2 направляющего воздуха блок управления учитывает, что в зависимости от отдельных параметров нанесения в наносимой распыляемой струе 4 образуются различные спектры капель, которые соответственно имеют различные кинетические энергии, так что оба потока 11, 12 направляющего воздуха должны быть соответствующим образом подогнаны по направлению или соответственно по размерам.

Кроме этого устройство для нанесения покрытия имеет многоосный робот 26 для нанесения лака, который управляется системой 27 управления роботом и направляет ротационный распылитель 1, так что ротационный распылитель 1 наносит на предназначенные для нанесения покрытия детали полосы 28 лака, расположенные параллельно друг другу, как представлено на Фиг.7А и 7В.

Соседние полосы 28 лака имеют между своими центральными осями соответственно определенное расстояние d и определенную ширину b_B полосы, откуда получается определенное перекрытие b_Ü полос.

Из сравнения Фиг.7А и 7В видно, что ширина b_B полосы может колебаться, что следует объяснить колебаниями ширины распыляемой струи, причем колебания ширины распыляемой струи, в свою очередь, обусловлены изменениями параметров нанесения.

При постоянном расстоянии d между полосами колебания ширины b_B полосы приводят, однако, к нежелательным колебаниям перекрытия b_Ü полос. В экстремальном случае сокращение ширины b_B полосы может даже привести к тому, что перекрытие b_Ü полос будет отрицательным, так что соседние полосы 28 лака больше не будут располагаться без зазора относительно друг друга.

Поэтому устройство для нанесения покрытия также имеет возможность другого варианта учета колебаний параметров нанесения. В этом варианте изобретения не происходит управления шириной распыляемой струи на постоянное заданное значение, причем управление учитывает колебания параметров нанесения. Вместо этого в этом варианте предусмотрено, что колебания ширины распыляемой струи допустимы и компенсируются путем соответствующей подгонки расстояния d между полосами.

Для этого устройство для нанесения покрытия имеет блок 29 управления, который со стороны входа регистрирует параметры нанесения , , T, BC/CC, Q_лак, n, U, причем параметры , , T, BC/CC, Q_лак, n, U нанесения в смысле автоматического регулирования являются возмущающими параметрами, так как колебания параметров , , T, BC/CC, Q_лак, n, U нанесения влияют на перекрытие b_Ü полос, если расстояние d между полосами поддерживается постоянным.

Поэтому блок 29 управления настраивает перекрытие b_Ü полос на постоянное заданное значение за счет того, что блок 29 управления соответственно регулирует расстояние d между полосами и тем самым соответственно управляет системой 27 управления роботом.

Если, например, ширина распыляемой струи из-за колебаний параметров нанесения (например, вязкость лака, температура лака, частота вращения распылителя и пр.) уменьшается, то расстояние d между полосами соответственно сокращается, чтобы желаемое перекрытие b_Ü полос оставалось постоянным.

Если, наоборот, ширина распыляемой струи из-за колебаний параметров нанесения (например, вязкость лака, температура лака, частота вращения распылителя, и пр.) увеличивается, то расстояние d между полосами соответственно увеличивается, чтобы получить желаемое перекрытие b_Ü полос.

Кроме этого блок 29 управления управляет толщиной слоя на заданное значение за счет регулирования скорости v нанесения лака в зависимости от параметров , , T, BC/CC, Q_лак, n, U нанесения. Скорость v нанесения лака является при этом скоростью подачи ротационного распылителя 1 вдоль полос 28 наносимого материала. Таким образом поддерживается постоянное значение толщины слоя независимо от колебаний параметров , , T, BC/CC, Q_лак, n, U нанесения, что способствует получению хорошего качества покрытия.

При этом желаемое номинальное значение ширины распыляемой струи зависит от вида нанесения лака. При нанесении лака на наружные поверхности, как правило, целесообразно использовать большую ширину распыляемой струи, чтобы можно было наносить лак на большие поверхности. При внутреннем нанесении лака и при нанесении лака на небольшие детали наоборот целесообразно использовать малую ширину струи.

Изобретение не ограничено описанными выше предпочтительными вариантами осуществления. Более того, возможно множество вариантов и модификаций, в которых может использоваться идея изобретения и которые поэтому подпадают под его защиту.

Список позиций:

1 ротационный распылитель

2 чашка

3 распылительная кромка

4 распыляемая струя

5 труба для краски

6 направляющий диск

7 сквозное отверстие

8, 9 частичный поток

10 кольцо для направления воздуха

11 поток направляющего воздуха

12 поток направляющего воздуха

13 форсунки для направления воздуха

14 форсунки для направления воздуха

15 поток промывочного средства

16 крепежная цапфа

17 диаметр

18 течение направляющего воздуха

19 система подачи направляющего воздуха

20 блок управления

21 система подачи направляющего воздуха

22 система подачи лака

23 блок управления

24 генератор высокого напряжения

25 устройство управления турбиной

26 робот для нанесения лака

27 система управления роботом

28 полосы наносимого материала

29 блок управления

b_B ширина полосы

b_Ü перекрытие полос

BC/CC грунтовой лак/ прозрачный лак

d расстояние между полосами

n частота вращения ротационного распылителя

Q_лака поток лака

Q_LL1 первый поток направляющего воздуха

Q_LL2 второй поток направляющего воздуха

T температура лака

U напряжение электростатической зарядки ротационного распылителя

v скорость нанесения лака

вязкость

поверхностное натяжение