СИСТЕМА ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО РАСПЫЛИТЕЛЯ
ELECTRODE SYSTEM FOR ELECTROSTATIC SPRAYING

Изобретение относится к области нанесения покрытий на детали с помощью электростатического распыления, в частности с помощью электростатического ротационного распыления.
Для нанесения покрытия на детали, такие как, например, кузова автомобилей, можно использовать электростатические распылители, в частности электростатические ротационные распылители с так называемой внешней зарядкой, при которой распылительная струя подвергается воздействию создаваемого с помощью наружных электродов электростатического поля. Таким образом, капельки лака заряжаются посредством осаждения ионов и транспортируются, например, к заземленной детали, как описано, например, в публикациях DE 10202711 А1 и ЕР 1 362 640 В1.
В публикациях US 2007/0039546 A1, US 5 163 625 A, US 5 044 564 A, DE 102 05 593 A1, DE 37 09 508 A1, DE 36 09 240 A1 и DE 10 2005 000 983 А1 раскрыты другие электростатические устройства для нанесения покрытия.
Недостаток известных концепций внешней зарядки состоит в том, что необходимые для создания электростатического поля наружные электроды затрудняют нанесение покрытия на узкие поверхности и в тесных пространствах, таких как, например, во внутренней части деталей, или во внутренних частях двери транспортного средства, или в зонах входа кузова транспортного средства, или нанесение покрытия на тесно связанные детали на несущей опоре, в частности на расположенные на небольшом расстоянии друг от друга монтируемые детали, например бамперы, за счет их конструктивных размеров.
Кроме того, за счет компактной конструкции необходимо дорогостоящее и сложное, как правило, комплексное разделение потенциалов, в частности, при применении проводящих лаков, например лаков на водной основе или лаков с низкоомным растворителем, в частности с высоким содержанием твердых частиц. Кроме того, такие электростатические распылители трудно чистить, поскольку обычно применяемые от шести до восьми наружных штырей электродов, которые образуют наружные электроды, необходимо чистить по отдельности или заменять. Кроме того, при применении непосредственной зарядки в компактной конструкции, в которой в еще не распыленный лак подводят потенциал высокого напряжения, необходимо дорогостоящее и затратное, как правило, сложное разделение потенциалов, в частности, при применении проводящих лаков, например лаков на водной основе.
Задачей данного изобретения является создание концепции внешней зарядки для электростатического распылителя, которая обеспечивает возможность как внутреннего покрытия, так и наружного покрытия изделий, в частности, кузова транспортных средств и монтируемых деталей, таких как, например, бамперы, а также для простой чистки электростатического распылителя.
Эта задача решается с помощью признаков независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.
Изобретение основывается на понимании того, что эффективная концепция внешней зарядки, которая обеспечивает возможность как внутреннего покрытия/детального покрытия (т.е. внутреннего покрытия и/или детального покрытия), так и наружного покрытия изделий, может быть реализована с помощью системы электродов, содержащей, например, электродное кольцо. Электроды системы электродов предусмотрены для создания электростатического поля, которое способствует возникновению разрядных токов, протекающих по меньшей мере по поверхности корпуса. Предпочтительно, целенаправленно оказывают диэлектрическое влияние, в частности демпфируют составляющую разрядного тока, проходящую в направлении оси симметрии, т.е. к оси симметрии, например, в направлении оси симметрии системы электродов или электродного кольца или в направлении расположенного вокруг оси симметрии распылительного элемента, например колоколообразной тарелки, или оси распылительной струи, или в направлении оси рукиробота. При этом, в частности, можно учитывать оба направления соответствующей оси.
Изобретение обеспечивает, в частности, возможность минимизации или предотвращения не желательных, соответственно, паразитных разрядов, за счет чего может достигаться предпочтительно увеличенная зарядка покрывающего средства, соответственно, распыляемой струи. За счет этого можно уменьшить размеры электростатического распылителя, что облегчает доступ к труднодоступным внутренним частям кузова. Одновременно можно располагать электроды так, что один и тот же электростатический распылитель можно применять как для внутреннего нанесения лака, так и для наружного нанесения лака. Кроме того, при модульном выполнении электростатического распылителя можно, например, применяемую соответствующим образом, модульно соединяемую (предпочтительно выполняется с возможностью отсоединения, например, с помощью резьбы) систему электродов согласовывать с соответствующей целью применения, так что для внутреннего нанесения лака можно применять систему электродов меньших размеров, а для наружного нанесения лака -систему электродов больших размеров. Кроме того, могут быть предусмотрены, например, телескопические подвижные электроды, которые для наружного нанесения лака можно выдвигать, например, с помощью сжатого воздуха. Кроме того, система электродов может иметь электроды различной длины и/или с различными углами наклона относительно оси симметрии.
Согласно одному аспекту, изобретение относится к системе для одного или нескольких электродов, соответственно, к системе электродов для электростатического распылителя, например для электростатического ротационного распылителя, содержащей устройство крепления электродов, предназначенное для крепления по меньшей мере одного создающего электростатическое поле электрода вокруг оси симметрии, при этом может быть предусмотрен, например, диэлектрический материал, предпочтительно для оказания влияния на составляющую разрядного тока, проходящую в направлении оси симметрии. В частности, система электродов предусмотрена для внешней зарядки покрывающего средства и особенно пригодна для внешней зарядки покрывающего средства для внутреннего покрытия, и/или детального покрытия, и/или наружного покрытия, система электродов может содержать один или несколько электродов, соответственно, может быть предназначена для приема одного или нескольких электродов.
Предпочтительно, система электродов и/или устройство крепления электродов и/или диэлектрический материал имеет центральную ось. Предпочтительно, ось симметрии соответствует центральной оси системы электродов и/или устройства крепления электродов и/или диэлектрического материала.
Ось симметрии может быть, например, осью симметрии, в частности ротационной осью устройства крепления электродов, которое может быть выполнено, например, ротационно-симметричным, в частности кольцеобразным. Однако ось симметрии может быть осью симметрии, например, ротационно-симметричного электростатического поля. Кроме того, ось симметрии может быть задана в случае электростатического ротационного распыления с помощью направления распыления струи, распыляемой распылительным элементом, или же осью турбинного вала, который приводит в действие распылительный элемент, например колоколообразную тарелку. Упомянутые выше оси симметрии могут также совпадать, в частности, в ротационных распылителях с общей осью симметрии.
Проходящая к оси симметрии составляющая разрядного тока может проходить, в частности, под любым углом к оси симметрии и, например, непосредственно в направлении оси симметрии, например перпендикулярно ей, или под углом меньше 90°, или вдоль поверхности корпуса, или вдоль пути, заданного силовыми линиями электрического поля, или по любому пути к оси симметрии.
Диэлектрический материал может быть, например, изолирующим материалом с диэлектрической постоянной, которая отличается от диэлектрической постоянной воздуха, соответственно, превышает ее. Предпочтительно, диэлектрический материал предусмотрен для оказания влияния на проходящую в направлении оси симметрии составляющую разрядного тока и расположен, в частности, так, чтобы изолировать заземленные или находящиеся под низким потенциалом конструктивные элементы (например, распылительный элемент (колоколообразную тарелку), приводную турбину, ротор, ось руки робота и подобное), за счет чего можно целенаправленно изменять, и/или минимизировать, и/или прерывать прохождение тока. Благодаря изоляции, например, заземленных конструктивных элементов изменяется, соответственно, предотвращается прохождение тока, за счет чего уменьшается также износ, и оказывается положительное влияние на прохождение тока через распыляемый лак. За счет диэлектрического материала, например, удлиняется путь распространения разрядного тока к оси симметрии, в результате чего вызывается удлинение пути разряда, так что систему электродов можно применять также для внутреннего нанесения лака. В частности, диэлектрический материал предусмотрен по меньшей мере на одном электроде так, что при работе распылителя достигается изоляция в направлении назад (например, в направлении оси руки робота, соответственно, со стороны оси руки робота, соответственно, в направлении, противоположном относительно распылительного элемента, или соответственно, к стороне, противоположной относительно распылительного элемента) и/или во (радиально) внутрь (например, в направлении приводной турбины или других внутренних компонентов распылителя), и/или вперед (например, в сторону распылительного элемента, соответственно, в направлении распылительного элемента), и/или (радиально) наружу (например, в направлении, противоположном относительно приводной турбины). Тем самым можно уменьшать или предотвращать нежелательные (паразитные) разряды, за счет чего можно предпочтительно увеличивать зарядку покрывающего средства. Кроме того, концепция изобретения пригодна особенно предпочтительно для применения в лакировочной кабине, например в универсальной кабине или в лакировочном отсеке. В частности, изобретение применимо к концепции отсеков, описание которой приведено в WO 2007/131660 А1, полное содержание которого включается в настоящее описание посредством ссылки.
Согласно одному варианту выполнения, диэлектрический материал расположен или образован асимметрично, например, относительно электрода, предназначенного для крепления или удерживаемого с помощью устройства крепления электродов, так что можно целенаправленно оказывать влияние на составляющую разрядного тока, проходящую в направлении оси симметрии. Диэлектрический материал может быть, например, изогнут к оси симметрии, за счет чего предпочтительно обеспечивается зависящее от направления влияние на составляющую разрядного тока.
Согласно одному варианту выполнения, система электродов содержит по меньшей мере один электрод, который предназначен, в частности, для механического и/или электрического соединения с устройством крепления электродов с целью создания электростатического поля. По меньшей мере один электрод может быть заделан или встроен в корпус или вставлен в устройство крепления электродов по меньшей мере частично или полностью или вплоть до конца электрода, который может иметь длину примерно 1-5 мм, или полностью или большей частью. Кроме того, по меньшей мере один электрод может быть полностью или почти полностью утоплен в устройстве крепления электродов, соответственно, по меньшей мере в одной области для размещения электродов. В таких случаях диэлектрический материал может быть, например, интегральной составной частью удерживающего электроды устройства, которое может состоять или состоит из диэлектрического материала.
Предпочтительно, по меньшей мере один электрод и/или по меньшей мере одна область размещения электродов расположены в устройстве крепления электродов.
Согласно одному варианту выполнения, в устройстве крепления электродов, или в изолирующем материале устройства крепления электродов, или в диэлектрическом материале могут быть заделаны в изолирующую среду резисторы с длиной примерно 30 мм или примерно 30 - 100 мм и/или диаметром примерно 8 мм или примерно 6-12 мм. За счет этого предпочтительным образом можно предотвращать пробои напряжения. Может быть предусмотрен один резистор или множество резисторов.
Резистор может быть, например, резистивным элементом, который реализован из частично проводящей пластмассы или полупроводника, который предпочтительно длительное время обеспечивает по существу постоянный коэффициент сопротивления, такой как обычный толстопленочный резистор.
Система электродов может иметь одно или несколько предпочтительно цилиндрических или гильзообразных приемных средств для размещения по меньшей мере одного резистора. По меньшей мере одно приемное средство для резистора может быть снабжено изолирующей средой, например покрыто или заполнено. В частности, по меньшей мере один резистор может быть покрыт или окружен изолирующей средой или же заделан в изолирующую среду. Приемное средство для резистора, в частности в области для размещения резистора, может быть выполнено с возможностью закрывания с помощью предпочтительно выполненного из пластмассы закрывающего средства, например колпачка, за счет чего можно предотвращать выход, например, жидкой изолирующей среды. По меньшей мере один резистор и/или по меньшей мере одно приемное средство для размещения резистора могут быть расположены по существу параллельно оси симметрии.
6
Изолирующая среда, соответственно, изолирующая текучая среда может быть, например, липидом (маслами, жировые вещества и подобным). Изолирующая среда может быть газообразной (например, SF), твердой, жидкой или текучей. Возможно также, что в качестве изолирующей среды применяется заливочная масса или подходящие клеи. Изолирующая среда должна иметь очень хорошие изолирующие свойства. Можно также располагать, соответственно, заделывать подлежащие изоляции части (например, электроды, резисторы и подобное) непосредственно в изолирующий, соответственно, диэлектрический материал.
Устройство крепления электродов содержит предпочтительно по меньшей мере одно, например цилиндрическую или гильзообразную область для размещения электродов, предназначенную для размещения одного электрода. Предпочтительно, система электродов содержит по меньшей мере один электрод и/или по меньшей мере одну область для размещения электродов, которые расположены под углом относительно оси симметрии и/или проходят с наклоном наружу и/или вперед. Тем самым электроды и/или область для размещения электродов предпочтительно расположены не параллельно оси симметрии. Согласно одному варианту выполнения, система электродов содержит по меньшей мере один электрод (соответственно, по меньшей мере одну область для размещения электродов), который предназначен, например, для механического и/или электрического соединения с устройством крепления электродов с целью создания электростатического поля, при этом угол между по меньшей мере одни электродом и осью симметрии больше 0° и не больше, предпочтительно меньше 90° или 180°, например больше примерно 40°, 45° или 50° и/или меньше примерно 60°, 65° или 70°, в частности равен примерно 55º. Возможно также, что угол имеет отрицательные значения приблизительно до -90°.
Таким образом, электроды, соответственно, области для размещения электродов могут быть расположены, в частности, наклонно, соответственно, под углом к оси симметрии, например, с прохождением вперед и/или наружу или же вперед и/или внутрь. Возможно даже прохождение наружу и/или назад.
Кроме того, электроды, соответственно, области для размещения электродов могут быть расположены по существу параллельно, или непараллельно, или с перекосом относительно оси симметрии. При непараллельном расположении относительно оси симметрии возможны углы между 0° и +/-180°.
Возможно также, что ось симметрии и по меньшей мере одна область для размещения электродов и/или по меньшей мере один электрод проходят в одной условной общей плоскости.
За счет этого предпочтительно обеспечивается возможность применения системы электродов с расположенным в ней таким образом электродом как для внутреннего покрытия, так и для наружного покрытия.
Согласно одному варианту выполнения, система электродов содержит по меньшей мере один электрод, который предназначен для механического и/или электрического соединения с устройством крепления электродов с целью создания электростатического поля, при этом диэлектрический материал расположен, например, между по меньшей мере одним электродом и осью симметрии или же асимметрично окружает, или не окружает, или окружает лишь частично по меньшей мере один электрод. Диэлектрический материал может быть сформирован, например, в виде диэлектрического утолщения или диэлектрического выступа, в частности краевого выступа. Благодаря этому обеспечивается возможность оказания влияния на составляющую разрядного тока, направленную к оси симметрии, за счет удлинения пути распространения к оси симметрии вдоль диэлектрика, и/или (при работе распылителя) изоляцию в направлении назад (например, со стороны оси руки робота, соответственно, в направлении руоси руки робота, соответственно, в противоположном относительно распылительного элемента направлении). Возможно, что диэлектрический материал, в частности диэлектрическое утолщение или диэлектрический выступ, выступает, например, наклонно или криволинейно наружу и/или вперед, расширяется, например, в форме конуса и/или расположен коаксиально оси симметрии, в частности с кольцеобразным прохождением вокруг оси симметрии. Диэлектрический, соответственно, изолирующий материал может быть предусмотрен по существу в виде кольца с разрывами или без разрывов. Возможно также, что по меньшей мере один электрод проходит в утолщение или выступ и даже выступает из утолщения или выступа.
Согласно одному варианту выполнения, диэлектрический материал предусмотрен для оказания влияния или не оказания влияния или меньшего демпфирования или не демпфирования на другую составляющую разрядного тока, которая направлена противоположно относительно упомянутой выше составляющей разрядного тока, меньше чем на составляющую разрядного тока, которая направлена к оси симметрии. За счет этого предпочтительно удлиняется разрядный промежуток к оси симметрии, так что система электродов может иметь более компактные размеры, которые предпочтительны для внутреннего покрытия.
Согласно одному варианту выполнения, устройство крепления электродов выполнено, например, кольцеобразно вокруг оси симметрии, так что ось симметрии совпадает с ротационной осью устройства крепления электродов. Ось симметрии может быть той осью, вокруг которой может проходить, например, в виде короны электростатическое поле, которое может создаваться с помощью нескольких электродов, расположенных вокруг оси симметрии и соединенных электрически и/или механически с устройством крепления электродов. В частности, электростатическое поле может проходить в направлении оси симметрии. При симметричной системе электродов обе оси симметрии предпочтительно совпадают друг с другом, так что диэлектрический материал можно формировать лишь относительно одной оси симметрии. Если упомянутые выше оси симметрии не совпадают друг с другом, то может быть предусмотрен диэлектрический материал с учетом лишь одной оси симметрии. Кроме того, диэлектрический материал может быть расположен относительно обеих осей симметрии указанным выше образом.
Предпочтительно, в собранном состоянии распылителя, соответственно, при смонтированной системе электродов, ось симметрии совпадает (коаксиально) с центральной осью распылительного элемента и/или одной центральной осью распылителя (например, центральной осью одного элемента корпуса распылителя или одного элемента корпуса) и/или с одной ротационной осью распылителя. Предпочтительно, указанные выше центральные оси по меньшей мере переходят друг в друга или пересекаются друг с другом. В частности, в собранном состоянии распылителя, соответственно, при смонтированной системе электродов, внутренний периметр системы электродов прилегает к наружному периметру элемента корпуса распылителя с целью обеспечения компактной конструкции распылителя.
Система электродов, и/или устройство крепления электродов, и/или диэлектрический материал могут быть предпочтительно закреплены на торцевой стороне, в частности на торцевой стороне распылителя (предпочтительно элемента корпуса распылителя), предпочтительно с кольцевым прилеганием и/или с помощью резьбового или другого крепления.
Согласно одному варианту выполнения, система электродов содержит несколько областей для размещения электродов и/или несколько электродов, которые расположены вокруг оси симметрии и соединены, в частности, электрически и/или механически с устройством крепления электродов, при этом концы нескольких электродов, противоположные устройству крепления электродов, расположены вдоль круговой траектории. Предпочтительно, задано отношение радиуса круговой траектории к радиусу поперечного сечения распылительного элемента электростатического распылителя, в частности колоколообразной тарелки ротационного распылителя, или к радиусу поперечного сечения устройства крепления электродов. Например, отношение внутри диапазона допусков, например ± π/4, равно π. Однако отношение может лежать внутри диапазона отношений, в частности ±1% или ±2%, между 2 и 4, или между 2,5 и 3,5, или между 3 и 3,2. В качестве альтернативного решения или дополнительно к этому, отношение произведения радиуса круговой траектории и расстояния круговой траектории до распылительного элемента электростатического распылителя, например до колоколообразной тарелки или до кромки колоколообразной тарелки, к квадрату диаметра этого распылительного элемента может лежать в диапазоне между 2π и 4π. С помощью этого конструктивного правила задается предпочтительное расстояние концов электродов относительно распылительного элемента.
Согласно одному варианту выполнения, система электродов содержит по меньшей мере один электрод, который предназначен для механического и/или электрического соединения с устройством крепления электродов с целью создания электростатического поля. По меньшей мере один электрод предпочтительно содержит изменяемую длину электрода или по меньшей мере один подвижный участок электрода, который предназначен для телескопического надвигания на другой участок электрода или для вдвигания в него. Изменяемую длину электрода можно устанавливать, например, с помощью сжатого воздуха, так что предпочтительным образом можно отрегулировать, например, систему кольцевых электродов для наружного и для внутреннего нанесения лакового покрытия. Согласно одному варианту выполнения, система электродов содержит, по меньшей мере один электрод, который электрически и/или механически соединен с устройством крепления электродов с целью создания электростатического поля. По меньшей мере один электрод предпочтительно окружен симметрично или не симметрично диэлектрическим материалом, который может быть, например, политетрафторэтиленом. За счет этого предпочтительным образом реализована изоляция штырей электродов.
Согласно одному варианту выполнения, система электродов содержит резьбу, которая может быть предусмотрена предпочтительно коаксиально центральной оси и/или оси симметрии.
Резьба может быть снабжена, например, изолирующей средой (например, изолирующей консистентной смазкой, такой как вазелин), за счет чего улучшается изоляция, что способствует направленному приему, соответственно, отводу или минимизации разрядного тока. Кроме того, может быть предусмотрена резьба для предпочтительно разъемного соединения устройства крепления электродов с корпусом электростатического распылителя посредством резьбового зацепления. Кроме того, резьба может быть сформирована из изолирующего, соответственно, диэлектрического материала, за счет чего могут быть дополнительно улучшены изоляционные свойства. Резьба может быть выполнена конической для создания самоторможения. Предпочтительно, резьба расположена коаксиально оси симметрии. Возможно прохождение резьбы вокруг системы электродов и/или устройства для крепления электродов и/или оси симметрии. Резьба может быть снабжена или снабжаться изолирующей средой, предпочтительно для предотвращения или минимизации разрядного тока или составляющей разрядного тока. Кроме того, резьба может быть предусмотрена для достижения предпочтительно увеличенного разрядного промежутка и/или лабиринта для разрядного тока (например, от части, находящейся под высоким напряжением, такой как, например, острие электрода, к находящейся под более низким напряжением, соответственно, заземленной части, такой как, например, колоколообразная тарелка или приводная турбина), и в частности, для обеспечения изоляции внутрь и/или назад, соответственно, для уменьшения или предотвращения нежелательных разрядов.
Согласно одному варианту выполнения, система электродов содержит первое электрическое соединение или соединительное кольцо для контактирования по меньшей мере одного электрода. Кроме того, первое электрическое соединение может содержать резистор или содержит резистор, с целью осуществления согласования электрических сопротивлений электрода. Кроме того, первое электрическое соединение может быть предусмотрено для контактирования нескольких электродов, при этом для этого может быть предусмотрен один или несколько резисторов. Система электродов или устройство для крепления электродов содержит соответствующее второе электрическое соединение или соединительное кольцо для контактирования первого электрического соединения, при этом второе электрическое соединение ведет наружу, соответственно, доступно снаружи.
Предпочтительно, система электродов, и/или устройство для крепления электродов, и/или диэлектрический материал выполнены кольцеобразно вокруг оси симметрии, соответственно, расположены коаксиально оси симметрии. Система электродов, и/или устройство для крепления электродов, и/или диэлектрический материал, и/или упоминаемые ниже первая и/или вторая заслонка могут задавать центральное отверстие для приема части распылителя (например, элемента корпуса распылителя, который заключает в себе, например, роторный узел или приводную турбину) и/или для прохода покрывного средства или другой внутренней распылительной техники (например, подводов лака и воздуха и т.д.).
Предпочтительно, одна или несколько областей для размещения электродов соединены с одним или несколькими приемными средствами для размещения резистора. Аналогичным образом, один или несколько электродов могут быть соединены с одним или несколькими резисторами. Резистор или резисторы могут быть предусмотрены для соединения с предусмотренной в элементе корпуса распылителя зарядной частью, предпочтительно зарядным кольцом. В частности, одна или несколько областей для размещения электродов и/или электродов и/или приемных средств для размещения резисторов и/или резисторы могут быть расположены на расстоянии от центральной оси и/или оси симметрии. Предпочтительно, несколько областей для размещения электродов и/или электродов и/или приемные средства для размещения резисторов и/или резисторы могут быть расположены вокруг центральной оси и/или оси симметрии предпочтительно на равномерном расстоянии друг от друга в направлении по периметру.
Система электродов и/или устройство для крепления электродов могут содержать первую заслонку и/или вторую заслонку. Первая заслонка и/или вторая заслонка могут быть по существу кольцеобразными. Предпочтительно, первая заслонка и/или вторая заслонка расположены по существу коаксиально и/или параллельно оси симметрии. Предпочтительно, первая заслонка имеет больший диаметр, чем вторая заслонка. Возможно, что по меньшей мере одно приемное средство для размещения резистора и/или по меньшей мере один резистор расположен между первой заслонкой и второй заслонкой. Предпочтительно, заслонка может иметь резьбу. Резьба предпочтительно предусмотрена на наружном периметре первой заслонки. Предпочтительно, вторая заслонка выполнена толще первой заслонки. Первая заслонка и/или вторая заслонка предпочтительно выполнены из диэлектрического, соответственно, изолирующего материала. Первая и/или вторая заслонка может быть предусмотрена для образования многослойной системы, в частности, с элементом корпуса распылителя, который снабжен по меньшей мере одной соответствующей заслонкой.
Система электродов, устройство для крепления электродов и/или диэлектрический материал могут содержать участок, имеющий по существу кольцеобразную форму, и/или по меньшей мере один расширяющийся (предпочтительно наклонно, изогнуто или другим образом наружу и/или вперед, в частности, по существу конически) и/или выступающий участок. Предпочтительно, по меньшей мере один расширяющийся участок предусмотрен в качестве у устройства для крепления электродов, в котором размещены предпочтительно по меньшей мере один электрод и/или по меньшей мере одна область для размещения электродов. В одном предпочтительном варианте выполнения система электродов может состоять из кольцеобразного участка и расширяющегося участка. Расширяющийся участок может быть выполнен предпочтительно по существу коническим (например, с прямолинейно выполненной образующей или изогнуто выполненной образующей), воронкообразным, тарельчатым, соответственно, имеющим форму ротационного гиперболоида. Предпочтительно, предусмотрен один единственный расширяющийся участок, который выполнен кольцеобразно вокруг оси симметрии и/или расположен коаксиально оси симметрии. Однако возможно также, что расширяющийся участок имеет множество разрывов и, следовательно, содержит несколько участков, соответственно, состоит из нескольких участков, которые, например, также могут выступать наружу и/или вперед, в частности могут быть расположены равномерно на расстоянии друг от друга по периметру и, дополнительно к этому, могут быть ориентированы по существу параллельно или не параллельно или перекрещивающимся образом относительно оси симметрии. В частности, расширяющийся участок может проходить от по существу кольцеобразного участка. Расширяющийся участок выступает и/или расширяется (относительно кольцеобразного участка и/или относительно распылителя) предпочтительно (радиально) наружу и/или (в осевом направлении) вперед. Предпочтительно, по существу кольцеобразный участок содержит резьбу и/или по меньшей мере один резистор и/или по меньшей мере одну область для размещения резистора, и/или первую и/или вторую заслонку, при этом расширяющийся участок предпочтительно принимает один или несколько электродов или одну или несколько областей для размещения электродов. Предпочтительно, в собранном состоянии распылителя расширяющийся участок выступает, в частности, наклонно вперед (в направлении распылительного элемента, соответственно, в сторону распылительного элемента) и (радиально) наружу, при этом кольцеобразный участок по меньшей мере частями, предпочтительно по существу полностью, закрыт элементом корпуса распылителя. Расширяющийся участок и/или одна или несколько окруженных кольцеобразным участком частей могут быть выполнены предпочтительно из диэлектрического, соответственно, изолирующего материала. В частности, один расширяющийся участок соответствует устройству для крепления электродов.
Согласно одному аспекту, изобретение относится к элементу корпуса распылителя, в частности к устройству крепления системы электродов, так как она, например, описывается выше, для электростатического распылителя, в частности для ротационного распылителя, который содержит корпус распылителя с элементом корпуса с первым диаметром для непосредственного или опосредованного крепления направляющего воздух кольца и/или для приема и/или закрывания ротора для распылительного элемента, в частности для колоколообразной тарелки. Ротор может, например, содержать или быть турбиной или турбинным валом для привода распылительного элемента. Согласно одному варианту выполнения, турбина или турбинный вал могут быть закреплены непосредственно или опосредованно, например, с помощью элемента корпуса. Согласно другому варианту выполнения, элемент корпуса служит по существу для закрывания турбины и/или турбинного вала, которые могут быть закреплены, например, с помощью фланца на стороне ручной оси. Элемент корпуса распылителя может быть расположен непосредственно перед элементом корпуса и/или может быть предназначен для соединения с элементом корпуса. Элемент корпуса распылителя предпочтительно предусмотрен в виде тубуса, который выполнен прямолинейно или расположен под углом.
Элемент корпуса указанного корпуса распылителя согласно одному варианту выполнения не является признаком элемента корпуса распылителя. Согласно другому варианту выполнения элемент корпуса распылителя может выполнять функции элемента корпуса или формировать с ним единое целое.
Элемент корпуса распылителя предпочтительно имеет второй диаметр, который отличается от первого диаметра, при этом разница между первым диаметром и вторым диаметром задает зону крепления системы электродов, предназначенную для крепления системы электродов. Зона крепления электродов может быть образована, например, окружной поверхностью, ширина которой задана разницей диаметров. Эта поверхность может быть расположена, например, перпендикулярно поверхности, в частности наружной поверхности элемента корпуса распылителя, так что зона крепления электродов задана непосредственным скачкообразным переходом, который определяется разницей диаметров. Однако зона крепления электродов может быть также образована с помощью постепенного, например, наклонного перехода, который проходит не перпендикулярно, а под более плоским углом относительно наружной поверхности элемента корпуса распылителя. Кроме того, зона крепления электродов может быть образована за счет разницы диаметров на границе раздела между элементом корпуса распылителя и элементом корпуса.
Элемент корпуса распылителя может содержать первую резьбу и/или вторую резьбу на первом (осевом) конце элемента корпуса распылителя. Кроме того, может быть предусмотрена третья резьба на втором (осевом) конце элемента корпуса распылителя.
Предпочтительно, первая резьба предусмотрена для соединения элемента корпуса распылителя с системой электродов, вторая резьба - для соединения элемента корпуса распылителя с элементом корпуса и третья резьба - для соединения элемента корпуса распылителя с изолирующей втулкой. Кроме того, зона крепления электродов может проходить между поверхностью элемента корпуса распылителя и второй резьбой.
Согласно одному варианту выполнения, элемент корпуса распылителя, который может быть предусмотрен, например, для изолированного размещения по меньшей мере одного клапана распылителя, содержит соединительную зону, которая может содержать, например, первую и/или вторую резьбу, для соединения элемента корпуса распылителя с элементом корпуса и/или системой электродов, при этом зона крепления электродов проходит между поверхностью, в частности наружной поверхностью элемента корпуса распылителя, и соединительной зоной. Таким образом, зона крепления электродов образована с помощью участка элемента корпуса распылителя, который задан разницей диаметров и при соединении с элементом корпуса не покрывается им. Кроме того, резьба или резьбы соединительной зоны могут вызывать дальнейшее удлинение разрядного промежутка и могут быть снабжены изолирующей средой (например, изолирующей консистентной смазкой, предпочтительно вазелином).
Согласно одному варианту выполнения, второй диаметр предпочтительно больше первого диаметра, так что зона крепления электродов, соответственно, ее нормаль, проходит в направлении распыления. Однако второй диаметр может быть меньше первого диаметра, что обеспечивает возможность расположения, соответственно, установки электродов непосредственно на поверхности корпуса распылителя.
Согласно одному варианту выполнения, разница диаметров задает по меньшей мере частично обращенную в направлении распыления поверхность или по меньшей мере частично обращенный в направлении распыления выступ, в частности огибающий выступ, для крепления системы электродов.
Элемент корпуса распылителя может содержать центральную ось, которая проходит через элемент корпуса распылителя. В собранном состоянии распылителя, в частности в смонтированном состоянии системы электродов и элемента корпуса распылителя, ось симметрии системы электродов и центральная ось зоны крепления электродов могут совпадать (коаксиально). Предпочтительно, ось симметрии и центральная ось по меньшей мере переходят друг в друга или пересекаются.
Элемент корпуса распылителя может содержать первую заслонку и/или вторую заслонку, которые предпочтительно выполнены по существу кольцеобразно и, в частности, расположены коаксиально и/или с прохождением параллельно центральной оси. Предпочтительно, первая заслонка имеет больший диаметр, чем вторая заслонка. Возможно, что по меньшей мере одна область для размещения приемного средство для резистора и/или область для размещения резистора образована между первой заслонкой и второй заслонкой. Вторая заслонка может быть выполнена более толстой, чем первая заслонка. В частности, первая заслонка и/или вторая заслонка предусмотрены для обеспечения изоляции и/или лабиринта внутрь, соответственно, для уменьшения или предотвращения не желательных разрядов. Кроме того, заслонки могут быть предусмотрены для образования многослойной системы, в частности, с системой электродов, которая снабжена по меньшей мере одной подходящей заслонкой. Первая и/или вторая заслонка предпочтительно выполнена из диэлектрического, соответственно, изолирующего материала.
Согласно одному варианту выполнения, элемент корпуса распылителя проходит по прямой или под углом, например в диапазоне углов примерно 60°, что предпочтительно для внутреннего покрытия. Предпочтительно, элемент корпуса распылителя проходит под углом меньше примерно 70° или 65° и/или больше примерно 50° или 55°. Кроме того, элемент корпуса распылителя может содержать по меньшей мере одну разъемную изолирующую втулку или выполненный в виде единого целого, соответственно единообразный с элементом корпуса распылителя удлинительный участок, с целью закрывания с изоляцией приемного приспособления (например, отверстия) для крепежного средства (например, центральной зажимной цапфы) для монтажа, соответственно, демонтажа распылителя и/или оси руки робота.
Согласно одному варианту выполнения, зона крепления электродов содержит по меньшей мере одно электрическое соединение или одно зарядное кольцо для электрического контактирования по меньшей мере одного электрического соединения системы электродов. За счет этого предпочтительно обеспечивается возбуждение электродов или контактирование электродов через элемент корпуса распылителя.
Первая резьба, и/или вторая резьба, и/или третья резьба могут быть расположены коаксиально центральной оси элемента корпуса распылителя, предпочтительно проходить вокруг элемента корпуса распылителя и/или его центральной оси и, в частности, могут быть снабжены изолирующей средой, за счет чего достигается предотвращение или минимизация разрядного тока или составляющей разрядного тока. Кроме того, вышеупомянутые резьбы могут быть выполнены коническими для создания самоторможения. Кроме того, первая, и/или вторая, и/или третья резьба могут создавать увеличенный, соответственно, удлиненный разрядный промежуток и/или лабиринт для разрядного тока, в частности, с целью обеспечения изоляции во внутрь и/или сзади, соответственно, с целью уменьшения или предотвращения не желательных разрядов, за счет чего можно предпочтительно увеличивать зарядку покрывного средства.
Согласно одному аспекту, изобретение относится к корпусу для электростатического распылителя, в частности для ротационного распылителя, содержащему элемент корпуса с первым диаметром, при этом элемент корпуса пригоден или предусмотрен для размещения или закрывания приводной турбины и/или ротора для распылительного элемента, в частности колоколообразной тарелки, и предпочтительно элемент корпуса распылителя для крепления системы электродов. В одном предпочтительном варианте выполнения корпус распылителя может состоять лишь из элемента корпуса, в другом предпочтительном варианте выполнения может дополнительно содержать, в частности, элемент корпуса распылителя. Элемент корпуса предпочтительно предусмотрен в виде тубуса, который может быть выполнен, в частности, прямолинейным. Возможно, что центральная ось проходит через элемент корпуса, соответственно, корпус распылителя.
Элемент корпуса может содержать первую резьбу на первом (осевом) конце и/или вторую резьбу на втором (осевом) конце.
Первая резьба может быть предусмотрена для соединения с элементом корпуса распылителя, при этом вторая резьба может быть предусмотрена для соединения с частью распылителя, содержащая направляющее воздух кольцо. Возможно также, что элемент корпуса и часть распылителя, содержащая направляющее воздух кольцо, выполнены в виде единого целого, соответственно, направляющее воздух кольцо встроено в элемент корпуса. Предпочтительно, диаметр первой резьбы больше диаметра второй резьбы. В частности, первая резьба и/или вторая резьба расположены коаксиально центральной оси элемента корпуса.
Первая резьба и/или вторая резьба элемента корпуса может проходить вокруг элемента корпуса и/или центральной оси элемента корпуса и предпочтительно может быть снабжена или снабжаться изолирующей средой. Аналогично уже упомянутым выше резьбам, первая резьба и/или вторая резьба элемента корпуса могут быть также предусмотрены, в частности, для предотвращения или минимизации разрядного тока или составляющей разрядного тока, могут быть выполнены коническими для создания самоторможения и предназначены для достижения предпочтительно увеличенного разрядного промежутка и/или лабиринта для разрядного тока. В частности, при работе распылителя должна обеспечиваться изоляция вперед и/или внутрь, соответственно, уменьшаться или предотвращаться нежелательные разряды, за счет чего можно предпочтительно увеличивать зарядку покрывающего средства.
Согласно одному варианту выполнения, зона крепления электродов образована между наружной поверхностью элемента корпуса распылителя и наружной поверхностью элемента корпуса. Таким образом, зона крепления электродов проходит между наружными поверхностями элемента корпуса распылителя и элемента корпуса и задана разницей диаметров.
Согласно одному варианту выполнения, элемент корпуса распылителя предназначен для соединения, соответственно, соединен с элементом корпуса разъемно, например, с помощью резьбового соединения, и элемент корпуса распылителя расположен спереди относительно расположения распылительного элемента, соответственно, относительно направления распыления.
Согласно одному варианту выполнения, корпус распылителя, соответственно, элемент корпуса распылителя содержит изолирующую крышку, соответственно, диэлектрическую изолирующую втулку для закрывания перегородки со стороны оси руки робота, соответственно, для закрывания (механической) оси руки робота, которая может быть заземлена и/или в которой может размещаться система клапанов или питающие шланги распылителя. За счет этого предпочтительно оказывается влияние, соответственно, предотвращается обратный и проходящий в направлении оси руки робота разрядный ток. Диэлектрическая втулка состоит, например, из диэлектрического материала, в частности политетрафторэтилена, и может быть соединена, например, с корпусом распылителя, соответственно, элементом корпуса распылителя с помощью резьбового зацепления или, в частности, образовывать с элементом корпуса распылителя (интегральный, соответственно) единый, соответственно, выполненный в виде единого целого блок, и зажиматься на стороне распыления с помощью огибающей связки.
Согласно одному аспекту, изобретение относится также к изолирующей втулке. В частности, как указывалось выше, изолирующая втулка предусмотрена для изоляции встроенных конструктивных элементов, таких как, например, подводы лака и воздуха, или элементы корпуса распылителя или для изоляции перегородки со стороны оси руки робота, соответственно, оси руки робота. Изолирующая втулка может иметь соединительную зону для разъемного соединения, в частности с помощью резьбового соединения или защелкивающегося соединения, с элементом корпуса распылителя. Изолирующая втулка предпочтительно выполнена из изолирующего материала, в частности из политетрафторэтилена.
Изолирующая втулка может содержать первую резьбу на первом (осевом) конце и/или вторую резьбу на втором (осевом) конце. Изолирующая втулка предпочтительно выполнена цилиндрической, в частности прямолинейной.
Согласно одному варианту выполнения, изолирующая втулка может быть соединена предпочтительно разъемно с другой изолирующей втулкой (расширяющейся изолирующей втулкой), с целью дополнительного увеличения действия изоляции в направлении оси руки робота, соответственно, назад, и/или для экранирования заземленных конструктивных элементов, находящихся по меньшей мере под одной изолирующей втулкой.
В частности, одна единственная, имеющая соответствующую длину изолирующая втулка или дополнительная изолирующая втулка (например, за счет навинчивания) может закрывать с обеспечением изоляции приемное приспособление (например, отверстие) для крепежного средства (например, центральной зажимной цапфы), с помощью которой можно простым образом выполнять демонтаж (предпочтительно всего) распылителя, и/или ось руки робота.
Например, на вторую резьбу изолирующей втулки (со стороны оси руки робота) можно навинчивать другую изолирующую втулку. Первая резьба предпочтительно предусмотрена для соединения с элементом корпуса распылителя.
2
Изолирующая втулка выполнена, как указывалось выше, из изолирующего материала, в частности политетрафторэтилена, однако может выделяться цветом из других изолирующих конструктивных элементов, например, за счет примеси MoS.
Предпочтительно, центральная ось проходит по меньшей мере через одну изолирующую втулку. Диаметр первой резьбы может быть по существу равен диаметру второй резьбы. Кроме того, первая резьба и/или вторая резьба расположены коаксиально центральной оси изолирующей втулки.
Возможно, что первая резьба и/или вторая резьба проходит вокруг изолирующей втулки и/или ее центральной оси. Аналогично уже указанным выше резьбам, первая резьба и/или вторая резьба изолирующей втулки также предусмотрены для предотвращения или минимизации разрядного тока или составляющей разрядного тока, могут быть выполнены коническими для создания самоторможения и могут быть предусмотрены для создания предпочтительно увеличенного разрядного промежутка и/или лабиринта для разрядного тока. В частности, должна обеспечиваться при работе распылителя изоляция назад, соответственно, уменьшаться или предотвращаться нежелательные разряды, за счет чего можно предпочтительно повышать зарядку покрывного средства.
Согласно одному варианту выполнения, изолирующая втулка имеет длину в диапазоне примерно 100-200 мм или примерно 140 мм или 160 мм. Предпочтительно изолирующая втулка имеет длину примерно 150 мм.
Согласно одному варианту выполнения, поверхность изолирующей втулки для увеличения поверхности не плоская, а выполнена, например, волнистой или структурированной или снабжена выступами и углублениями, так что поверхность изолирующей втулки может напоминать, например, поверхность мяча для гольфа с углублениями в виде ямок. Поверхность элемента корпуса распылителя, элемента корпуса или системы электродов может также иметь подобное выполнение поверхности с целью увеличения разрядного промежутка, соответственно, пути скользящего разряда, за счет чего может достигаться большее сопротивление для тока.
Кроме того, изолирующая втулка может быть предназначена для соединения с описанным выше элементом корпуса распылителя, например, с помощью первой резьбы, которая может быть снабжена изолирующей средой (например, изолирующей консистентной смазкой, в частности вазелином).
Согласно одному аспекту, изобретение относится к электростатическому распылителю, в частности ротационному распылителю, содержащему предпочтительно корпус распылителя, согласно изобретению, систему электродов, согласно изобретению, и по меньшей мере одну изолирующую втулку, согласно изобретению, описание которых приведено выше.
Распылитель предпочтительно пригоден для внешней зарядки для наружного нанесения покрытия и для внутреннего нанесения покрытия и/или детального покрытия.
В частности, распылитель пригоден для внутреннего покрытия/детального покрытия без разделения потенциалов.
Согласно одному варианту выполнения, электростатический распылитель содержит распылительный элемент, например, колоколообразную тарелку, которая крепится с помощью опорного устройства. Опорное устройство может быть, например, турбиной или турбинным валом, который закрепляется или закрывается элементом корпуса. Кроме того, элемент корпуса может быть предусмотрен для крепления направляющего воздух кольца. Кроме того, электростатический распылитель содержит по меньшей мере один электрод, который закрепляется с помощью системы электродов. Предпочтительно, электростатический распылитель предназначен для крепления с помощью расположенного на стороне оси руки робота соединительного элемента, который может быть закрыт, например, одной или указанной выше изолирующей втулкой, например фланца, например, на руке робота, при этом отношение расстояния между концом электрода по меньшей мере одного электрода, который может быть механически и/или электрически соединен с системой электродов, до распылительного элемента, в частности до кромки распылительного элемента, например до кромки колоколообразной тарелки, до расположенного на стороне оси руки робота, например, заземленного соединительного элемента или до оси выполненной из пластмассы руки робота или до оси, заключенной в корпус руки робота, лежит в диапазоне между 1,5 и 2 или 2 и 2,5. Кроме того, расстояние между концом по меньшей мере одного электрода до распылительного элемента, в частности до кромки распылительного элемента, например колоколообразной тарелки, может лежать в диапазоне между 80 мм и 200 мм и составлять, в частности, примерно 118 мм (предпочтительно больше или равно примерно 80 мм, 120 мм, 160 мм, 200 мм или 240 мм и/или меньше примерно 100 мм, 140 мм, 180 мм, 220 мм или 260 мм). Кроме того, расстояние между по меньшей мере одним электродом или его концом до первого заземленного элемента оси руки робота или до соединительного элемента, например заземленного соединительного фланца, электростатического распылителя может лежать в диапазоне между примерно 120 мм и 625 мм или составлять примерно 195 мм, соответственно, 240 мм (с расширением изолирующей втулки). За счет этих размеров обеспечивается особая пригодность электростатического распылителя для внутреннего нанесения лака и хорошие свойства электрической изоляции.
Например, часть распылителя, содержащая направляющее воздух кольцо, может частично или по существу полностью экранировать рабочую поверхность распылительного элемента, противолежащую подлежащему покрытию конструктивному элементу, от составляющей разрядного тока, соответственно, от разрядного тока, отдаваемого по меньшей мере одним электродом, и открывать распылительный элемент так, что разряд, в частности коронный разряд, может зажигаться предпочтительно на кромке колоколообразной тарелки. Однако распылительный элемент, в частности рабочая поверхность распылительного элемента, противолежащая подлежащему покрытию конструктивному элементу, может быть также расположена открытой, за счет чего достигается свободный воздушный промежуток между по меньшей мере одним электродом и распылительным элементом, в частности рабочей поверхностью распылительного элемента, противолежащей подлежащему покрытию конструктивному элементу. Предпочтительно, распылительный элемент (например, колоколообразная тарелка) не выступает из части распылителя, содержащей направляющее воздух кольцо, и/или элемента корпуса, при этом в этом варианте выполнения передняя кромка части распылителя, содержащей направляющее воздух кольцо, определяет передний конец распылителя. Предпочтительно, что распылительный элемент частично или полностью расположен в части распылителя, имеющей направляющее воздух кольцо, и/или элементе корпуса, например, за счет того, что наружный периметр распылительного элемента частично или полностью окружен частью распылителя, имеющей направляющее воздух кольцо, и/или элементом корпуса.
Согласно одному варианту выполнения, электростатический распылитель содержит упомянутые выше изолирующие втулки, которые покрывают перегородку электростатического распылителя или его корпус.
Согласно одному варианту выполнения, электростатический распылитель содержит упомянутую выше по меньшей мере одну изолирующую втулку, при этом электростатический распылитель может иметь дополнительно направляющее воздух кольцо, при этом система электродов имеет по меньшей мере один электрод, и при этом система электродов или элемент корпуса выполнены из диэлектрического материала для оказания влияния на составляющую тока, проходящую в направлении оси симметрии и/или в направлении распылительного элемента, для зарядки распыляемого лака или распыленного лака, и/или составляющей разрядного тока.
Согласно одному варианту выполнения, система электродов, и/или элемент корпуса, и/или изолирующая втулка, и/или направляющее воздух кольцо (соответственно, часть распылителя, имеющая направляющее воздух кольцо) выполнены с возможностью закрепления с помощью резьбы, в частности, покрытой или окруженной изолирующей средой, соответственно, изолирующей текучей средой (например, изолирующей консистентной смазкой, такой как вазелин), и/или при этом резьба (на системе электродов) имеет по меньшей мере одну заслонку, в частности покрытую изолирующей средой заслонку, при этом резьба и/или по меньшей мере одна заслонка предусмотрены для обеспечения удлинения, в частности с помощью лабиринта, разрядного промежутка.
Согласно одному варианту выполнения, по меньшей мере одна изолирующая втулка, и/или направляющее воздух кольцо (соответственно, часть распылителя, имеющая направляющее воздух кольцо), и/или система электродов, и/или элемент корпуса, и/или элемент корпуса распылителя, и/или распылительный элемент, в частности колоколообразная тарелка, выполнены модульно с возможностью замены и предпочтительно с возможностью согласования или с согласованием с соответствующим сценарием применения, который содержит внутреннее покрытие и наружное покрытие. Предпочтительно, направляющее воздух кольцо (соответственно, часть распылителя, имеющая направляющее воздух кольцо), устройство крепления электродов (соответственно, система электродов) и распылительный элемент, в частности колоколообразная тарелка, выполнены модульно с возможностью замены.
Согласно одному аспекту, изобретение относится к способу работы, предпочтительно к электростатическому способу распыления, предпочтительно содержащему внешнюю зарядку покрывного средства и, в частности, зарядку покрывного средства при внутреннем покрытии/детальном покрытии, в котором распыляемую струю распыляют с помощью электростатического распыления, в частности ротационного распыления, со стадиями создания электростатического поля для электростатической зарядки распыляемой струи вокруг оси симметрии, предпочтительно вокруг упомянутых выше осей симметрии, и, например, оказания электрического влияния на составляющую разрядного тока, которая может проходить предпочтительно в направлении оси симметрии, с помощью диэлектрического материала. В качестве альтернативного решения или дополнительно к этому, способ работы может содержать выполнение внешней зарядки покрывного средства при внутреннем покрытии/детальном покрытии и предпочтительно при наружном покрытии.
Предпочтительно, внутреннее покрытие/детальное покрытие можно выполнять без разделения потенциалов.
В способе работы можно с помощью одного и того же распылителя и/или одной и той же системы внешней зарядки предпочтительно выполнять внутреннее покрытие/детальное покрытие и наружное покрытие предпочтительно низкоомными лаками (например, лаками на основе растворителя) и/или лаками на водной основе. Кроме того, можно с помощью одного и того же распылителя и/или одной и той же системы внешней зарядки предпочтительно выполнять внешнюю зарядку покрывного средства при внутреннем покрытии/детальном покрытии и наружном покрытии. Можно, например, сначала выполнять внутреннее покрытие, а затем наружное покрытие (или наоборот).
Предпочтительно, способ работы содержит также внешнюю зарядку лака на водной основе или лака на основе растворителя при внутреннем покрытии и/или детальном покрытии.
Согласно одному варианту выполнения, на составляющую разрядного тока, противоположную составляющей разрядного тока, оказывают меньшее влияние или не оказывают влияния, в частности меньше демпфируют или не демпфируют.
Согласно одному варианту выполнения, электростатическое поле создают с помощью одного или нескольких электродов, расположенных вокруг оси симметрии.
Способ работы можно выполнять на расстоянии лакирования между передней кромкой распылителя (например, передней кромкой распылительного элемента или передней кромкой части распылителя, имеющей направляющее воздух кольцо) и подлежащим покрытию конструктивным элементом, которое больше или равно примерно 5 мм, 10 мм, 50 мм, 100 мм, 150 мм или 200 мм, и/или которое меньше примерно 7,5 мм, 25 мм, 75 мм, 125 мм, 175 мм или 225 мм.
Другие стадии способа следуют непосредственно из функций электростатического распылителя, согласно изобретению.
Кроме того, изобретение относится к способу изготовления упомянутой выше системы электродов, содержащему стадии создания устройства крепления электродов, предназначенное для закрепления электродов вокруг оси симметрии, и создания диэлектрического материала, предназначенного для оказания влияния на составляющую разрядного тока, проходящую в направлении оси симметрии.
Другие стадии изготовления следуют непосредственно из структуры упомянутой выше системы электродов.
Согласно одному аспекту, изобретение относится к способу изготовления описанного выше корпуса распылителя, предназначенного для закрепления упомянутого выше устройства крепления электродов для электростатического распылителя, в частности ротационного распылителя; способ содержит стадии создания элемента корпуса распылителя со вторым диаметром для задания зоны крепления электродов для закрепления системы электродов за счет разницы диаметров между первым диаметром и вторым диаметром.
Другие стадии способа изготовления следуют непосредственно из структуры описанного выше элемента корпуса распылителя.
Согласно одному аспекту, изобретение относится к способу изготовления описанного выше корпуса распылителя, содержащему стадию создания элемента корпуса, который пригоден или предусмотрен для размещения или закрывания ротора, например турбины и/или турбинного вала, для распылительного элемента, в частности для колоколообразной тарелки, и/или для закрепления направляющего воздух кольца, с первым диаметром, и стадию создания элемента корпуса распылителя.
Другие стадии изготовления следуют непосредственно из структуры упомянутого выше корпуса распылителя.
Кроме того, изобретение относится к способу изготовления описанного выше электростатического распылителя, содержащему стадии создания корпуса распылителя, создания системы электродов и стадию сборки корпуса распылителя и системы электродов, с целью получения электростатического распылителя. Стадия сборки может содержать, например, стадию соединения, например, с помощью резьбового сцепления.
Согласно одному варианту выполнения, способ содержит стадию создания изолирующей втулки, в частности, для изоляции со стороны ручной оси, соответственно, оказания влияния на составляющую разрядного тока на стороне ручной оси.
Другие стадии изготовления следуют непосредственно из структуры описанного выше электростатического распылителя.
Кроме того, изобретение относится к способу изготовления описанной выше изолирующей втулки, при этом создают соединительную зону с резьбой для образования разрядного промежутка.
Другие стадии изготовления следуют непосредственно из структуры описанной выше изолирующей втулки.
Согласно одному аспекту, изобретение относится к применению предпочтительно описанного выше электростатического распылителя для внутреннего покрытия/детального покрытия, в частности, для внутреннего нанесения лака или нанесения лака на детали кузовов автомобилей (например, дверных проемов, окон и подобного) или предпочтительно изготовленных из пластмассы мелких частей или монтируемых частей или бамперов, соответственно, буферов, в частности элементов буферов, или буферов, или буферных планок. В качестве альтернативного решения или дополнительно к этому, изобретение относится к применению электростатического ротационного распылителя (предпочтительно, как описанного выше) и/или системы электродов (предпочтительно, как описанного выше) для внешней зарядки покрывного средства при внутреннем покрытии /детальном покрытии и предпочтительно также при наружном покрытии.
Части, согласно изобретению (например, система электродов, распылитель, способ работы и т.д.) предусмотрены для внешней зарядки покрывающего средства (при внутреннем покрытии/детальном покрытии и/или наружном покрытии). Части, согласно изобретению (например, система электродов, распылитель, способ работы и т.д.) пригодны, в частности, для наружного покрытия, например, кузовов автомобилей, монтируемых частей и т.д., однако предпочтительно также для внутреннего покрытия/детального покрытия, например, кузовов автомобилей (например, дверных проемов), монтируемых частей, мелких частей, бамперов, соответственно, буферов, элементов буферов, буферных планок и т.д.
Согласно другому аспекту изобретения, можно за счет оценки тока (I) и напряжения (U) обеспечивать контролирование положения подлежащего покрытию объекта. Контролирование положения охватывает, например, позиционирование и/или ориентацию, соответственно, положение подлежащего покрытию объекта.
В собранном состоянии, соответственно, при работе распылителя, ось симметрии, соответственно, центральная ось системы электродов, центральная ось элемента корпуса распылителя, центральная ось элемента корпуса, центральная ось корпуса распылителя и/или центральная ось изолирующей втулки (втулок) совпадают (расположены коаксиально), соответственно, переходят друг в друга или пересекаются.
Система электродов, устройство крепления электродов, элемент корпуса распылителя, элемент корпуса, изолирующая втулка и/или часть распылителя, содержащая направляющее воздух кольцо, могут иметь на некоторых участках диэлектрический, соответственно, изолирующий материал или быть покрытыми или окруженными диэлектрическим, соответственно, изолирующим материалом.
В частности, система электродов, устройство крепления электродов, элемент корпуса распылителя, элемент корпуса, изолирующая втулка и/или часть распылителя, содержащая направляющее воздух кольцо, могут быть выполнены предпочтительно в виде единого целого из диэлектрического, соответственно, изолирующего материала и/или по существу состоять из диэлектрического, соответственно, изолирующего материала.
Также отдельные группы конструктивных элементов (например, система электродов, по меньшей мере одна изолирующая втулка, элемент корпуса распылителя, корпус распылителя, элемент корпуса и/или направляющее воздух кольцо (соответственно, часть распылителя, имеющая направляющее воздух кольцо) могут быть выполнены в виде единого целого (интегрально), соответственно, в виде одной части. Так, например, элемент корпуса распылителя и по меньшей мере одна изолирующая втулка могут быть выполнены в виде единого целого, соответственно, неразъемным. Кроме того, например, элемент корпуса распылителя и по меньшей мере одна изолирующая втулка и система электродов могут быть выполнены в виде единого целого, соответственно, неразъемным. Аналогичным образом, система электродов может быть выполнена в виде единого целого, соответственно, неразъемной с элементом корпуса и/или элементом корпуса распылителя. Возможно также, что элемент корпуса и направляющее воздух кольцо (соответственно, часть распылителя, содержащая направляющее воздух кольцо) могут быть выполнены в виде единого целого, соответственно, неразъемным, так что предпочтительно направляющее воздух кольцо может быть встроено в элемент корпуса.
Диэлектрический, соответственно, изолирующий материал предпочтительно является стойким к высокому напряжению материалом, в частности, из фторопласта или фторопластовых соединений, например политетрафторэтилена. Тем самым могут быть исключены или минимизированы нежелательные разряды, за счет чего может быть предпочтительно увеличена зарядка покрывающего материала.
Кроме того, распылительный элемент (например, колоколообразная тарелка) по меньшей мере частично может быть изготовлен или состоять из диэлектрического, соответственно, изолирующего материала, в частности, тогда, когда предусмотрен другой противоэлектрод /поджигающий электрод для зажигания необходимого (коронного) разряда.
Указанные выше резьбы являются лишь предпочтительными вариантами выполнения разъемных соединений, соответственно, соединительных механизмов. Могут быть предусмотрены также другие разъемные соединения (например, защелкивающиеся соединения, фиксирующие соединения, зажимные соединения, соединения типа «липучка», винтовые соединения и т.д.), с целью обеспечения предпочтительно быстрого и без больших затрат труда монтажа, демонтажа, соответственно, замены системы электродов, элемента корпуса, части распылителя, имеющей направляющее воздух кольцо, элемента корпуса распылителя и/или по меньшей мере одной изолирующей втулки. Предпочтительно, система электродов, элемент корпуса, часть распылителя, имеющая направляющее воздух кольцо, элемент корпуса распылителя и/или по меньшей мере одна изолирующая втулка выполнены с возможностью отсоединения, соответственно, демонтажа, соответственно, замены.
Однако описанные выше резьбы являются предпочтительными, поскольку они удлиняют разрядный промежуток, соответственно, пути скользящего разряда (от высокого электрического потенциала к низкому потенциалу, соответственно, потенциалу земли). При этом резьбы, соответственно, разрядные промежутки представляют лабиринт для разрядного тока. Кроме того, резьбы предпочтительно обеспечивают разъемное соединение.
Все или некоторые выполненные из изолирующего, соответственно, диэлектрического материала части могут иметь округленные кромки.
Предпочтительно, соединительные механизмы соответствующих конструктивных элементов, например некоторые или все описанные выше или ниже резьбы, смазаны, соответственно, снабжены изолирующей средой (например, изолирующей консистентной смазкой, предпочтительно вазелином).
В собранном состоянии, соответственно, при работе распылителя, расстояние (d1) между концом электрода по меньшей мере одного электрода до распылительного элемента, в частности кромки распылительного элемента, или в целом до самой передней части распылителя может лежать в диапазоне между больше 75 мм, 125 мм, 175 мм, 225 мм или 275 мм, и/или меньше 100 мм, 150 мм, 200 мм, 250 мм или 300 мм, предпочтительно в диапазоне между 80 мм и 250 мм. Осевое расстояние (d3) между концом электрода по меньшей мере одного электрода до распылительного элемента, в частности кромки распылительного элемента, или в целом до самой передней части распылителя может лежать в диапазоне между больше 60 мм, 100 мм, 140 мм, 180 мм или 220 мм, и/или меньше 80 мм, 120 мм, 160 мм, 200 мм или 240 мм, предпочтительно в диапазоне примерно 105 мм +/- 25 мм. За счет этого может быть создан чрезвычайно компактный и гибкий в применении распылитель, который, например, по сравнению с обычными распылителями с длинными штырями электродов, можно подводить ближе к подлежащему покрытию конструктивному элементу.
Ниже приводится более подробное пояснение примеров выполнения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - электростатический ротационный распылитель;
фиг. 2 - электростатический ротационный распылитель, согласно фиг. 1;
фиг. 3 - отклоненный на 60º элемент корпуса распылителя, в различных проекциях;
фиг. 4 - изолирующая гильза, в различных проекциях;
фиг. 5 - система электродов, в различных проекциях;
фиг. 6 - резистор, в различных проекциях;
фиг. 7 - система электродов;
фиг. 8 - ротационный распылитель, согласно другому варианту выполнения;
фиг. 9а - ротационный распылитель, согласно другому варианту выполнения;
фиг. 9b - ротационный распылитель, согласно фиг. 9а, и другая изолирующая втулка;
фиг. 10а - ротационный распылитель, согласно другому варианту выполнения;
фиг. 10b - ротационный распылитель, согласно другому варианту выполнения, на виде сбоку;
фиг. 10с - ротационный распылитель, согласно фиг. 10b, в изометрической проекции;
фиг. 10d - ротационный распылитель, согласно другому варианту выполнения, на виде сбоку;
фиг. 11 - элемент корпуса, в различных проекциях; и
фиг. 12 - примеры прохождения поля.
На фиг. 1 показан ротационный распылитель с системой электродов, которая содержит устройство 101 крепления электродов для закрепления по меньшей мере одного электрода или нескольких электродов. Кроме того, предусмотрен диэлектрический материал 103 для оказания влияния по меньшей мере на одну составляющую разрядного тока, которая проходит в направлении оси 105 симметрии. Диэлектрический материал, например, выгнут к оси 105 симметрии и состоит, например, из политетрафторэтилена. В устройстве 101 крепления электродов образовано несколько выемок 107 (областей для размещения электродов), которые предусмотрены для размещения электродов 108. Электроды 108 могут контактировать через резисторы 109, с целью обеспечения с помощью управления высоким напряжением регулируемого возбуждения электродов без пробоев для создания электростатического поля.
Электроды 108 предпочтительно имеют длину, которая может соответствовать длине выемок 107, так что электроды 108 заделываются в устройство 101 крепления электродов, полностью, соответственно, за исключением направленных наружу остриев, длина которых может составлять 1-5 мм.
Система электродов содержит соединительную зону 111, которая образована, например, с помощью резьбы и предусмотрена для закрепления системы электродов на элементе 113 корпуса распылителя, в котором может быть размещен клапан 114.
Элемент 113 корпуса распылителя содержит дополнительно зону 115 закрепления электродов, в которой может закрепляться система электродов. Зона 115 закрепления электродов задана разницей диаметров между первым диаметром элемента 117 корпуса ротационного распылителя и вторым диаметром элемента 113 корпуса распылителя. Таким образом, разница диаметров задает огибающую поверхность, нормаль к которой проходит параллельно оси 105 симметрии. Зона 115 закрепления электродов содержит, например, резьбу 116, в зацепление с которой входит резьба соединительной зоны 111.
Элемент 117 корпуса предусмотрен, например, для размещения или изолированного закрывания опорного устройства для распылительного элемента 119, в частности колоколообразной тарелки. Опорное устройство может содержать, например, не изображенную на фиг. 1 турбину или турбинный вал 120. Между элементом 117 корпуса и распылительным элементом 119 расположено, например, направляющее воздух кольцо 121, соответственно, часть распылителя, содержащая направляющее воздух кольцо, которая закрепляется посредством элемента 117 корпуса. Элемент 117 корпуса и направляющее воздух кольцо 121 могут быть выполнены в виде единого целого, соответственно, неразъемными.
Элемент 113 корпуса распылителя расположен впереди элемента 117 корпуса и соединен с ним, например, с помощью винтового соединения 123, или зажимного соединения, или фиксирующего соединения, или клеевого соединения.
Кроме того, в соединительной зоне 111 могут быть предусмотрены имеющие одинаковую или различную толщину заслонки 125, которые могут быть расположены концентрично или образовывать лабиринт, с целью обеспечения возможно более длинных разрядных промежутков, так называемых путей скользящего разряда.
На фиг. 2 показан электростатический ротационный распылитель, согласно фиг. 1, с системой электродов, содержащей устройство 101 крепления электродов, в котором образованы выемки 107. Система электродов закрепляется на элементе 113 корпуса распылителя, который может быть выполнен с отклонением, например, на угол 60° или прямым. Перед элементом 113 корпуса распылителя расположена диэлектрическая втулка 201, которая закрывает ручную ось 203. Может быть предусмотрена система клапанов, в которую с помощью подводов 205 можно подавать покрывающие средства. Изолирующая втулка 201 соединена с элементом 113 корпуса распылителя, например, с помощью резьбового соединения. Кроме того, изолирующая втулка 201 может быть склеена с стенкой 203.
В качестве покрывного средства может быть предусмотрен, например, грунтовочный лак, т.е. нижний [грунтовочный] слой, основной слой ВС 1 (ВС: Base Coat -основное покрытие), эффектный слой ВС 2 и слой СС прозрачного лака (СС: Clear Coat -прозрачное покрытие). Возможны еще другие слои, например, несколько слоев прозрачного лака, с целью достижения особенно высокого качества покрытия подлежащего лакированию объекта.
Показанный на фиг. 1 и 2 распылитель содержит корпус распылителя, который вследствие отклоненного, например, на угол 60° элемента 113 корпуса распылителя особенно пригоден, в частности, для нанесения внутреннего лакокрасочного покрытия. Элемент 113 корпуса распылителя может иметь, например, интегрированное зарядное кольцо, которое предусмотрено для контактирования, соответственно, подачи напряжения на электроды. Электроды могут быть вместе с системой электродов насажены или навинчены в виде электродного кольца. Однако, согласно одному варианту выполнения, зарядное кольцо может быть также образовано системой электродов.
Элемент 113 корпуса распылителя с зарядным кольцом может быть выполнен из изолирующего и стойкого к высокому напряжению материала, предпочтительно из политетрафторэтилена (PTFE), поскольку политетрафторэтилен, соответственно, другие фторопласты обеспечивают достаточные изолирующие свойства для внутреннего, соответственно, наружного нанесения лака или нанесения лака на монтируемые части с получением хороших результатов покрытия.
На фиг. 3 показан в различных проекциях выполненный с отклонением на угол, например, 60° элемент 301 корпуса распылителя. Элемент 301 корпуса распылителя содержит, например, элемент 303 с каналами 305 для подвода линии питания блока клапанов для снабжения красками распылителя. Кроме того, в зарядном кольце 307 проходит проводящее распределительное кольцо, которое образовано предпочтительно из металла или проводящего политетрафторэтилена, соответственно, другого проводящего фторопласта. К зарядному кольцу 307 может быть подведен, например, кабель высокого напряжения, с целью обеспечения достаточного контакта электродов с генератором высокого напряжения. Можно применять как низкоомные кабели высокого напряжения (стандартные), так и кабели высокого напряжения с высоким полным сопротивлением при высоких частотах. Распределительное кольцо 307 может быть, например, вставлено или заделано посредством спекания в элемент 301 корпуса распылителя.
Прохождение через элемент 301 корпуса распылителя происходит, например, непрямолинейно, при этом необходимые выводы для световодных кабелей или для кабелей высокого напряжения могут быть, например, выполнены скрытым образом посредством способа спекания в политетрафторэтилене. Вместо способа спекания можно использовать также генеративные способы изготовления элемента 301 корпуса распылителя с отклонением на 60°.
Элемент 301 корпуса распылителя может быть образован, например, изолирующей втулкой, которая может быть также отклонена на угол 60° или может иметь другую форму и состоять из политетрафторэтилена или других фторопластов или соединений фторопластов с целью обеспечения экранирования от высокого напряжения. В качестве альтернативного решения можно использовать керамические материалы и/или другие пластмассы, например заполнение вазелином или заполнение трансформаторным маслом. Кроме того, изолирующая втулка может быть насажена, соответственно, навинчена на элемент 301 корпуса распылителя, например, на стороне оси руки робота или же может представлять интегральный, соответственно, цельный блок с элементом корпуса распылителя. Для этого элемент 301 корпуса распылителя может иметь, например, со стороны ручной оси резьбу 309, которая предназначена для соединения с изолирующей втулкой. Кроме того, изолирующая втулка может быть надета, соответственно, приварена с одной или обеих сторон поверх внутренних конструктивных элементов распылителя. Кроме того, элемент 301 корпуса распылителя может иметь прямую конструкцию или быть наклоненной на 90°.
Элемент 301 корпуса распылителя может иметь на стороне распыления резьбу 311, которая предусмотрена для соединения с элементом корпуса распылителя, например с показанным на фиг. 1 элементом 117 корпуса. В отличие от резьбы 309, которая может быть, например, резьбой М152×2 с длиной резьбы 12 мм, резьба 311 может быть резьбой М110×2 с длиной резьбы по меньшей мере 9 мм, предпочтительно 20 мм. Кроме того, предусмотрена другая резьба 313 с большим диаметром для закрепления системы электродов, показанной, например, на фиг. 1 и выполненной в виде электродного кольца. Другая резьба 313 может быть, например, резьбой М165×2 с длиной резьбы 12 мм.
Резьбы 309, 311 или 313 могут быть выполнены коническими и самотормозящимися, с целью обеспечения возможно более длинных разрядных промежутков, так называемых путей скользящего разряда, например, от более высокого потенциала к потенциалу земли. В этой конфигурации эти разрядные промежутки, соответственно, пути скользящего разряда представляют для разрядного тока лабиринт, так что может предпочтительно обеспечиваться направленная внутрь изоляция. Для этой цели могут быть также предусмотрены заслонки 315, которые вызывают дополнительное удлинение разрядных промежутков. Заслонки 315 могут иметь различную толщину, предпочтительно, направленные внутрь заслонки должны быть толще, чем наружные заслонки, с целью обеспечения достаточной изоляции внутрь.
Вместо прокладывания кабеля высокого напряжения от генератора через корпус 301 с наклоном в 60°, один или несколько генераторов могут быть интегрированы непосредственно в элемент 301 корпуса распылителя и, например, снабжать все или отдельно сгруппированные электроды, соответственно, острия электродов высоким напряжением с целью создания электрического поля. Кабель высокого напряжения может быть также неподвижно интегрирован непосредственно в элемент 301 корпуса распылителя и заделан, например, в изолирующую среду, предпочтительно залит в вазелин, и снаружи в зоне руки робота, соответственно, в зоне соединительного фланца распылителя соединен с подающим высокое напряжение кабелем, который соединен с генератором высокого напряжения, например через соединительное звено, посредством введения или свинчивания. Кроме того, кабель высокого напряжения может быть также проложен на противоположной стороне в элементе 301 корпуса распылителя, и может быть предусмотрен канал, соответственно, вдвигаемые друг в друга каналы из изолирующего материала, предпочтительно политетрафторэтилена, для направления и фиксации кабеля высокого напряжения.
На фиг. 4 показана в различных проекциях изолирующая втулка 401 для изоляции со стороны ручной оси электростатического распылителя. Изолирующая втулка 401 предпочтительно выполнена цилиндрической по причине изоляции от разрядов, которые направлены от остриев электродов к заземленной оси руки робота, и состоит, например, из политетрафторэтилена. Изолирующая втулка 401 может быть, например, навинчена с помощью резьбы 403 на, например, показанный на фиг. 3 элемент 301 корпуса распылителя. Кроме того, может быть предусмотрено несколько цилиндрических втулок. Для уменьшения веса можно применять вместо политетрафторэтилена, например, вспененные материалы с решетчатым сшиванием, соответственно, многослойные пленки, при этом изоляция предпочтительно обеспечивается, как в случае с политетрафторэтиленом. Изолирующая втулка 401 имеет, например, толщину в диапазоне 15+/-10 мм и длину, например, 150 мм. Изолирующая втулка предпочтительно обеспечивает изоляцию, которая является предпосылкой для получения большего заряда распыляемой струи, и предпочтительно предотвращает или ослабляет паразитные разряды, например, к оси руки робота.
Изоляционный участок длиной по меньшей мере 150 мм, которая соответствует, например, длине изолирующей втулке, может быть создан также за счет того, что заземленная ось руки робота ротационного распылителя имеет изолирующие свойства. При этом вся ось руки робота ротационного распылителя, соответственно, часть ее поверхности, может состоять из изолирующего материала, например политетрафторэтилена. За счет этого в качестве дополнительного преимущества уменьшается длина распылителя при остающемся неизменным участке изоляции, так что в имеющих большую длину распылителях могут быть реализованы большие участки изоляции вплоть до 150-500 мм. За счет этого центральная точка инструмента (ТСР Tool Center Point) может сдвигаться ближе к оси руки робота, за счет чего распылитель становится меньше. На уже имеющуюся изолирующую втулку можно также навинчивать или устанавливать другим образом одну или несколько других цилиндрических изолирующих втулок для удлинения изолирующего участка, за счет закрывания участков заземленной ручной оси (расширение изолирующей втулки).
Резьба 403 является, например, резьбой М125×2 с длиной резьбы 12 мм. Резьба 403 предпочтительно может быть смазана изолирующей средой, например изолирующей консистентной смазкой, в частности вазелином, с целью эффективного предотвращения нежелательных путей скользящего разряда для возможных разрядных токов в комбинации с резьбой 403, которая представляет собой изоляционный лабиринт. Изолирующая втулка 401 может иметь поверхность, которая может быть как гладкой, так и волнистой, для создания дополнительных путей скользящего разряда, как и в обычных стандартных изоляторах техники высокого напряжения. Чем больше поверхность изолирующей втулки 401, тем длиннее пути скользящего разряда для разрядного тока от остриев электродов, находящихся под высоком напряжением, к заземленной оси руки робота, т.е. назад. За счет увеличения поверхности изолирующей втулки можно уменьшить нежелательный разрядный ток, поскольку за счет более длинных путей скользящего разряда реализуется большее сопротивление для тока.
Кроме того, изоляцию всех заземленных конструктивных элементов можно осуществлять за счет покрытия поверхности пластмассой, которая является проводящей или не проводящей, с помощью изолирующей пластмассы. При обработке поверхности следует предпочтительно обращать внимание на то, чтобы на поверхности не было или было лишь малое количество проводящих частиц, с целью предотвращения снижения изолирующего действия. При этом можно использовать также антистатики для получения гомогенных, плоскостных электрических характеристик. Другой возможностью нанесения заряженной распыляемой струи, соответственно, лакокрасочного тумана предпочтительно на подлежащий покрытию кузов или подлежащее покрытию изделие или объект, состоит в приведении изолирующих частей распылителя частично или полностью, например, с помощью проводящих или частично проводящих материалов к одинаковому отрицательному потенциалу, который соответствует подаче высокого напряжения или потенциалу электродов. Однако предпочтительно вся изоляция обеспечивается с помощью политетрафторэтилена.
На фиг. 5 показана в различных проекциях система электродов с устройством 501 крепления электродов, которое может соответствовать устройству 101 крепления электродов, показанному на фиг. 1, которое выполнено в виде кольца, соответственно, электродного кольца с диаметром 65-300 мм и может быть соединено с помощью резьбы 503 с элементом корпуса распылителя, таким как, например, показанный на фиг. 1 элемент корпуса распылителя.
Система электродов содержит, например, несколько электродов 505, например 3-60 электродов с остриями электродов, диаметр которых составляет 1,5±1,2 мм и которые могут быть выполнены, например, из нержавеющей стали или из других металлов или проводящих материалов на основе углерода, таких как алмазные слои, соответственно, из наноструктур углерода, соответственно, их соединений, которые имеют большую полевую эмиссию.
Острия электродов 505 установлены с соответствующим резистором 507 на равном расстоянии друг от друга в устройстве 509 крепления электродов, которое может быть выполнено из диэлектрического материала, при этом общий диаметр электродного кольца предпочтительно составляет примерно 220 мм.
Острия электродов 505 могут быть расположены, например, под углом α между 0° и 180° относительно осевого направления 511 трубок для краски. Однако электроды могут иметь угол от 25° до 90º в тангенциальном направлении. Однако предпочтительными являются осевые углы 55° и тангенциальные углы 90°.
Электроды 505 могут быть, например, заделаны в устройство 509 крепления электродов, которое может соответствовать устройству 501 крепления электродов или показанному на фиг. 1 устройству 101 крепления электродов, за исключением остриев электродов, которые свободно выступают на 1-5 мм. Однако электроды 505 могут быть утоплены или размещены в устройстве 509 крепления электродов или закрыты изолирующей пластмассовой частью.
Концы электродов 505 предпочтительно расположены так, что они, например, упираются в зарядном кольце в соответствующие резисторы 507, которые снабжены, например, точкой 513 надавливания. При этом каждое острие соответствующего электрода 505 упирается в резистор 507, при этом возможно также, что два или более острия электродов упираются в один резистор 507, с целью реализации эффективной коронной зарядки лака при более низком напряжении. При этом может быть предусмотрено максимально 12 электродов, соответственно, остриев электродов на один резистор, что обеспечивает возможность использования в целом максимально 720 остриев электродов.
Резисторы 507 могут иметь коэффициент сопротивления у, например, от 30 до 400 МΩ, при этом предпочтительными являются коэффициент сопротивления, равный 100 МΩ при допуске 5%. Конструктивные размеры резисторов составляют (L×D) 30-100 мм × 6-12 мм, предпочтительно 30-60 мм × 8 мм. Возможно также включение последовательно двух или нескольких резисторов.
Противоположная сторона каждого резистора 507 может быть также снабжена точкой 515 нажатия, которая может взаимодействовать с проводящим, уже описанным выше, предпочтительно металлическим распределительным кольцом высокого напряжения.
Поскольку на резисторах 507 могут происходить относительно высокие падения напряжения, которые могут приводить к искровому разряду, соответственно, искровому пробою через воздух вдоль поверхности резистора, то предпочтительно обеспечивать заполнение области 517 изолирующей средой и длительную электрическую пробивную прочность в этой закрытой области по меньшей мере в 1,3 кВ/мм. Для этого резисторы 507 могут быть заделаны в цилиндрическом гнезде 519 для резисторов в изолирующую среду, например в изолирующую консистентную смазку, предпочтительно в вазелин, и закрыты пластмассовым колпачком 512. В качестве изолирующего материала можно применять также изолирующую заливочную массу или твердый, соответственно, жидкий клей, или же возможно непосредственное заделывание резистора 507 в политетрафторэтилен.
Вместо резистора 507 может быть также реализован резисторный элемент из частично проводящей пластмассы или полупроводника, который длительное время обеспечивает то же коэффициент сопротивления, что и обычный тонкопленочный резистор 507.
На фиг. 6 показан в различных проекциях резистор 507 с закрывающим колпачком 512, при этом может быть предусмотрено уплотнительное кольцо 601. Для предотвращения вытекания жидкой изолирующей среды (например, изолирующей консистентной смазки) может быть предусмотрено другое уплотнительное кольцо на противоположной стороне резистора, например, интегрированное в изолирующий колпачок 512.
Для применения изолирующей среды, например изолирующей консистентной смазки, ее можно нагревать до свыше 100° и переводить в жидкое состояние. С помощью дозировочного шприца изолирующую консистентную смазку вводят медленно и равномерно в область 517 с установленным резистором 507. При этом можно использовать предпочтительно лишь одно уплотнительное кольцо 601. В зависимости от окружающей температуры изолирующая среда остается в твердом или жидком виде. В исключительных случаях или аварийных ситуациях, которые могут приводить к нагреванию резистора 507, изолирующая среда становится жидкой и приобретает тем самым саморегулирующее действие за счет своего идеального распределения. Выход изолирующей среды может предотвращаться с помощью изолирующего колпачка 512.
Устройство 509 крепления электродов можно с помощью резьбы, смазанной изолирующей средой, например изолирующей консистентной смазкой, предпочтительно вазелином, навинчивать, например, на показанный на фиг. 1 элемент 113 корпуса распылителя. Резьба может быть, например, резьбой М165×2 с длиной резьбы 12 мм. Кроме того, может быть предусмотрена одна или несколько заслонок 521 в качестве другого лабиринта в соответствии с толщиной устройства 501 крепления электродов, т.е. удерживающего электроды кольца, с целью обеспечения достаточной изоляции внутрь.
На фиг. 7 показана система электродов с устройством 701 крепления электродов, которое может соответствовать устройствам 509 или 501 или 101 крепления электродов, в котором расположен электрод 703. Электрод 703 находится в контакте с резистором 707 через точку 705 надавливания.
Электрод 703 может быть выполнен различно. Согласно одному варианту 709 выполнения, электрод может иметь свободно выступающий конец с длиной от 1 мм до 5 мм, при этом электрод тем не менее большей частью заделан в диэлектрический материал устройства 701 крепления электродов. Согласно одному варианту 711 выполнения, электрод утоплен или заключен в корпус и предпочтительно полностью окружен диэлектрическим материалом устройства 701 крепления электродов. Согласно другому варианту 713 выполнения, электрод закрыт диэлектрическим материалом 715, который образует изолирующую пластмассовую часть. Диэлектрический материал 715 может быть выполнен в виде (например, обращенного вперед и/или наружу) выступа или утолщения и предусмотрен для оказания влияния на составляющую разрядного тока, которая проходит в направлении оси 717 симметрии, соответственно, назад (например, со стороны ручной оси, соответственно, в направлении ручной оси, соответственно, в противоположном распылительному элементу направлении), например демпфирования. Кроме того, можно отдельные признаки упомянутых выше и/или ниже вариантов выполнения комбинировать друг с другом для получения других вариантов выполнения. Возможно также такой диэлектрический материал 715 предусмотреть таким образом, чтобы оказывалось целенаправленно влияние, в частности выполнялось демпфирование составляющей разрядного тока, направленное назад и/или наружу и/или вперед и/или назад. Для этой цели диэлектрический материал может быть также предусмотрен, как показано штриховыми линиями на фиг. 7.
На фиг. 8 показан ротационный распылитель с элементами распылителя согласно фиг. 1 и 2, который имеет, например, телескопические электроды 801. Для целей нанесения лака на наружную поверхность электроды 801 могут быть предусмотрены в виде завинчиваемых штырей электродов, состоящих из острия электрода с одним или несколькими резисторами. Кроме того, могут быть предусмотрены цилиндрические изолирующие пластмассовые втулки различной длины.
1
Для реализации гибкого и регулируемого по длине электрода 801 его электродный штырь может состоять из элементов различной величины, которые удерживаются вместе, например, с помощью пружин. С помощью сжатого газа можно эти элементы раздвигать для обеспечения различных длин электрода. Для этого можно использовать также другие способы, в которых, например, применяется трос или жидкость в цилиндре, который заполнен, например, промывочной средой, такой как растворитель или трансформаторное масло. При этом показанное на фиг. 8 расстояние d между концом электрода и распылительным элементом 119, соответственно, его кромкой может составлять 80-250 мм, предпочтительно 140 мм. Для нанесения лака на внешнюю поверхность штыри электродов можно выдвигать, а для нанесения лака на внутреннюю поверхность или для детального нанесения, соответственно, вдвигать.
Кроме того, могут быть предусмотрены системы электродов с имеющими различную длину и не регулируемыми по длине штырями электродов, например, для выбора возможно более подходящей для соответствующего применения длины электродов, например, в виде модулей. Как показано на фиг. 9а, могут быть предусмотрены, например, имеющие различную длину, но не регулируемые по длине штыри электродов 901, при этом за счет замены системы электродов, соответственно, электродного кольца и системы колоколообразной тарелки, соответственно, направляющего воздух кольца, возможны все применения внешней зарядки, в частности, нанесение лака со скоростями вытекания больше 1000 мл/мин с помощью соответствующих систем нанесения. Штыри электродов 901 могут также отличаться друг от друга своей длиной, так что возможны асимметричные расстояния, которые выбираются в зависимости от направления нанесения лака или направления потока воздуха так, что обеспечивается равномерное согласованное распыление. Кроме того, можно применять свободно стоящий распылительный элемент 903, например колоколообразную тарелку. Кроме того, возможна комбинация из показанных на фиг. 8 и 9а, 9b вариантов выполнения, так что обеспечивается, среди прочего, возможность незамедлительного согласования длины электродов и тем самым электрического поля с процессом и с возможными изменениями условий в кабине, соответственно, направлением нанесения лака.
На фиг. 9b показана другая изолирующая втулка 210, по большей части аналогичная показанной на фиг. 9а втулке, которая, например, с помощью резьбы 212 может быть установлена на изолирующей втулке 201. В частности, другая изолирующая втулка 210 может быть предусмотрена для закрывания с изоляцией приемного устройства для крепежного средства для монтажа, соответственно, демонтажа распылителя и/или механизированной ручной оси.
Как показано на фиг. 8, 9а и 9b, элемент 113 корпуса распылителя и/или изолирующая втулка 201 могут быть выполнены соответствующей длинны для закрывания с изоляцией приемного устройства для крепежного средства для монтажа, соответственно, демонтажа распылителя и/или оси руки робота. Таким образом, возможно выполнение в виде одной части, двух частей или трех частей для выполнения упомянутой выше функции.
1
2
3
1
На фиг. 10а показан электростатический распылитель, в котором показанные на фиг. 10а размеры d, d, d и l могут быть выбраны описанным ниже образом так, что обеспечивается предпочтительная изоляция от нежелательных разрядных токов и возможность универсального применения этого электростатического распылителя для внутреннего нанесения лака, нанесения лака на детали и нанесения лака на внешние поверхности.
1
Электростатический распылитель может быть, например, электростатическим ротационным распылителем, при этом расстояние электродов до (передней) кромки dколоколообразной тарелки может составлять между 80 и 250 мм воздушного промежутка, предпочтительно 140 мм.
1
1
1
1
1
Расстояние l электродов до оси руки робота или фланца может составлять между 120 и 625 мм, при этом наиболее короткий воздушный промежуток может предпочтительно составлять 240 мм (с «расширением изолирующей втулки). Отношение l/d составляет предпочтительно примерно 2, так что l/d=2,0±0,5.
2
Предпочтительно, можно применять различные варианты колоколообразной тарелки. Применяемая колоколообразная тарелка может быть выполнена свободно стоящей, т.е. имеется свободный воздушный промежуток между электродами и почти всей колоколообразной тарелкой. Однако колоколообразная тарелка может быть также наполовину закрыта изолирующим или частично изолирующим направляющим воздух кольцом. Возможно также полное закрывание или произвольное частичное закрывание. Предпочтительно, колоколообразная тарелка должна быть закрыта так хорошо изолирующим направляющим воздух кольцом, которое предпочтительно выполнено из полиэфирэфиркетона или политетрафторэтилена с примесью MoS (сульфида молибдена), так что не возникают разрушительные разряды между элементом корпуса из политетрафторэтилена, например тубусом, и направляющим воздух кольцом, чтобы от электродов через колоколообразную тарелку протекало не слишком много тока, однако при этом колоколообразная тарелка не так сильно закрыта, чтобы необходимый коронный разряд нельзя было зажечь. В этой конфигурации колоколообразная тарелка со своими кромками является важным фактором, который обеспечивает возможность зажигания коронного разряда. При этом колоколообразная тарелка, соответственно, ее кромка, может быть проводящей, предпочтительно металлической, например из титана. За счет этого могут генерироваться электроны, которые осаждаются на молекулы воздуха и «заряжают» распыляемый лак, так что обеспечивается максимальный коэффициент полезного действия нанесения. В этом смысле кромка колоколообразной тарелки представляет «поджигающий коронный электрод».
В этой конфигурации все другие заземленные или изолированные кромки, в частности кромки на закрытом роторе или на изолированном направляющем воздух кольце, необходимо закруглять с возможно большим радиусом в зоне огибающего участка между электродами и заземленной колоколообразной тарелкой.
Все или частично заземленные конструктивные элементы распылителя могут быть также соединены через электрическое сопротивление меньше 1 МОм с системой заземления.
Для обеспечения возможно большей изоляции распылителя можно применять нагреватель воздуха - например, для управляющего воздуха (воздуха двигателя) или ротора - который наряду со своей основной функцией минимизации охлаждения расширяющегося воздуха двигателя за счет предварительного нагревания также предотвращает конденсацию окружающего воздуха или воздуха двигателя, которая может приводить к образованию одного или нескольких не желательных разрядных промежутков в зоне колоколообразной тарелки, соответственно направляющего воздух кольца.
Предпочтительно, могут быть выбраны следующие размеры, при этом в соответствии со стандартом могут применяться диаметры колоколообразной тарелки в диапазоне между 30 мм и 85 мм:
Универсально используемая колоколообразная тарелка:
GT_uni
Диаметр колоколообразной тарелки: d=60 мм +/- 2 мм.
Форма рабочей поверхности колоколообразной тарелки: предпочтительно вогнутая.
Вогнутая форма является предпочтительной, поскольку она представляет собой не критичный противоположный потенциал в отношении расположенных сзади электродов по сравнению с наклонной рабочей поверхностью, на основании меньшей концентрации силовых линий на частично круглой вогнутой поверхности.
В частности, колоколообразная тарелка и/или направляющее воздух кольцо могут быть выполнены, например, как колоколообразная тарелка и/или направляющее воздух кольцо, описание которых приведено в WO 2009/149950, так что полное содержание WO 2009/149950 включается в настоящее описание.
El.ring
Диаметр электродного кольца: d=220 мм +/- 10 мм.
1
Расстояние электродов до кромки колоколообразной тарелки (GT): d=140 мм.
2
Расстояние (осевое) кромки колоколообразной тарелки до кромки направляющего воздух кольца (LLR): d=6-30 мм, предпочтительно 12 мм.
3
Расстояние (осевое) электродов до кромки колоколообразной тарелки: d=105-165 мм, предпочтительно 118 мм.
Предпочтительно, отношение диаметра электродного кольца к диаметру колоколообразной тарелки с упомянутыми выше размерами составляет:
Кроме того, при указанных выше значениях справедливо следующее соотношение:
При этом толщина стенки направляющего воздух кольца должна составлять по меньшей мере 5 мм.
Отдельные компоненты можно соединять неподвижно друг с другом, например сваривать или выполнять в виде единого целого (в виде одной части) и рассматривать в качестве одного конструктивного элемента. Так, например, можно направляющее воздух кольцо 121 вместе с элементом 117 корпуса, соответственно, тубусом рассматривать как «изоляцию узла ротора». В противоположность этому, комбинацию электродного кольца, соответственно, системы 101 электродов с отклоненным на 60° элементом 113 корпуса распылителя можно обозначить «зарядным устройством». Кроме того, возможна комбинация элемента 113 корпуса распылителя и изолирующей втулки 201. Дополнительно к этому, предпочтительно необходимо изготовить комбинацию электродного кольца 101 с предпочтительно отклоненным на 60° элементом 113 корпуса распылителя и изолирующей втулкой 201, которую обозначают «зарядной втулкой». В целом, все компоненты могут быть соединены друг с другом в виде модулей и рассматриваться в качестве «распылителя с внешней зарядкой».
Все поверхности корпуса распылителя и/или изолирующей втулки могут быть снабжены (на оборотной стороне) каркасом, выполнены структурированными или волнистыми, с целью (значительного) увеличения путей скользящего разряда для возможных разрядных токов. Предпочтительно, можно использовать 3-50 ребер с высотой между 1 мм и 20 мм. Однако указанные выше поверхности можно выполнять также гладкими.
В целом, желательна модульная и/или разъемная, соответственно демонтируемая с помощью резьбы или другим образом, конструкция всех или по меньшей мере некоторых компонентов, которая обеспечивает возможность использования в зависимости от случая применения соответствующих согласованных компонентов. Зарядное устройство, т.е. зарядное и электродное кольцо, может быть, например, снабжено 3-60 короткими или длинными электродами, соответственно, штырями электродов. В качестве универсально применяемой предусмотрена специальная комбинация направляющего воздух кольца и колоколообразной тарелки, при этом возможна внешняя зарядка при гибкой распыляемой струе, так что при внутреннем/детальном нанесении лака можно применять небольшую распыляемую струю между 50 и 280 мм, а при наружном нанесении лака - большую распыляемую струю в 150-550 мм. Вся система может за счет простых модификаций приводиться в действие также воздушными системами распыления.
Предпочтительно, направляющее воздух кольцо, соответственно, часть распылителя, имеющую направляющее воздух кольцо, необходимо изготавливать из изолирующего материала в связи с мерами изоляции. Для целенаправленного отвода разрядных токов направляющее воздух кольцо может быть выполнено частично изолирующим и частично проводящим. Колоколообразная тарелка также может быть выполнена частично изолирующей и частично проводящей, если другой противоэлектрод/поджигающий электрод служит для зажигания необходимого коронного разряда, например проводящее или частично проводящее направляющее воздух кольцо. За счет этого возможно обеспечить меньшее расстояние для нанесения лака, которое может предпочтительно составлять 150 мм. Наименьшее возможное расстояние по воздуху от электродов до объекта, соответственно, кузова автомобиля, может составлять 10 мм.
Расстояние нанесения лака может быть уменьшено за счет использования универсальной системы из колоколообразной тарелки и направляющего воздух кольца по сравнению со стандартными системами на 10 мм, предпочтительно до 150 мм. При расстоянии нанесения лака 150 мм не наблюдается более сильного загрязнения по сравнению со стандартной системой с расстоянием 200-300 мм.
Регулировочные параметры можно разделить на диапазоны применения, при этом при нанесении покрытия под высоким напряжением следует назвать следующие три возможных режима работы:
1) напряжение постоянно,
2) ток постоянен,
3) ток постоянен и напряжение ограничено.
Рабочий режим 1) предпочтительно применяется при непосредственной зарядке, например, для нанесения лаков на основе растворителя. Напряжение устанавливается на постоянное значение между -40 и -85 кВ.
Рабочие режимы 2) и3) предпочтительно применяются при внешней зарядке, например, для нанесения лаков на водной основе. В частности, рабочий режим 3) можно предпочтительно использовать для описанной выше компактной внешней зарядки.
За счет нанесения лака с помощью внешней зарядки в режиме постоянного тока (рабочих режимах 2 и 3) регулируется напряжение в зависимости от окружающих условий, например в зависимости от противоположного потенциала, которые окружают острия электродов. За счет резисторов в устройстве 101 крепления электродов напряжение регулируется с большей скоростью реакции без вызывания искровых пробоев. Таким образом, можно идеально реагировать на изменения движения, например прохождение вблизи заземленных частей объекта. При непосредственной зарядке (режим 1 с постоянным напряжением) таким образом это невозможно.
Поскольку передаваемый на штыри электродов заряд является небольшим в диапазоне границы энергии зажигания, то при отключении высокого напряжения можно отказаться от заземляющего переключателя.
Например, в применении при нанесении лака на изолированные пластмассовые части можно в режиме 3 работы ограничивать напряжение более низким значением, соответственно, отключать, если заземленная опора изделия, например металлические стойки за зоной кромок бампера, приводят к чрезмерному нанесению покрытия. В зонах, где заземленная опора изделия не действует, соответственно, действует меньше, ограничение напряжения можно снова поднимать до более высоких значений.
Для минимизации загрязнения, соответственно, контаминации распылителя распыляемым лаком, например, при нанесении базового покрытия (без высокого напряжения) можно задавать определенное напряжение (рабочий режим 1), соответственно, определенный ток (рабочий режим 2 или 3).
В случае нанесения лака на наружную поверхность могут быть установлены следующие параметры: постоянный ток I между 200 мкА и 500 мкА, предпочтительно 400 мкА, напряжение U ограничено максимально на 85-100 кВ, предпочтительно -90 кВ. При этом общий ток 400 мкА распределяется, например, следующим образом: ток 60-250 мкА течет к объекту, соответственно, к кузову, ток 340-150 мкА течет к заземленной колоколообразной тарелке, соответственно, к распылителю.
Предпочтительным является следующее отношение тока колоколообразной тарелки к току объекта:
GT
Obj
I/I=5,7-0,6
GT
ges
I/I=85-38%
Obj
ges
I/I=15-62%
В случае внутреннего/детального нанесения лака постоянный ток I может быть установлен между 200 мкА и 500 мкА, предпочтительно 400 мкА, а напряжение U ограничено максимально на 88-100 кВ, предпочтительно -85 кВ. При этом общий ток 400 мкА распределяется, например, следующим образом: ток 40-200 мкА течет через лакокрасочный туман к объекту/к кузову, ток 360-200 мкА течет к заземленной колоколообразной тарелке, соответственно, к распылителю.
Предпочтительным является следующее отношение тока колоколообразной тарелки к току объекта:
GT
Obj
I/I=9,0-1,0
GT
ges
I/I=90-50%
Obj
ges
I/I=10-50%.
За счет этой комбинации и в целом за счет компактной конструкции обеспечивается хорошая достигаемость критичных частей кузова, например в зонах дверей, при возможно лучшем результате нанесения лака.
На фиг. 10b показан на виде сбоку и на фиг. 10с в изометрической проекции распылитель согласно другому варианту выполнения, и, в частности, модифицированный элемент 117 корпуса и модифицированная система электродов, соответственно, устройство 101 крепления электродов. Кроме того, на фиг. 10b, 10с показан элемент 113 корпуса распылителя, на который разъемно установлена изолирующая втулка 201. Кроме того, можно видеть другую изолирующую втулку 210, которая разъемно соединена с изолирующей втулкой 201. Другая изолирующая втулка 210 предусмотрена для изолированного закрывания оси руки робота и/или приемного устройства для крепежного средства для монтажа, соответственно, демонтажа распылителя. Кроме того, на фиг. 10b, 10с показано, что можно выполнять элемент 113 корпуса распылителя и/или изолирующую втулку 201 соответственной длинны для достижения указанной выше цели. В зависимости от потребности могут быть также предусмотрены элемент корпуса распылителя (в виде одной части), элемент корпуса распылителя с разъемно устанавливаемой изолирующей втулкой (в виде двух частей) или элемент корпуса распылителя с разъемно устанавливаемой изолирующей втулкой, с которой предусмотрено разъемное соединение другой изолирующей втулки (в виде трех частей), с целью обеспечения изолированного закрывания оси руки робота и/или приемного устройства для крепежного средства с целью монтажа, соответственно, демонтажа распылителя.
Система электродов, соответственно, устройство 101 крепления электродов выполнено по существу кольцеобразно вокруг оси 105 симметрии и расположено по существу коаксиально оси 105 симметрии.
Система электродов содержит по существу круглый кольцеобразный участок и устройство 101 крепления электродов (один расширяющийся участок), которое выполнено расширяющимся наклонно (радиально) наружу и (в осевом направлении) вперед (соответственно, в направлении распылительного элемента/колоколообразной тарелки 119, соответственно, в сторону распылительного элемента/колоколообразной тарелки 119), в частности, по существу коническим и/или выступающими. Электроды, соответственно, область для размещения электродов 107 расположены в расширяющемся устройстве 101 крепления электродов и проходят тем самым также наклонно наружу и вперед.
По существу круглый кольцеобразный участок содержит резьбу, которая соединена с резьбой элемента 113 корпуса распылителя. Круглый кольцеобразный участок и резьба системы электродов не видны на фиг. 10b, 10с, поскольку они закрыты элементом 113 корпуса распылителя.
Кроме того, на фиг. 10b, 10с показано направляющее воздух кольцо 121, которое заделано в элемент 117 корпуса. В этом случае элемент 117 корпуса является частью распылителя, который содержит направляющее воздух кольцо 121.
На фиг. 10d показан распылитель, который за исключением системы электродов идентичен распылителю, согласно фиг. 10b, 10с. В показанном на фиг. 10b, 10с расширяющемся устройстве 101 крепления электродов предусмотрен один единственный расширяющийся участок, в то время как показанное на фиг. 10d устройство 101 крепления электродов имеет несколько разрывов и тем самым содержит несколько участков, соответственно, состоит из нескольких участков, которые выступают каждый наружу и/или вперед и расположены по периметру на равномерном расстоянии друг от друга. Каждый отдельный участок расширяющегося устройства 101 крепления электродов на фиг. 10d содержит электрод, соответственно, область для размещения электродов 107 и сужается к своему свободному концу. Электроды в распылителе, согласно фиг. 10d, предпочтительно расположены идентично электродам распылителя, согласно фиг. 10b и 10с.
2
На фиг. 11 показан в различных проекциях элемент 1101 корпуса, который соответствует показанному на фиг. 1 элементу 117 корпуса. Элемент корпуса содержит резьбу 1103 для резьбового соединения с элементом корпуса распылителя, например элементом 113 корпуса распылителя согласно фиг. 1. Резьба может быть, например, резьбой М110×2 с длиной резьбы по меньшей мере 9 мм, предпочтительно 20 мм. Эта резьба может быть смазана изолирующей средой, например изолирующей консистентной смазкой, предпочтительно вазелином, и образует с резьбой 1103 лабиринт для возможных разрядных промежутков. Кроме того, предусмотрена другая резьба 1105 для резьбового соединения с направляющим воздух кольцом, например направляющим воздух кольцом 121 согласно фиг. 1. Резьба может быть, например, резьбой М65×2 с длиной резьбы по меньшей мере 9 мм. Элемент 1101 корпуса выполнен, например, в виде тубуса и имеет поверхность 1107, которая может быть выполнена гладкой или волнистой для достижения описанного выше изоляционного действия. Чем больше поверхность 1107, тем длиннее пути скользящего разряда для разрядного тока от находящихся под высоким напряжением остриев электродов к, например, заземленному распылительному элементу 119, например колоколообразной тарелке, или турбине, вперед. Элемент корпуса может быть образован, например, из изолирующего материала, предпочтительно политетрафторэтилена, и предусмотрен для изолированного закрывания, например, находящегося под ним опорного блока. Для уменьшения веса можно применять также вспененный материал, например, с решетчатым сшиванием, соответственно, многослойные пленки, при этом изоляция предпочтительно соответствует изоляции сплошного материала. Элемент корпуса может иметь толщину между 1 мм и 15 мм при длине, например, 140 мм или в диапазоне от 85 мм до 185 мм. Кроме того, на элементе 1101 корпуса может быть интегрировано изолирующее пластмассовое направляющее воздух кольцо, например, из смеси политетрафторэтилена и MoS, которое может быть навинчено или соединено неподвижно, например приварено, приклеено или спечено.
Показанные на фиг. 1-12 части (например, система электродов, элемент корпуса, элемент корпуса распылителя и/или изолирующая втулка) могут иметь показанные на фигурах соотношения размеров.
Кроме того, поясненные применительно к фиг. 10а предпочтительные габариты, размеры, расстояния, отношения применимы также к показанным на фиг. 10b, 10c и 10d вариантам выполнения.
На фиг. 12а-12g на примере ротационного распылителя 1201 показаны примерные ходы силовых линий поля, которые представляют желательное прохождение тока от остриев элементов (высокое напряжение) к заземленным элементам, таким как, например, колоколообразная тарелка или ось руки робота или т.п. При этом за счет экранирующих мер может быть увеличено прохождение тока через соответствующий объект. На фиг. 12а обратные разрядные токи 1203 сильнее, чем направленные к колоколообразной тарелке 1205 разрядные токи 1207.
Как показано на фиг. 12b, можно с помощью изолирующей втулки 1209 вызывать ослабление обратных разрядных токов 1211 относительно направленных вперед к колоколообразной тарелке 1210 разрядных токов 1203. Изоляция внутрь и назад может быть реализована за счет выбора материала, за счет толщины материала, за счет длины изолирующей втулки 1209, за счет резьбы, которая может быть снабжена изолирующей средой, такой как, например, вазелин, или за счет других способов изготовления.
Как показано на фиг. 12с, изменение концентрации силовых линий, соответственно, разрядных токов 1215 вперед на кромке колоколообразной тарелки 1217 можно вызывать за счет ее закрывания.
Как показано на фиг. 12d, изменение концентрации силовых линий, соответственно, разрядных токов 1219 вперед к колоколообразной тарелке можно вызывать за счет различных углов электродов 1221, соответственно, за счет закрытых электродов 1221.
Как показано на фиг. 12е, изменение концентрации силовых линий 1223 можно вызывать за счет модульной конструкции электрода 1225 для различных случаев использования, например для нанесения лака на наружную поверхность, соответственно, для нанесения лака на внутреннюю поверхность.
Как показано на фиг. 12f, изменение концентрации обратных разрядных токов 1225, а также концентрации направленных к колоколообразной тарелке разрядных токов 1227 можно вызывать за счет, например, отклоненного на 60° элемента 1229 корпуса распылителя, который может быть выполнен изолированным, в частности для нанесения лака на внутреннюю поверхность. Соединенная с элементом 1229 корпуса распылителя изолирующая втулка 1230 вызывает оказание влияния на составляющую 1231 разрядного тока, проходящую в направлении оси руки робота распылителя.
На фиг. 12g показано примерное удлинение пути 1233 скользящего разряда, который задает путь распространения для составляющей разрядного тока с помощью втулки 1235, соответственно, ее резьбы.
Концепция внешней зарядки, описание которой приведено выше, обеспечивает возможность компактной и модульной конструкции ротационных распылителей и поэтому особенно пригодна, в частности, для нанесения лака на внутреннюю поверхность кузова, для нанесения лака на монтируемые части, для нанесения лака на наружные поверхности и/или для нанесения лака на внутренние поверхности. Кроме того, за счет этого обеспечивается также возможность изготовления ротационных распылителей, которые можно очищать в компактных устройствах для чистки распылителей.
Описанное уже выше применение нагревателя воздуха, например, в управляющем воздухе (воздухе двигателя) или воздухе ротора обеспечивает дополнительно быструю сушку после использования устройства для чистки распылителя.
Кроме того, обеспечивается возможность нанесения лаков на водной основе при нанесении лака на внутренние поверхности/детальном нанесения лака без требующего затрат разделения потенциалов с помощью той же системы, как при нанесении лака на наружные поверхности, что приводит к упрощению конструкции и меньшим затратам труда на техническое обслуживание. Кроме того, могут быть достигнуты сравнимые коэффициенты полезного действия нанесения лака, соответственно, толщины слоя лака по сравнению со стандартными системами как при нанесении лака на внутренние поверхности/детальном нанесении лака, так и при нанесении лака на наружные поверхности. Кроме того, обеспечивается меньшее загрязнение распылителя, хорошие возможности для чистки, использование компактных устройств для чистки распылителя.
При соблюдении определенных технических аспектов безопасности можно наносить не только трудновозгораемые, соответственно, невозгораемые лаки (прежние категории желтая, соответственно, зеленая), такие как лаки на водной основе, но также возгораемые лаки (прежняя категория красная), такие как, например, низкоомные лаки с растворителем, в частности с высоким содержанием твердых веществ, с помощью указанного выше электростатического распылителя под высоким напряжением. При этом можно выполнять как внутреннее, так и наружное нанесение низкоомных лаков предпочтительно одним и тем же распылителем.
Кроме того, можно предпочтительно предотвращать за счет конструкции искровые пробои, например, между кромкой колоколообразной тарелки и кузовом, соответственно, лакируемым объектом как при внутреннем, так и наружном нанесении лака, так что возможно покрытие полых пространств кузова, соответственно, узких, острых кромок с более высокими напряжениями, чем при непосредственной зарядке. Кроме того, возможно нанесение лака с высоким напряжением и без него, при этом может быть реализовано нанесение лака как на кузова, так и на мелкие части небольшими и большими партиями, за счет чего достигается повышенная гибкость применения, а также более высокая безопасность.
Между проводимостью лака и коэффициентом полезного действия нанесения имеется в определенном диапазоне следующая взаимосвязь: чем выше проводимость, соответственно, чем ниже сопротивление лака, тем больше коэффициент полезного действия нанесения.
В области лаков на основе растворителя (сопротивление Рансбурга несколько 100 кОм) наблюдается наибольший потенциал увеличения. Повышение проводимости лака на основе растворителя на несколько кОм приводит к повышению коэффициента полезного действия нанесения. Однако с помощью обычной техники непосредственной зарядки такая работа больше невозможна без проблем, соответственно, компромиссов. Необходимо использовать дорогие и сложные системы разделения потенциалов. Нанесение этих лаков с помощью указанного выше распылителя (с компактной наружной зарядкой) представляет более благоприятный вариант при сравнимом результате относительно коэффициента полезного действия нанесения.
Например, при нанесении на пластмассовые конструктивные элементы экстремально низкоомного прозрачного лака на основе растворителя можно особенно предпочтительно использовать указанный выше распылитель, так же как при нанесении лака на кузов автомобиля как на внутренние поверхности, так и на наружные поверхности.
Кроме того, при нанесение лака на пластмассовые конструктивные элементы даже предпочтительно применение, например, экстремально низкоомного прозрачного лака на основе растворителя. Уже нанесенные наполнительные и основные слои, соответственно, основа в целом, могут электрически изолировать, так что применение хорошо проводящего прозрачного лака на основе растворителя снова обеспечивает соединение с землей и тем самым хороший коэффициент полезного действия нанесения.
Изобретение также содержит понимание того, что за счет оценки тока (I) и/или напряжения (U) можно осуществлять контролирование/измерение/определение позиционирования подлежащего покрытию лаком объекта и/или распылителя, в частности системы электродов. Предпочтительно, можно контролировать, измерять и/или определять относительное положение между распылителем и объектом, подлежащим покрытию лаком.
Например, если электродное кольцо, соответственно, система электродов приближается к заземленному объекту, то при заданном токе в рабочем режиме 2, соответственно, 3 (I постоянный, U ограниченное) напряжение регулируют в сторону уменьшения. Это можно использовать для определения расстояния между электродным кольцом и заземленным объектом и делать выводы о положении подлежащего покрытию лаком объекта относительно распылителя.
При нанесении лака на внутренние поверхности кузова можно определять, например, положение подлежащей покрытию лаком двери или капота двигателя и т.д. или по меньшей мере информацию, позиционирован объект или нет.
В одном возможном варианте выполнения предусмотрено измерение, соответственно, отображение фактического значения тока I и фактического значения напряжения U. При этом оценку можно осуществлять дифференциально в виде dI/dt, соответственно, dU/dt, для вычисления в изменяющихся окружающих условий (температуры, влажности воздуха и т.д.) или загрязнения распылителя, соответственно, уже нанесенных слоев лака на объекте, которые влияют на значения тока, соответственно, напряжения.
Вариант выполнения 1: для калибровки системы для каждого распылителя в чистом состоянии можно задавать одно или несколько «основных положений» (протоколирование расстояний остриев электродов до объекта):
Протоколирование абсолютных значений тока I и напряжения U при определенных расстояниях х и образование относительных значений dI(х)/dt, соответственно, dU(х)/dt.
Пример: робот проходит с постоянной скоростью (200 мм/с) путь 200 мм в прямом направлении к объекту, расстояние х остриев электродов равно 250 мм. Каждые 20 мм измеряют U и I. Промежуток времени dt=100 мс, так что можно вычислять dI(х)/dt, соответственно, dU(х)/dt.
Во время работы (цикла нанесения лака) можно дополнительно сравнивать абсолютные значения фактического тока I и фактического напряжения U в «основных положениях» с целью фиксации возможных отклонений. Например, можно при слишком больших отклонениях (в сторону слишком низких значений напряжения) фактических значений тока и напряжения распознавать необходимость чистки распылителя и выполнять ее.
Пример выполнения 2: поскольку напряжение зависит не линейно от расстояния и дополнительно к этому геометрия объекта и положение электродного кольца относительно объекта влияют на эту зависимость, то можно сохранять теоретическую аппроксимирующую кривую с параметрами. Эти параметры можно затем индивидуально согласовывать за счет программного управления с соответствующим объектом. Для каждого модифицированного подлежащего нанесению лака объекта (например, двери, капота и т.д.) можно составлять, соответственно, сохранять другую аппроксимирующую кривую с соответствующими параметрами. Согласование теоретической аппроксимирующей кривой с реальностью осуществляется, например, один раз посредством измерения U и I при различных определенных расстояниях х до подлежащего лакированию объекта (смотри вариант выполнения 1).
Варианты выполнения 1 и 2 можно комбинировать друг с другом для избыточного контролирования положения, однако можно также применять каждый вариант отдельно.
Определение положения подлежащего нанесению лака объекта можно осуществлять посредством определенного перемещения распылителя (электродного кольца) в направлении объекта (например, двери или капота двигателя и т.д.). Посредством вычисления значений dU/dt, соответственно, dI/dt можно определять с помощью основных положений х, правильно или нет позиционирован объект внутри диапазона допусков.
Изобретение не ограничивается указанными выше примерами выполнения. Возможно множество вариантов и модификаций, в которых также используется идея изобретения и которые поэтому входят в объем защиты.