(57)【要約】【課題】高い適用精度、高い適用品質及び高い堆積歩留りで製品を適用することができる、コーティングされるべき表面上へのコーティング用製品の適用ヘッドを提案する。【解決手段】コーティングされるべき表面（Ｓ）上へのコーティング用製品のこの適用ヘッド（６）は、コーティング用製品のための少なくとも２つの噴霧ノズル（６０）を含み、それぞれが、エアロゾル流（６１）の形態でコーティング用製品を噴霧するのに適しており、噴霧ノズル（６０）の出口穴の直径（Ｄ）より小さい直径を有する複数の液滴を同時に作り出す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティングされるべき表面（Ｓ）上へのコーティング用製品の適用ヘッド（６；６’；６”；６”’）であって、コーティング用製品のための少なくとも２つの噴霧ノズル（６０）を含み、それぞれが、前記噴霧ノズル（６０）の出口穴の直径（Ｄ）より小さい直径を有する複数の液滴を同時に作り出すことによって、エアロゾル流（６１）の形態でコーティング用製品を噴霧するのに適していることを特徴とする、適用ヘッド。
【請求項２】
前記エアロゾル流（６１）がコーティングされるべき表面（Ｓ）で互いに接触するように、前記噴霧ノズル（６０）が０．１〜２ｃｍに含まれる距離で対になって離間していることを特徴とする、請求項１に記載の適用ヘッド。
【請求項３】
前記噴霧ノズル（６０）が、コーティングされるべき表面（Ｓ）で、これらのノズルにより生成された前記エアロゾル流（６１）間に重複部を得るように配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の適用ヘッド。
【請求項４】
２つの隣接した噴霧ノズルにより生成されたエアロゾル流間の重複率が、５％以上であるか、又は５０％に実質的に等しいか、又は６６％に実質的に等しいことを特徴とする、請求項３に記載の適用ヘッド。
【請求項５】
各噴霧ノズル（６０）の前記出口穴の直径（Ｄ）が１００μｍ以上であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の適用ヘッド。
【請求項６】
前記噴霧ノズル（６０）から分離した１つ又は複数の追加の噴霧ノズル（６４）を含み、前記追加の噴霧ノズル（６４）が、コーティング用製品の液滴流（６５）を生成するのに適していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の適用ヘッド（６’）。
【請求項７】
前記追加の噴霧ノズル（６４）が、前記適用ヘッドの少なくとも１つの外側エッジ上に位置している、及び／又は、前記噴霧ノズル（６０）と隣接していることを特徴とする、請求項６に記載の適用ヘッド（６’）。
【請求項８】
前記追加の噴霧ノズル（６４）が、前記噴霧ノズル（６０）の前記出口穴の直径（Ｄ）より小さい出口穴の直径（Ｄ’）を有することを特徴とする、請求項６又は７に記載の適用ヘッド（６’）。
【請求項９】
前記追加の噴霧ノズル（６４）が、前記噴霧ノズル（６０）の供給回路（６００）から分離した供給回路（６４０）により供給されていることを特徴とする、請求項６〜８のいずれか１項に記載の適用ヘッド（６’）。
【請求項１０】
前記噴霧ノズル（６０）が、列（６Ｌ）になって及び／又は行（６Ｒ）になって互いに配列されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の適用ヘッド。
【請求項１１】
前記エアロゾル流（６１）の少なくとも一部に隣接した案内空気流（６３１）を噴霧するのに適した空気排出穴（６３０）を含む、噴霧されたコーティング用製品を案内する空気流のための適用装置を含むことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の適用ヘッド（６”’）。
【請求項１２】
前記適用ヘッド（６）が、前記噴霧ノズル（６０）の少なくとも一部により発せられたエアロゾル流を横方向に縮小するための取り外し可能又は格納可能なマスク（６１０）を含むことを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の適用ヘッド（６”’）。
【請求項１３】
前記噴霧ノズル（６０）により発せられた前記エアロゾル流（６１）に電場を印加するのに適した少なくとも１つの電極（６２０）を含み、コーティングされるべき表面が前記システムの電気接地部（６２１）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の適用ヘッド（６）。
【請求項１４】
前記マスク（６１０）が、導電性材料で作られており、かつ、このマスクを電気的に分極するための電気分極回路に接続されるのに適しており、コーティング用製品が事前に反対の極性で電気的に分極されていることを特徴とする、請求項１２に記載の適用ヘッド。
【請求項１５】
関節アーム（４）と、前記関節アーム（４）上に固定されたコーティング用製品の適用ヘッド（６）とを備えた複数軸の産業ロボット（２）を含む、コーティングされるべき表面（Ｓ）上へのコーティング用製品の適用システム（１）であって、前記適用ヘッド（６）が、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のものであることを特徴とする、適用システム。
【請求項１６】
前記システム（１）が、２００ｍｍ未満である、好ましくは５〜５０ｍｍに含まれる、またより好ましくは１０〜３０ｍｍに含まれる、前記適用ヘッド（６）とコーティングされるべき表面（Ｓ）の間の距離（Ｈ）に適していることを特徴とする、請求項１５に記載の適用システム。
【請求項１７】
前記適用ヘッド（６）が、磁気固定装置（４０）を使用して、前記関節アーム（４）に取り外し可能に固定されていることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティングされるべき表面上へのコーティング用製品の適用ヘッドに関する。本発明はまた、そのような適用ヘッドを含む、コーティングされるべき表面上へのコーティング用製品の適用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
工業塗装の分野において、適用システムは、コーティングされるべき表面上、例えば、機械部品上に、塗料のようなコーティング用製品を堆積することについて公知である。
【０００３】
例えば、回転ボウル噴霧器又は空気式ガンを使用して、広いエアロゾル流、又はエアロゾルの形態の液滴流で噴霧される塗料を噴霧することが公知である。これらの技術により、例えば自動車産業において、工業製造ラインでの製造リズム（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｒｈｙｔｈｍｓ）に適合するように、大きい表面積及び高い適用速度で表面をコーティングすることが可能となる。
【０００４】
しかしながら、これらの公知の技術は、塗料の良好な適用精度が望まれる幾つかの用途については完全に満足のいくものではない。特に、コーティングされるべき表面の正確な位置に塗料が適用されることが必要である。
【０００５】
特に、これらの技術では、塗料の液滴が堆積される位置上で良好な制御を有することができない。コーティングされるべき表面の標的領域上へのコーティング用製品の適用は、この標的領域の外側に「オーバースプレー」と称される望ましくない漏出を伴う。標的領域上に堆積された塗料の量と、噴霧された塗料の量との間の比として規定される、これらの技術を使用して得られた転送速度又は堆積歩留りは８０％以下であると推定される。これは、塗料の最大２０％が、塗料を堆積したい領域の外側に堆積されていることを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
より具体的には、本発明は、大きい表面積にわたってコーティング用製品を噴霧しつつ、現存する技術より高い適用精度、高い適用品質及び高い堆積歩留りで製品を適用することができる、コーティングされるべき表面上へのコーティング用製品の適用ヘッドを提案することで、これらの欠点を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明は、コーティングされるべき表面上へのコーティング用製品の適用ヘッドに関し、この適用ヘッドは、コーティング用製品のための少なくとも２つの噴霧ノズルを含み、それぞれが、噴霧ノズルの出口穴の直径よりも小さい直径を有する複数の液滴を同時に作り出すことで、エアロゾル流の形態でコーティング用製品を噴霧することに適している。
【０００８】
したがって、本発明のおかげで、コーティング用製品のエアロゾル流をそれぞれ作り出す複数の噴霧ノズルを組み合わせることで、適用ヘッドが、コーティングされるべき表面上に十分に広い帯のコーティング用製品を堆積することができる。さらに、単一の大きいエアロゾル流ではなく複数の小さいエアロゾル流を作り出すことによって、コーティング用製品が偶然に堆積される標的領域の外側の表面がまた低減される。エアロゾル流が組み合わさっていくように、その流れのそれぞれからの制御不能の液滴は隣接流からの液滴と組み合わさる。したがって、適用の歩留りは大きく増加する。
【０００９】
有利であるが任意選択の本発明の態様によれば、そのような適用ヘッドは、単独で又は任意の技術的に許容される組み合わせで考えられる以下の特徴のうち１つ又は複数を組み込むことができる。
【００１０】
エアロゾル流がコーティングされるべき表面で互いに接触するように、噴霧ノズルが０．１〜２ｃｍに含まれる距離で対になって離間している。
【００１１】
噴霧ノズルが、コーティングされるべき表面で、これらのノズルによって作り出されたエアロゾル流間に重複部を得るように配置され、好ましくは、２つの隣接した噴霧ノズルにより生成されたエアロゾル流間の重複率が５％以上であるか、又は５０％に実質的に等しいか、又は６６％に実質的に等しい。
【００１２】
各噴霧ノズルの出口穴の直径が１００μｍ以上である。
【００１３】
作り出されたエアロゾル流が、コーティングされるべき表面上で、２０ｍｍ超の幅を有する複合エアロゾル流を形成するために少なくとも部分的に対になって重複するように、噴霧ノズルが配置されている。
【００１４】
適用ヘッドが、噴霧ノズルから分離された１つ又は複数の追加の噴霧ノズルを含み、追加の噴霧ノズルが、コーティング用製品の液滴流を生成するのに適している。
【００１５】
追加の噴霧ノズルが、適用ヘッドの少なくとも１つの外側エッジに位置する、及び／又は噴霧ノズルに隣接している。
【００１６】
追加の噴霧ノズルが、噴霧ノズルの出口穴の直径より小さい出口穴の直径を有する。
【００１７】
追加の噴霧ノズルが、噴霧ノズルにより噴霧されるコーティング用製品から分離した追加のコーティング用製品を噴霧するように、噴霧ノズルの供給回路から分離した第２の供給回路により供給されている。
【００１８】
噴霧ノズルが列になって及び／又は行になって互いに配列されている。
【００１９】
適用ヘッドが、エアロゾル流の少なくとも一部に隣接した案内空気流を噴霧するのに適した空気排出穴を含む、噴霧されたコーティング用製品を案内する空気流のための適用装置を含む。
【００２０】
適用ヘッドが、噴霧ノズルの少なくとも一部により発せられたエアロゾル流を横方向に縮小するための取り外し可能又は格納可能なマスクを含む。
【００２１】
適用ヘッドが、噴霧ノズルにより発せられたエアロゾル流に電場を印加するのに適した少なくとも１つの電極を含み、コーティングされるべき表面が、システムの電気接地部に接続されている。
【００２２】
マスクが、導電性材料で作られており、かつ、このマスクを電気的に分極するための電気分極回路に接続されるのに適しており、コーティング用製品が事前に反対の極性で電気的に分極されている。
【００２３】
別の態様によれば、本発明は、コーティングされるべき表面上へのコーティング用製品の適用システムであって、関節アームと、関節アーム上に固定されたコーティング用製品の適用ヘッドとを備えた複数軸の産業ロボットを含み、適用ヘッドが本発明に記載のものである、適用システムに関する。
【００２４】
最後に、有利であるが任意選択の本発明の態様によれば、そのようなシステムは、単独で又は任意の技術的に許容される組み合わせで考えられる以下の特徴のうち１つ又は複数を組み込むことができる。
【００２５】
システムが、２００ｍｍ未満である、好ましくは５〜５０ｍｍに含まれる、さらにより好ましくは１０〜３０ｍｍに含まれる適用ヘッドとコーティングされるべき表面との間の距離に適している。
【００２６】
適用ヘッドが、磁気固定装置を使用して、関節アームに取り外し可能に固定されている。
【００２７】
単に非限定的な例として提供され、添付の図面に関してなされる、そのような適用ヘッド及び適用システムの１つの実施形態の以下の説明に照らして、本発明はより良好に理解され、本発明の他の利点がより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る適用ヘッドを含む、コーティングされるべき表面上へのコーティング用製品の適用システムの概略図である。
【図２】適用ヘッドの移動方向に垂直に配向された断面に従った、図１の適用ヘッドの簡略図である。
【図３】製品の噴霧ノズルの位置取りを示す適用ヘッドの下面の概略図である。
【図４】噴霧ノズルの１つが閉状態である、図２の適用ヘッドの概略図である。
【図５】噴霧ノズル及び追加の噴霧ノズルの配置を示した、本発明に係る適用ヘッドの別の実施形態の下面の概略図である。
【図６】図５の適用ヘッドの、断面における概略図である。
【図７】案内マスクを含む、本発明に係る適用ヘッドの別の実施形態の、側面図における概略図である。
【図８】コーティング用製品の空気案内装置を含む、本発明に係る適用ヘッドの別の実施形態の、断面における概略図である。
【図９】システムがコーティング用製品の静電案内システムを含む、本発明に係る適用ヘッドの別の実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、例えば液体形態のコーティング用製品の適用システム１を示す。システム１は、電気制御ユニット２０と、関節アーム４と、アーム４の一方の端部に固定されたコーティング用製品のための適用ヘッド６とを備えた複数軸ロボット２を含む。
【００３０】
システム１は、ヘッド６を使用して、コーティングされるべき表面Ｓ上にコーティング用製品を適用することを目的とする。この例においては、表面Ｓは、支持体１０上に設置された機械部品８の外面である。例えば、支持体１０はコンベヤベルトである。
【００３１】
この説明において、部品８は自動車部品、例えば、金属車両のボディ部材である。コーティング用製品は、部品８に適用されることが意図された液状工業的塗料、例えばベース層である。
【００３２】
代替的に、コーティング用製品は異なることがある。例として、それは、ワニス、接着剤又はパテであることができる。同様に、システム１は、自動車産業以外の用途のために使用することができ、例えば、航空産業用に、又はプラスチック部品をコーティングするために使用することができる。
【００３３】
システム１は、特に、アーム４を使用し、事前に規定した軌道に従って、表面Ｓに対して適用ヘッド６を移動するように構成される。例えば、アーム４は図示されていないモータを備え、それは、移動プログラムに基づいて制御ユニット２０により制御される。
【００３４】
有利には、適用ヘッド６は、制御ユニット２０により制御可能な磁気固定装置４０を使用して取り外し可能に固定される。例えば、アーム４は、制御ユニット２０により制御可能な電磁石を備えている。適用ヘッド６は、アーム４により支持された電磁石と協働することが意図された永久磁石を備えている。
【００３５】
したがって、適用ヘッド６は、コーティング用製品の適用操作中に、ロボット２により選択的にかつ自動的に交換することができる。例えば、部品８の形状、したがって表面Ｓの寸法に基づいて、異なるサイズの適用ヘッドをロボット２により連続的に使用し、より広い又はより狭い幅にコーティング用製品を適用する。
【００３６】
この目的を達成するために、システム１は任意選択で、適用ヘッドを保管するための倉庫１２と、適用ヘッド６のための洗浄ボックス１４を含む。ボックス１４により、適用ヘッドが使用された後に含有するコーティング用製品を取り除くために、例えば洗浄溶液を使用して、適用ヘッドを洗浄することが可能となる。
【００３７】
システム１は、適切な圧力で適用ヘッド６に向けてコーティング用製品を運ぶのに適した、コーティング用製品を供給するための装置をさらに含む。この供給装置は、本明細書では、一方がコーティング用製品リザーバに接続され、他方が適用ヘッド６に供給するための開口６０２に接続された供給管４１により概略的に図示されている。
【００３８】
１つの変形形態によれば、コーティング用製品は、システム１に別々に供給される第１成分と第２成分とを混合することから得ることができる。この場合において、システム１は、供給システムに流体的に接続されたミキサ４２を含む。図１において、ミキサ４２は、供給管４１より上流に接続されて図示されている。代替的に、このミキサ４２は、適用ヘッド６中に組み込むことができ、以下で説明する適用ヘッド６の供給回路６００内に組み込むことができる。
【００３９】
適用ヘッド６は、表面Ｓ上に、システム１の供給装置から出たコーティング用製品を噴霧するのに適している。図２に示したように、適用ヘッド６は、コーティング用製品の少なくとも２つの噴霧ノズル６０を含む。各ノズル６０は、エアロゾル流６１の形態でコーティング用製品を噴霧するのに適している。
【００４０】
本明細書の意味の範囲内で、エアロゾル流とは、空気中に浮遊し、かつ、流れの形態で本質的に噴霧されるコーティング用製品の液滴一式である。この例において、エアロゾル流６１を形成する液滴は、１つの軸又は伝搬方向に沿って本質的に配向された速度で噴霧される。例えば、伝搬軸は、ノズル６０の出口の表面に垂直、本明細書では鉛直方向に配置される。代替的に、この伝搬軸は、この表面に対してゼロでない角度で配置される。ヘッド６は、伝搬軸がコーティングされるべき表面Ｓに垂直であるように配向される。
【００４１】
エアロゾル流６１の液滴の少なくとも一部は、ノズル６０によって同時に作り出される。したがって、エアロゾル流６１は、特に、液滴タイプの、例えば、コーティング用製品の滴（ｄｒｏｐ）が１つずつ連続して作り出される、「連続インクジェット」タイプ又は「滴オンデマンド」タイプの噴霧ノズルによって作り出されるコーティング用製品の流れとは相違する。
【００４２】
例えば、適用ヘッド６は、ハウジングと、ハウジング内に収容された供給回路６００とを含む。回路６００は、供給管４１に接続されることが意図された供給入口６０２と、噴霧ノズル６０に向けて入口６０２からのコーティング用製品の循環を可能にする複数の流路６０３とを含む。ノズル６０は、本明細書では、ヘッド６の下面に配置され、ハウジングの外側に現れる。
【００４３】
例えば、噴霧ノズル６０は、出口穴と噴霧部材とを含む。この噴霧部材は、小型空気式ガン、又は回転ボウル、又は振動させるために作られた振動ニードル、又は例えばテイラーコーン型の電気ネブライザーである。
【００４４】
参照「Ｄ」は、各噴霧ノズル６０の出口穴の直径を示し、「ｄ」は、エアロゾル流６１に属するコーティング用製品の液滴の直径を示す。
【００４５】
噴霧ノズル６０の出口穴の直径Ｄは、本明細書では、１００μｍ以上であり、かつ、６００μｍ以下である。
【００４６】
コーティング用製品の液滴の直径ｄは、噴霧ノズル６０の出口穴の直径Ｄより小さい。例えば、液滴の直径は１μｍ以上であり、８０μｍ以下であり、好ましくは３０〜５０μｍに含まれる。
【００４７】
好ましくは、エアロゾル流６１の１つの液滴の直径は、本明細書では、この液滴がエアロゾル流で移動し、球形状を有する場合に測定される。
【００４８】
この例において、ノズル６０は互いに同一であり、したがって同一の直径Ｄを有する。
【００４９】
ヘッド６は、コーティングされるべき表面から距離Ｈに設置されるのに適している。距離Ｈは２００ｍｍ以下であり、好ましくは５〜５０ｍｍに含まれ、さらにより好ましくは１０〜３０ｍｍに含まれる。
【００５０】
例えば、制御ユニット２０は、例えば事前に規定した制御プログラムから、及び／又は図示されていない位置センサにより提供されたヘッド６の位置データに基づいて、その移動の間に表面Ｓから距離Ｈでヘッド６を保持するようにプログラムされる。
【００５１】
参照「ｌ」は、各エアロゾル流６１の堆積表面の最大直径を示す。ノズル６０は、本明細書では、エアロゾル流６１が１０ｃｍ2以下、好ましくは５ｃｍ2以下の表面Ｓ上の堆積表面積を有するように構成される。
【００５２】
ノズル６０は、各ノズル６０により形成された各々のエアロゾル流６１が結合するように、すなわち、表面Ｓで不連続なく複合エアロゾル流を形成するように対になって隣接して設置される。エアロゾル流６１は、互いに接触していると考えられる。例えば、ノズル６０の各々の幾何学的中心は０．１〜２ｃｍに含まれる距離で対になって離間している。
【００５３】
このように、ヘッド６は、表面Ｓ上に、コーティング用製品の連続した均一帯Ｂを適用することを可能とする。
【００５４】
図示した例において、エアロゾル流６１は対になってゼロでない重複部を有する。本明細書では、参照ｌ−Ｒは、２つの隣接したエアロゾル流６１間の重複距離を示し、この重複距離は、本明細書では、例として、表面Ｓに平行であり、かつ、関連するエアロゾル流６１の各々の堆積表面の幾何学的中心に接続する線に沿って、隣接した個々のエアロゾル流６１のエッジ間で測定される。重複率は、例えば、距離ｌ−Ｒとｌの間の比として規定される。例えば、重複率は、５％以上である。代替的に、重複率は、５０％に実質的に等しい、又は約６６％に実質的に等しい、又は約７５％に実質的に等しい。本明細書では、「実質的に等しい」とは１０％以内で等しいことを言い表す。
【００５５】
公知の方法において、帯Ｂを形成するためにエアロゾル流６１の各々により個々に堆積された塗料の層は、上で説明した直径ｌと等しい幅を持つ台形部分を有する。この幅は、この台形の向かい合う傾斜辺の間で、台形部分とこの層の中間高さで測定される。
【００５６】
５％に等しい重複率は、例えば、２つのエアロゾル流６１で作り出された台形部分を持つ層がそれらの傾斜辺の中間高さで交差するようにヘッド６を配置することで得られる。これにより、少ない不規則性を代償にして、単一の堆積操作で所望の厚さを有する帯Ｂを得ることを可能となる。
【００５７】
例えば、５０％の重複率は、２つのエアロゾル流６１間の距離ｌ−Ｒがこれらのエアロゾル流６１のそれぞれの幅ｌの半分に等しいようにヘッド６を配置することで得られる。
【００５８】
しかしながら、代替的に、重複距離ｌ−Ｒは、ゼロになるように、すなわち重複率がゼロであるように選択することができる。
【００５９】
したがって、ノズル６０により形成されたエアロゾル流６１は、個々の流れ６１の幅より大きい幅Ｌを有する、いわゆる複合エアロゾル流を共に形成する。特に、重複部は、上で説明したように、ヘッド６上のノズル６０の配置及び空間、並びに距離Ｈの選択に起因する。本明細書では、幅Ｌは、ヘッド６の移動方向に垂直な幾何学的平面に沿って測定される。幅Ｌは、表面Ｓで２０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ以上である。
【００６０】
このように、ヘッド６は、１つのノズルのみを含む公知のシステムの欠点に直面することなく、単一のエアロゾル流６１の堆積表面より大きい表面上にコーティング用製品を堆積することができる。
【００６１】
好ましくは、図３で示されるように、ノズル６０は、１つ又は複数の列及び／又は１つ又は複数の行に沿って、ヘッド６の下面に配列される。列及び行は好ましくは直線的である。本明細書では、行は、ヘッド６の移動方向と平行であり、列は行と垂直である。
【００６２】
ノズル６０は、本明細書では例示として、互いに平行な４つの直線状の列に沿って、及び、互いに平行で列に垂直な５つの行に沿って分布している。列は「６Ｌ」で示され、行は「６Ｒ」で示される。
【００６３】
複数の行６Ｒにノズル６０を位置付けることにより、より広い幅Ｌを持つ帯Ｂを得ることが可能となる。複数の列にノズル６０を位置付けることにより、堆積した帯Ｂの厚さを増加することが可能となる。
【００６４】
代替的に、ノズル６０の空間的な位置取りが可能である。例えば、ノズル６０は、ヘッド６の下面に互い違いの行、又は、例えばうねりを有する非直線的な列若しくは行で位置取りする。同様に、ノズル６０の数は異なるように選択することができる。
【００６５】
有利には、ノズル６０が、エアロゾル流６１の所望の重複部を得るのに十分に共に近い同一の行又は同一の列のノズル６０をもたらすことができない大きな容積を有する場合、これらのノズル６０は、それぞれ、同一の行又は列に沿って互い違いの行で配置される。
【００６６】
したがって、本発明のおかげで、コーティング用製品のエアロゾル流６１をそれぞれ作り出す複数の噴霧ノズル６０を組み合わせることで、適用ヘッド６は、十分な精度で表面Ｓ上にコーティング用製品の十分広い帯を堆積することができる。表面Ｓから小さい距離で複数の小さいエアロゾル流６１を作り出すことで、表面Ｓ上への個々の滴の堆積が、表面Ｓから離れて生成された単一の大きいエアロゾル流、すなわち表面上で１００ｍｍ超の衝突幅を有するエアロゾル流より、容易に制御される。したがって、不要な堆積又は「オーバースプレー」が低減され、適用歩留りが増加する。大きい表面にコーティング用製品を堆積することができることで、早いペースを有し、かつ、コーティング用製品に使う時間を過剰にしてはいけない工業的方法で適用ヘッド６が使用可能になる。
【００６７】
有利には、ノズル６０は、開状態と閉状態の間で、選択的にかつ可逆的にそれぞれ切り替え可能である。開状態において、ノズル６０は、本明細書では供給回路６００によってコーティング用製品が供給された場合、エアロゾル流６１の形成を可能とする。閉状態において、ノズル６０は、供給回路６００によりコーティング用製品が供給される場合でさえ、エアロゾル流６１の形成を防止する。
【００６８】
その目的を達成するために、例えば、各ノズル６０は、閉状態と開状態の間で切り替え可能な制御可能弁６０１をさらに含む。代替的に、弁６０１は供給回路６００に属する。
【００６９】
各弁６０１は、電気制御回路６３により運ばれる制御信号６３−Ｓに基づいて、開状態と閉状態の間で切り替えることができる。この例において、回路６３は、ヘッド６の内部に挿入され、図示されていないデータリンクを通じて制御ユニット２０から制御することができる。代替的に、回路６３は、異なるように配置することができる。例えば、回路６３は、例えば制御ユニット２０に組み込まれて、ヘッド６の外側に配置される。
【００７０】
例えば、この制御は、回路６３又は制御ユニット２０に事前に記録された実行可能な指示を使用して行われる。
【００７１】
回路６３は、独立して、ヘッド６のノズル６０の弁６０１を制御するのに適している。したがって、回路６３は、ノズル６０が列及び／又は行に配置された場合に、同一列又は同一行のノズル６０を同一の開状態または閉状態にするように併せて命令することができる。
【００７２】
またより有利には、回路６３は、事前に規定された循環頻度で、循環的に、ノズル６０の少なくとも一部の開閉を命令するようにプログラムされる。この事前に規定された頻度は、表面Ｓに対するヘッド６の移動のパラメータの関数としてさらに計算される。
【００７３】
特に、ヘッド６が表面Ｓに対して移動し、表面Ｓの上の曲線パスに従う場合、ヘッド６の近位端、すなわち、軌道の曲線中心に対し最も近くに位置した端部は、曲線中心から最も遠くに、反対に位置するヘッド６の遠位端より遅い速度で移動する。そのような場合において、帯Ｂの幅全体Ｌにわたるコーティング用製品の堆積の良好な均一性を保証するように、ヘッド６により噴霧されたコーティング用製品の量を調節しなければならない。特に、その遠位端上よりその近位端上に少ないコーティング用製品を堆積するように、特に、帯Ｂの厚さが遠位端側より近位端側で大きくなることを防止するように、ヘッド６を制御しなければならない。
【００７４】
したがって、ヘッド６の近位端上に位置したノズル６０が、遠位端に位置したノズル６０より少ないコーティング用製品を堆積するように、循環頻度で連続して開いて、次いで閉じ、遠位端は本明細書では開いたままである。本明細書では、循環頻度は、軌道の曲線半径の関数である。
【００７５】
例えば、移動パラメータは、ヘッド６の移動設定点プログラムの関数として、及び／又は移動センサにより測定されたデータの関数として、制御ユニット２０により回路６３に提供される。例えば、移動パラメータとしては、表面Ｓに対する各ノズル６０の移動速度が挙げられる。
【００７６】
図４では、本明細書では参照６０．１である噴霧ノズル６０の１つがその閉状態で示されている。したがって、このノズル６０．１はエアロゾル流６１を作り出さない。参照Ｌ’は、この場合においては、ヘッド６により形成された複合エアロゾル流の幅を示す。幅Ｌ’は幅Ｌより小さい。その結果として、ヘッド６は、帯Ｂより狭い製品の帯Ｂ’を堆積する。
【００７７】
図５及び６は、適用ヘッド６の第２実施形態を示す。第１実施形態と同様であるこの実施形態に係る適用ヘッドの部材は、同一の参照が付され、上の説明をそれらに適用することができるため詳細は説明しない。
【００７８】
特に、適用ヘッド６’は、追加の噴霧ノズルとも称される１つ又は複数の第２噴霧ノズル６４をさらに含む点で、ヘッド６と相違する。ノズル６４はノズル６０とは分離している。
【００７９】
追加のノズル６４は、液滴タイプのコーティング用製品の単一流６５を作り出すようにそれぞれが構成される。したがって、ノズル６４は、エアロゾル流６１と同様のエアロゾル流の形成することができない。例えば、ノズル６４は、それぞれ、Ｄ’で示される直径を持つ出口穴と、圧電素子又は妨害弁を含む液滴噴射システムとを含む。
【００８０】
直径Ｄ’は、流れ６５のコーティング用製品の液滴が最も小さい直径を有し、固体粒子を含有することがあるコーティング用製品の流れを可能とするように、ノズル６０の直径Ｄより小さいことが好ましい。液滴の様式で作り出された滴は、エアロゾル流６１の滴の直径ｄより大きい直径ｄ’を有し、エアロゾル流６１はノズル６０の直径Ｄより小さい。例えば、直径ｄ’は直径Ｄ’と実質的に等しい。例えば、直径Ｄ’は０．８Ｄ以下である。
【００８１】
流れ６５は、表面Ｓ上にコーティング用製品の帯Ｃの堆積をもたらす。帯Ｃは、帯Ｂの幅Ｌより小さい幅を有する。帯Ｃは、帯Ｂとの不連続を有することなく帯Ｂと隣接する。
【００８２】
その目的を達成するために、ノズル６４は、帯Ｃが帯Ｂと隣接するように、ノズル６０と隣接した適用ヘッド６’の少なくとも１つのエッジ上に設置される。
【００８３】
この例において、ノズル６４は、ノズル６０が設置されたこの下面の中心領域の両側の、ヘッド６の下面の向かい合う端部のエッジ上に位置して、行になって設置される。したがって、ノズル６４はノズル６０を囲む。代替的に、ノズル６４は、異なるように、例えばヘッド６の最後の列に配置することができる。ノズル６４はまた、ヘッド６の１つのエッジ上のみに設置することができる。
【００８４】
この例において、追加の噴霧ノズル６４は、供給システム６００から分離した供給回路６４０により供給される。このように、噴霧ノズル６４は、噴霧ノズル６０により噴霧されるコーティング用製品から分離した追加のコーティング用製品を噴霧するのに適している。
【００８５】
このような構成は、コーティング用製品が固体粒子の懸濁している液体である場合に特に有利である。これは、例えば、液体塗料中に懸濁した金属粒子又は金属片を含む、金属塗料の場合である。これはまた、マイカ、ガラス、又は視覚的外観に特定の効果を与えるか又はコーティング用製品の層の幾つかの機械的若しくは物理的特性を向上する、例えばよりスクラッチ耐性を高めることが意図された他の粒子が満たされた塗料の場合である。
【００８６】
噴霧ノズル６４が噴霧ノズル６０の直径Ｄより小さい直径Ｄ’を有する場合、金属片がノズル６４を妨害するリスクが存在するため、ノズル６４は、金属化塗料を直接供給しないことが好ましい。この場合において、金属片を含まない関連塗料は、供給回路６４０に提供され、断片を含む金属化塗料は、供給回路６００に提供される。適用された後に同一の陰部（ｓｈａｄｅ）を得るために、断片を含まない厳密に同一の塗料で得られた陰部とわずかに異なる陰部を持つ塗料を使用することがまた可能となる。
【００８７】
しかしながら、代替的に、同一のコーティング用製品がノズル６０及びノズル６４に供給される。これは、金属的効果を有する粒子を含まない塗料に対して特に興味深い。この場合では、供給回路６４に、例えば供給管４１によって供給回路６００を併せて供給することができる。しかしながら、２つの分離した供給回路は、ノズル６０及びノズル６４が同時に動作するのに必要な異なる操作条件（製造流量、製造圧力）を埋め合わせることが好ましい。
【００８８】
したがって、ノズル６４は、特に、より鋭い外側エッジを有するように、表面Ｓ上への製品の堆積の質を改善することを可能とする。代替的に、ノズル６４は、それらの形状、位置取り又は角度配向のために、様々であることができる。
【００８９】
図７は、本発明の第３実施形態を示す。第１実施形態と同様であるこの実施形態に係る適用ヘッド６”の部材は、同一の参照が付され、上の説明をそれらに適用することができるため、詳細は説明しない。
【００９０】
ヘッド６”は、それが、ノズル６０の１つにより発せられた、本明細書では６１’で示されるエアロゾル噴霧の１つを少なくとも部分的に縮小するように、ヘッド６”のエッジ上に位置した取り外し可能な又は格納可能なマスクをさらに含む点で、ヘッド６と相違する。マスク６１０は、本明細書では、エアロゾル噴霧の伝搬方向と平行な並進移動により格納される。この移動は、例えば、制御ユニット２０により命令される、図示されていないモータにより確実にされる。
【００９１】
このように、堆積した塗料の帯Ｂ’は、マスキングがなされなかった場合より、鋭く良好に区切られた境界を有する。
【００９２】
有利には、マスク６１０は、導電性材料で作られ、このマスク６１０を電気的に分極するための電気分極回路に接続するのに適している。これにより、ノズル６０により発せられたエアロゾル流の液滴に案内電場を付与することが可能となり、コーティング用製品が事前に反対の極性で電気的に分極される。したがって、案内電場により、図９の実施形態に関して以下で説明されることと同様に、塗料の帯Ｂ”のエッジの鮮明さを増加することが可能となる。
【００９３】
代替的に、マスク６１０の１つのコピーを、ヘッド６”の外側エッジのそれぞれに設置することができる。
【００９４】
図８は、本発明の第４実施形態を示す。第１実施形態と同様であるこの実施形態に係る適用ヘッド６”’の部材は、同一の参照が付され、上の説明をそれらに適用することができるため、詳細は説明しない。
【００９５】
適用ヘッド６”’は、噴霧されたコーティング用製品を案内する空気流のための適用装置をさらに含む。この装置は、特に、例えば、システム１によりその端部に専用の管を通じて供給される、圧縮空気供給回路６３２に接続された空気排出穴６３０を含む。穴６３０は、噴霧ノズル６０を出て、伝搬方向に沿って配向されたエアロゾル流６１の少なくとも一部に隣接する案内空気流６３１を噴霧するのに適している。したがって、この案内空気流は、コーティング用製品の液滴が交わることができないバリアを構成する。したがって、表面Ｓの標的領域の外側への液滴の堆積が制限される。こうして堆積された製品の帯Ｂはまた、より鋭いエッジを有する。穴６３０は、本明細書では、ヘッド６”’の下面の外側エッジ上に設置される。
【００９６】
図示されていない別の実施形態によれば、穴６３０は、異なるように設置することができ、例えば、複数の独立流を形成するための各ノズル６０に設置することができる。空気流６３１は、エアロゾル流６１の伝搬方向に対して収束するか又は発散するように配向することができる。
【００９７】
そのような装置は、有利には、適用ヘッド６、６’又は６”と共に使用することができる。
【００９８】
図９は、本発明の第５実施形態を示す。第１実施形態と同様であるこの実施形態に係る部材は、同一の参照が付され、上の説明をそれらに適用することができるため、詳細は説明しない。
【００９９】
このシステムは、特に、噴霧ノズル６０により発せられたエアロゾル流６１に電場を印加するのに適した電極６２０をさらに含む点で、システム１と相違する。したがって、エアロゾル流６１の液滴は、ゼロでない電荷量で電気的に帯電される。同様に、表面Ｓは、電気接地部６２１に電気的に接続される。このように、液滴の少なくとも一部が、静電力の作用の下で、コーティングされるべき表面Ｓに向けて引き寄せられる。このように、表面Ｓの標的領域の外側への液滴の堆積が制限される。こうして堆積された製品の帯Ｂはまた、より鋭いエッジを有する。
【０１００】
例示として、電場は、電極６２０と、コーティングされるべき表面Ｓとの間の噴霧軸に生成される。この電場Ｅは、表面Ｓに向けてのそれらの移動の間に荷電液滴を加速させる。強度Ｆ＝ｑＥ、ｑは電気素量である、を持つ静電力は、地球の重力と空気の摩擦力に重ね合わせられる。電気力は、その電気力線に正接しており、それにより、表面Ｓに向けて発散する。電場の非存在下で、表面Ｓの標的領域の外側に達した直線的軌道上のいくらかの液滴は、表面Ｓに向けて屈折し、標的により引き寄せられる。
【０１０１】
さらに、電場Ｅのおかげで、液滴は加速され、それにより、ノズル６０と表面Ｓの間の距離を増加させることができ、アクセスしにくい領域に達することができる。これは、堆積歩留りを増加させ、堆積を均一にする。
【０１０２】
別の利点は、ノズル６０により噴霧された液滴のサイズの微細化であり、それにより、表面Ｓ上に適用された後のコーティングの最終的な外観を改善する。液滴技術を制限するパラメータの１つは、ノズルの出口穴のサイズであり、それは小さく、自動車塗装の場合のように、インク以外の多くのコーティング用製品の特性に適合しない。液滴に印加された、ノズル６０と表面Ｓの間の軸方向の電場Ｅは、それらをより細かく霧化することに寄与する。霧化エネルギーと電場との組み合わせは、塗料膜の表面からの滴の抽出力を増加させる。高電圧は、より大きい直径を持つノズル穴６０を使用することと同等の微細な霧化を可能とする。最後に、増加した霧化の力により、ヘッド６が自動車塗装ラインのような工業的製造状況で使用される場合に、製造リズムを改善することが可能となる。
【０１０３】
静電的案内の使用はまた、互いに反発する液滴の位置の均一性及び均等性を改善する。それらは、液滴技術とは異なり、より拡散して堆積される。これは、マーブリング及び筋のような不要な視覚的アーティファクトを低減する。
【０１０４】
図示されていない代替形態によれば、適用ヘッド６は、ノズルにより噴霧される前に、コーティング用製品を電気的に分極するための装置を含む。同様に、表面Ｓは電気接地部６２１に電気的に接続される。このように、エアロゾル流６１の液滴は、電極６２０を使用する必要なく、電気的に分極される。
【０１０５】
この電気分極のおかげで、液滴の少なくとも一部が、静電力の作用の下、コーティングされるべき表面Ｓに向けて引き寄せられ、それにより、表面Ｓの標的領域の外側への液滴の堆積を制限することが可能となる。こうして堆積された製品の帯Ｂはまた、より鋭いエッジを有する。
【０１０６】
実施形態及び代替形態、並びに上で考慮された実施形態は、新規の実施形態を作り出すために組み合わせることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【外国語明細書】
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