НАНОСЯЩАЯ СИСТЕМА И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ НАНЕСЕНИЯ
APPLICATION SYSTEM AND CORRESPONDING APPLICATION METHOD

Изобретение относится к наносящей системе и к соответствующему способу для нанесения текучего вещества (например, ПВХ: поливинилхлорида) на конструктивный элемент (например, на конструктивный элемент кузова автомобиля).
В современных наносящих системах для покрытия конструктивных элементов кузова автомобиля наносимый материал (например, ПВХ) подается от средства снабжения материалом к аппликатору, который наносит текучее вещество на конструктивный элемент. При этом между средством снабжения материалом и аппликатором расположена ячейка измерения в проточных растворах, которая может быть выполнена, например, в виде измерительной ячейки с ареометром и в соответствии с поданным от снабжения материалом к аппликатору потоком текучего вещества создает соответствующий сигнал объемного расхода. При этом проблемой является тот факт, что взаимосвязь выданный ячейкой измерения в проточных растворах сигнал объемного расхода с одной стороны и фактический объемный расход с другой стороны зависит от свойств поданного текучего вещества, что делает необходимой соответствующую калибровку. До сих пор эта калибровка ячейки измерения в проточных растворах осуществляется вручную, благодаря тому, что выданное аппликатором текучее вещество выдается во время калибровки в мерный стакан, причем измеряется сигнал объемного расхода измерительной ячейки. Затем из известного объема мерного стакана и значений измерений ячейки измерения в проточных растворах может выводиться техническое правило измерения, для того чтобы из выходного сигнала ячейки измерения в проточных растворах рассчитывать фактически поданный объемный расход текучего вещества.
Недостатком при этом ручном способе калибровки, прежде всего, является тот факт, что калибровка должна осуществляться вручную, что чревато ошибками и связано с дополнительными расходами. На практике свойства текучего вещества также изменяются, например, ввиду изменения температуры или изменения партии текучего вещества, что фактически делает необходимой новую калибровку, что, однако, как правило, не происходит. Следовательно, недостаточная калибровка приводит на практике зачастую к несоответствию между заданным количеством и фактическим количеством нанесенного текучего вещества.
Далее относительно уровня техники необходимо сослаться на DE 10 2007 053 073 A1, DE 10 2006 021 623 A1, EP 2 185 293 B1 и EP 1 854 548 A1. Эти документа также раскрывают наносящую систему с ячейкой измерения в проточных растворах и оценочным блоком, причем оценочный блок из сигнала измерения ячейки измерения в проточных растворах определяет согласно техническому правилу измерения расход (объемный расход или массовый расход), который протекает через ячейку измерения в проточных растворах. Сверх этого, эти документы раскрывают то, что наносящая система может калиброваться. Однако при этом в оценочном блоке калибруется не техническое правило измерения, а взаимосвязь между расходом через ячейку измерения в проточных растворах с одной стороны и соотношениями давлений и гидравлическими условиями ниже по потоку за ячейкой измерения в проточных растворах непосредственно в аппликаторе с другой стороны. Так между ячейкой измерения в проточных растворах и аппликатором, как правило, расположен более длинный шланг, так что соотношения давлений и гидравлические условия в ячейке измерения в проточных растворах, как правило, не отображают точные соотношения давлений и гидравлические условия в аппликаторе, а искажены, например, за счет газопроницаемости шланга. Таким образом, заложенное в оценочном блоке техническое правило измерения при этом не калибруется, а остается неизменным. В рамках калибровки калибруется лишь взаимосвязь между проходящим через ячейку измерения в проточных растворах расходом с одной стороны и интересующими соотношениями давлений и гидравлическими условиями в аппликаторе с другой стороны. Таким образом, изменение режима измерения ячейки измерения в проточных растворах (например, ввиду изменения температуры или вязкости текучего вещества) может не учитываться в рамках калибровки, что приводит к ошибкам измерений.
Поэтому в основе изобретения лежит задача по соответствующему усовершенствованию калибровки.
Эта задача решается с помощью соответствующей изобретению наносящей системе и соответственно с помощью соответствующего изобретению способа согласно дополнительному независимому пункту формулы изобретения.
Изобретение предусматривает то, что калибровка технического правила измерения для ячейки измерения в проточных растворах осуществляется не вручную, а автоматически посредством калибровочного устройства, которое встроено в наносящую систему.
Соответствующая изобретению наносящая система имеет в соответствии с уровнем техники ячейку измерения в проточных растворах, через которую проходит наносимое текучее вещество, и которая в соответствии с расходом текучего вещества создает сигнал измерения. Говоря о расходе, речь может идти, например, об объемном расходе или о массовом расходе текучего вещества.
Однако использованное в рамках изобретение понятие ячейки измерения в проточных растворах следует понимать в общих чертах, и оно не ограничено датчиками расхода, при которых измеряемый расход (объемный расход или массовый расход) проходит через сам измерительный датчик. Наоборот понятие ячейки измерения в проточных растворах включает в себя также такие типы датчиков расхода, при которых измеряемый расход проходит лишь через линию, причем ячейка измерения в проточных растворах измеряет расход, протекающий через линии.
Сверх этого, соответствующая изобретению наносящая система имеет в соответствии с уровнем техники оценочный блок, который из сигнала измерения ячейки измерения в проточных растворах согласно заданному техническому правилу измерения определяет расход, который протекает через ячейку измерения в проточных растворах или линию. Таким образом, техническое правило измерения оценочного блока должно отображать взаимосвязь между сигналом измерения ячейки измерения в проточных растворах с одной стороны и измеренным ячейкой измерения в проточных растворах расходом с другой стороны.
Таким образом, оценочный блок предпочтительно устанавливает расход, который протекает через саму ячейку измерения в проточных растворах, или, по меньшей мере, расход, который протекает непосредственно в ячейке измерения в проточных растворах через линию. В предпочтительном примере осуществления изобретения от него следует отличать расход, который протекает через линию в другом месте наносящей системы, например, непосредственно перед аппликатором. Соответствующая изобретению калибровка должна учитывать именно изменение режима измерения ячейки измерения в проточных растворах, а не изменение другого конструктивного элемента (например, гибкого, "дышащего" шланга между ячейкой измерения в проточных растворах и аппликатором) наносящей системы.
В предпочтительном примере осуществления изобретения оценочный блок имеет вычислительный модуль, который рассчитывает расход согласно заданному правилу вычислений из сигнала измерения ячейки измерения в проточных растворах. Таким образом, оценочный блок может быть реализован в виде аппаратного обеспечения или в виде программного обеспечения в цифровой вычислительной машине.
Теперь соответствующая изобретению наносящая система отличается от уровня техники встроенным калибровочным устройством для автоматической калибровки технического правила измерения оценочного блока.
В предпочтительном примере осуществления изобретения известный из уровня техники мерный стакан для ручной калибровки заменяется приемным контейнером, в который текучее вещество выпускается во время калибровки, причем в рамках выпуска материала в приемный контейнер измеряется сигнал измерения ячейки измерения в проточных растворах.
Сверх этого, соответствующая изобретению наносящая система предпочтительно имеет в соответствии с уровнем техники аппликатор (например, сопло, распылитель и т.д.), для того чтобы была возможность наносить текучее вещество.
Далее соответствующая изобретению наносящая система предпочтительно включает в себя также в соответствии с уровнем техники средство снабжения материалом для подачи текучего вещества через ячейку измерения в проточных растворах к аппликатору, причем средство снабжения материалом, как правило, включает в себя насос (например, насос-дозатор).
Соответствующая изобретению наносящая система предпочтительно отличается первым расположением клапанов, которое позволяет соединять ячейку измерения в проточных растворах или линию ниже по потоку за ячейкой измерения в проточных растворах на выбор с аппликатором или с приемным контейнером.
В этом случае в нормальном режиме нанесения покрытия первое расположение клапанов соединяет ячейку измерения в проточных растворах или линию ниже по потоку за ячейкой измерения в проточных растворах с аппликатором, для того чтобы наносить текучее вещество при помощи аппликатора.
Во время же собственной калибровки первое расположение клапанов соединяет ячейку измерения в проточных растворах или линию ниже по потоку за ячейкой измерения в проточных растворах с приемным контейнером, для того чтобы направлять поданное текучее вещество в приемный контейнер.
Соответствующее изобретению калибровочное устройство соединено с ячейкой измерения в проточных растворах, для того чтобы во время калибровки была возможность регистрировать сигнал измерения ячейки измерения в проточных растворах. Сверх этого, калибровочное устройство соединено с оценочным блоком, для того чтобы была возможность калибровать техническое правило измерения оценочного блока.
В одном варианте изобретения приемный контейнер имеет переменный приемный объем. В этом варианте дополнительно предусмотрен измерительный элемент, для того чтобы во время наполнения приемного контейнера текучим веществом измерять фактический приемный объем. В этом варианте калибровочное устройство соединено на входе как с ячейкой измерения в проточных растворах, так и с измерительным элементом, для того чтобы была возможность учитывать взаимосвязь между сигналом измерения ячейки измерения в проточных растворах с одной стороны и фактическим подаваемым объемом с другой стороны.
В другом же варианте изобретения приемный контейнер имеет известный приемный объем и при калибровке полностью заполняется проходящим через ячейку измерения в проточных растворах текучим веществом. В этом случае калибровочное устройство устанавливает техническое правило измерения в зависимости от известного приемного объема приемного контейнера с одной стороны и общего объемного расхода, который был измерен ячейкой измерения в проточных растворах, с другой стороны. Таким образом, в этом варианте изобретения приемный объем приемного контейнера является предпочтительно постоянным (неизменным). Тем не менее, в этом варианте также существует возможность того, что приемный объем приемного контейнера является переменным, однако во время процесса калибровки сохраняется постоянным.
Сверх этого, соответствующая изобретению наносящая система предпочтительно имеет регулятор давления текучего вещества, который расположен между средством снабжения материалом и ячейкой измерения в проточных растворах, для того чтобы была возможность регулировать давление текучего вещества. Например, давление текучего вещества выше по потоку перед ячейкой измерения в проточных растворах может регулироваться на заданное расчетное значение.
Далее соответствующая изобретению наносящая система предпочтительно имеет исполнительный элемент, для того чтобы регулировать приемный объем приемного контейнера. Например, приемный контейнер может быть выполнен в виде системы цилиндр-поршень, причем положение поршня приемного контейнера определяет приемный объем. Приведение в движение поршня может осуществляться, например, при помощи пневматики, однако также возможен другой тип привода, как например электрический привод.
В описанном выше варианте изобретения с переменным приемным объемом приемного контейнера поршень при наполнении приемного контейнера может непрерывно перемещаться, причем датчик положения поршня постоянно измеряет текущий уровень наполнения. В этом случае из выходного сигнала датчика положения поршня с одной стороны и сигнала измерения ячейки измерения в проточных растворах с другой стороны в рамках калибровки может выводиться техническое правило измерения.
Сверх этого, соответствующая изобретению наносящая система предпочтительно включает в себя второе расположение клапанов, для того чтобы соединять приемный контейнер со средством снабжения материалом. Это предоставляет то преимущество, что направленное во время калибровки в приемный контейнер текучее вещество может снова отводиться в средство снабжения материалом и таким образом не должно утилизироваться.
Далее соответствующая изобретению наносящая система предпочтительно включает в себя третье расположение клапанов, которое расположено между ячейкой измерения в проточных растворах и первым расположением клапанов.
Кроме того, следует отметить то, что исполнительный элемент для регулировки приемного объема приемного контейнера предпочтительно имеет источник сжатого воздуха и четвертое расположение клапанов, причем четвертое расположение клапанов регулирует поток сжатого воздуха от источника сжатого воздуха к приемному контейнеру. Это предоставляет возможность управляемого опорожнения приемного контейнера, например, обратно в средство снабжения материалом. Например, источник сжатого воздуха может перемещать поршень системы цилиндр-поршень таким образом, что находящееся в цилиндре (приемном контейнере) текучее вещество выдавливается из цилиндра.
Ранее уже было кратко упомянуто, что измеренный ячейкой измерения в проточных растворах расход предпочтительно является объемным расходом и таким образом отображает объем, продаваемый за единицу времени. Тем не менее, альтернативно существует также возможность того, что измеренный ячейкой измерения в проточных растворах расход является массовым расходом, который таким образом отображает поданную массу за единицу времени.
Далее следует упомянуть то, что, говоря о первом расположении клапанов между ячейкой измерения в проточных растворах и аппликатором, речь идет предпочтительно о пятиходовом двухпозиционном клапане.
Кроме того, следует упомянуть то, что изобретение не ограничено описанной выше, соответствующей изобретению наносящей системой. Наоборот изобретение истребует также защиту для соответствующего способа нанесения покрытия, при котором техническое правило измерения для определения расхода автоматически калибруется из сигнала измерения ячейки измерения в проточных растворах.
В одном варианте изобретения приемный контейнер имеет переменный приемный объем и наполняется во время калибровки проходящим через ячейку измерения в проточных растворах текучим веществом. При этом во время наполнения предпочтительно непрерывно измеряется переменный приемный объем приемного контейнера, то есть текущий уровень наполнения приемного контейнера. Сверх этого, во время калибровки расход измеряется посредством ячейки измерения в проточных растворах при наполнении приемного контейнера. В этом случае техническое правило измерения может устанавливаться, например, в виде характеристической кривой из измеренного уровня наполнения (приемного объема) приемного контейнера с одной стороны и из сигнала измерения ячейки измерения в проточных растворах с другой стороны.
В другом же варианте изобретения полностью наполняется приемный контейнер с известным приемным объемом, причем в этом случае после наполнения приемного контейнера измеряется сигнал измерения ячейки измерения в проточных растворах. В этом случае из известного приемного объема приемного контейнера с одной стороны и сигнала измерения ячейки измерения в проточных растворах с другой стороны равным образом может выводиться техническое правило измерения, которое отображает взаимосвязь между сигналом измерения ячейки измерения в проточных растворах и фактическим расходом. Этот вариант изобретения создает условия для отказа от дополнительного измерительного элемента для измерения текущего уровня наполнения приемного контейнера.
Предпочтительно поток текучего вещества от средства снабжения материалом при калибровке полностью направляется в приемный контейнер, так что в этом случае нанесение текучего вещества аппликатором прерывается во время калибровки.
Сверх этого, приемный контейнер перед наполнением при калибровке предпочтительно полностью опорожняется, причем это опорожнение может осуществляться, например, при помощи пневматики.
Наконец следует еще упомянуть то, что калибровка технического правила измерения может осуществляться с регулировкой по времени соответственно в определенных промежутках времени. Например, калибровка может осуществляться соответственно с промежутками времени в час, день или неделю. Альтернативно или дополнительно существует возможность того, что калибровка запускается вручную, например, если заменяется текучее вещество.
Далее существует также возможность того, что калибровка осуществляется соответственно между обработкой двух конструктивных элементов, например между покрытием двух следующих друг за другом корпусов автомобилей.
В предпочтительном примере осуществления изобретения наносящая система наносит поливинилхлорид (ПВХ). Тем не менее, соответствующий изобретению принцип автоматический калибровки также подходит для нанесения других текучих веществ, как например клеев (однокомпонентных клеев или двухкомпонентных клеев), лаков, смазок (например, жировых веществ, масел), консервационного воска, средств герметизации (например, при нанесении уплотнительных валиков) или пенополиуретана (ППУ).
Другие предпочтительные усовершенствования изобретения обозначены в зависимых пунктах формулы изобретения и в дальнейшем вместе с описанием предпочтительного примера осуществления изобретения разъясняются более подробно при помощи чертежа. На чертеже показаны:
фиг. 1 - схематичное изображение соответствующей изобретению наносящей системы с встроенным калибровочным устройством, а также
фиг. 2 - соответствующий изобретению способ нанесения с автоматической калибровкой в виде блок-схемы процесса.
Фиг. 1 показывает в схематичной форме пример осуществления соответствующей изобретению наносящей системы, включающей средство 1 снабжения материалом, регулятор 2 давления материала, ячейку 3 измерения в проточных растворах, управляемый клапан 4, пятиходовой двухпозиционный клапан 5 и наконец аппликатор 6. Средство 1 снабжения материалом подает наносимое текучее вещество (например, ПВХ) через регулятор 2 давления материала, ячейку 3 измерения в проточных растворах, клапан 4 и пятиходовой двухпозиционный клапан 5 к аппликатору 6, который затем наносит текучее вещество на конструктивный элемент (например, на конструктивный элемент кузова автомобиля).
При этом ячейка 3 измерения в проточных растворах измеряет поданный от средства 1 снабжения материалом к аппликатору 6 объемный расход и выдает соответствующий электрический сигнал измерения в оценочный блок 7.
Затем оценочный блок 7 рассчитывает из электрического сигнала измерения ячейки 3 измерения в проточных растворах в соответствии с заданным техническим правилом измерения фактический объемный расход.
При этом согласование между электрическим сигналом измерения ячейки 3 измерения в проточных растворах с одной стороны и получающимся объемным расходом с другой стороны задается в виде характеристической кривой калибровочным устройством 8.
Во время процесса калибровки пятиходовой двухпозиционный клапан 5 перенаправляет поток текучего вещества от средства 1 снабжения материалом в приемный контейнер 9, причем измерительный элемент 10 измеряет текущий уровень наполнения приемного контейнера 9 и передает соответствующий сигнал измерения в калибровочное устройство 8. Таким образом, калибровочное устройство 8 во время калибровки получает пары значений из электрического сигнала измерения ячейки 3 измерения в проточных растворах в соответствии с измеренным объемным расходом с одной стороны и из измеренного измерительным элементом 10 сигнала измерения в соответствии с текущим приемным объемом приемного контейнера 9 с другой стороны. Из этих пар значений калибровочное устройство 8 рассчитывает характеристическую кривую, которая затем в качестве технического правила измерения сохраняется в оценочном блоке 7 и во время нормального режима нанесения определяет расчет объемного расхода из сигнала измерения ячейки 3 измерения в проточных растворах.
Сверх этого, соответствующая изобретению наносящая система имеет источник 11 сжатого воздуха, который через клапан 12 соединен с приемным контейнером 9 и делает возможным опорожнение приемного контейнера 9. Так приемный контейнер 9 выполнен в виде системы цилиндр-поршень, причем положение поршня в приемном контейнере 9 отображает текущий приемный объем. Если клапан 12 открыт, то сжатый воздух поступает в приемный контейнер 9 и сдвигает в нем поршень, так что находящееся в приемном контейнере 9 текучее вещество выдавливается из приемного контейнера 9.
Сверх этого, приемный контейнер 9 соединен через клапан 13 со снабжением материалом. Это соединение позволяет выдавливать скопившееся в приемном контейнере 9 во время калибровки текучее вещество обратно в средство 1 снабжения материалом, что делает возможным повторное использование этого текучего вещества.
Наконец изобретение включает в себя еще блок 14 управления, который управляет калибровочным устройством 8, клапанами 4, 12, 13 и пятиходовым двухпозиционным клапаном 5. Таким образом, блок 14 управления может производить автоматическую калибровку оценочного блока 7. Проведение этих калибровок может осуществляться, например, в определенных промежутках времени или между покрытием двух следующих друг за другом конструктивных элементов. Сверх этого, калибровка может также запускаться вручную, если это является необходимым.
В одном варианте эксплуатации описанной выше, соответствующей изобретению наносящей системы приемный контейнер 9 во время калибровки наполняется полностью, так что в этом случае известный максимальный приемный объем приемного контейнера 9 в сочетании с измеренным ячейкой 3 измерения в проточных растворах объемным расходом дает в итоге функциональную взаимосвязь между сигналом измерения ячейки 3 измерения в проточных растворах с одной стороны и получающимся объемным расходом с другой стороны.
В другом же варианте изобретения приемный контейнер 9 во время калибровки наполняется непрерывно, причем измерительный элемент 10 постоянно измеряет текущий приемный объем. Таким образом, может измеряться множество пар значений, что делает возможным более точную калибровку.
В дальнейшем теперь со ссылкой на блок-схему процесса на фиг. 2 описывается соответствующий изобретению способ калибровки.
Сначала на первом шаге S1 приемный контейнер 9 опорожняется в средство 1 снабжения материалом. Для этого клапаны 12, 13 регулируются блоком 14 управления таким образом, что они открываются. Затем источник 11 сжатого воздуха управляет поршнем в приемном контейнере 9 таким образом, что находящееся в приемном контейнере 9 текучее вещество выдавливается из приемного контейнера 9. Затем выдавленное из приемного контейнера 9 текучее вещество подается через клапан 13 обратно в средство 1 снабжения материалом.
Затем на втором шаге S2 создается давление текучего вещества между средством 1 снабжения материалом и аппликатором 6. При этом клапаны 12 и 13 закрываются. Далее закрывается клапан 4 между ячейкой 3 измерения в проточных растворах и пятиходовым двухпозиционным клапаном для создание давления.
Затем после этого создания давления на шаге S3 осуществляется наполнение приемного контейнера 9 через открытый клапан 4 и пятиходовой двухпозиционный клапан 5. При этом ячейка 3 измерения в проточных растворах постоянно измеряет объемный расход и выдает соответствующий электрический сигнал измерения в калибровочное устройство 8. Сверх этого, измерительный элемент 10 во время наполнения приемного контейнера 9 постоянно измеряет текущий приемный объем приемного контейнера 9 и выдает соответствующий сигнал измерения в калибровочное устройство 8.
Затем на шаге S4 калибровочное устройство 8 определяет характеристическую кривую из пар значений электрического сигнала измерения ячейки 3 измерения в проточных растворах с одной стороны и сигнала измерения измерительного элемента 10 с другой стороны.
Затем на шаге S5 эта характеристическая кривая сохраняется в качестве технического правила измерения в оценочном блоке 7 и во время нормального режима нанесения служит для расчета объемного расхода из электрического сигнала измерения ячейки 3 измерения в проточных растворах.
Изобретение не ограничено описанным выше предпочтительным примером осуществления. Наоборот возможно множество вариантов и модификаций, которые также используют идею изобретения и потому входят в объем защиты. В частности изобретение истребует также защиту для предмета и признаков зависимых пунктов формулы изобретения вне зависимости от пунктов формулы изобретения, на которые они ссылаются.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 средство снабжения материалом
2 регулятор давления материала
3 ячейка измерения в проточных растворах
4 клапан
5 пятиходовой двухпозиционный клапан
6 аппликатор
7 оценочный блок
8 калибровочное устройство
9 приемный контейнер
10 измерительный элемент
11 источник сжатого воздуха
12 клапан
13 клапан
14 блок управления