УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНЫХ КУЗОВОВ
DEVICE FOR TEMPERATURE CONTROL OF MOTOR VEHICLE BODIES

Изобретение относится к устройству для термостатирования автомобильных кузовов, прежде всего для сушки автомобильных кузовов с нанесенным покрытием, содержащему:
а) корпус,
б) расположенный в корпусе термостатирующий туннель для размещения в нем автомобильного кузова,
в) по меньшей мере одну нагнетательную полость, размещенную в корпусе и отделенную стенкой от термостатирующего туннеля,
г) множество сопел, расположенных в стенке,
д) устройство термостатирования воздуха, которое подает термостатированный воздух в нагнетательную полость таким образом, что он может втекать через сопла в термостатирующий туннель и воздействовать на находящийся там автомобильный кузов, причем
е) предусмотрено по меньшей мере одно сопловое устройство, которое ориентировано так и его дальность выброса такова, что выходящий из него воздушный поток может пересекать отверстие автомобильного кузова на обращенной к сопловому устройству стороне и воздействовать на внутреннюю поверхность автомобильного кузова на противолежащей стороне.
Под "автомобильным кузовом" здесь понимается не только автомобильный кузов в сборе, но и подобные крупные детали такового, в отношении которых таким же образом существует описанная ниже проблематика.
Когда в данном случае говорится о "термостатировании" автомобильного кузова, то под этим подразумевается достижение автомобильным кузовом определенной температуры, которую он изначально не имеет. Это может представлять собой повышение температуры или понижение температуры. Под "термостатированным воздухом" понимается такой воздух, который имеет требуемую для термостатирования автомобильного кузова температуру.
Частый в автомобильной индустрии случай термостатирования, а именно нагревания, автомобильных кузовов - это процесс сушки покрытия автомобильного кузова, при этом речь могла бы идти или о лаке, или о клее, или о тому подобном. Последующее подробное описание изобретения производится на примере подобной сушилки.
Когда в данном случае речь идет о "сушке", то под этим подразумеваются все процессы, при которых покрытие, прежде всего лак, автомобильного кузова может быть доведено до затвердевания, происходит ли это посредством вытеснения растворителей или путем сшивания субстанции покрытия.
Известные, выполненные в виде сушилок устройства названного в начале типа обычно имеют с обеих сторон обозначенного в данном случае как сушильный туннель термостатирующего туннеля нагнетательную полость. Сопла, которые размещены в отделяющих нагнетательные полости от сушильного туннеля стенах, обычно имеют такую же конструкцию, прежде всего ту же дальность выброса (дальнобойность), и различаются разве только своей ориентацией, то есть направлением струи. Оно соответственно выбрано так, чтобы оно наводилось на определенные области поверхности подлежащего сушке автомобильного кузова. В конечном итоге все сопла обрабатывают только наружные поверхности автомобильного кузова. Если исходящие из них воздушные потоки, в том числе и через отверстия, попадут вовнутрь автомобильного кузова, то там из-за своей небольшой дальности действия они не имеют существенного воздействия, тем более что два подобных сопла в общем случае расположены друг напротив друга с встречными направлениями потоков и таким образом взаимно компенсируют воздействие во внутреннем объеме.
В последнее время автомобильные кузова по своей конструкции становятся все сложнее. Прежде всего, в различных областях они имеют различную массу. Так, например, самая нижняя область, область порогов или же группа днища существенно обременена массой и, вследствие этого, имеет существенную теплоемкость. Произведенный лишь с одной стороны нагрев различных областей автомобильного кузова нуждается не в небольшом времени, пока тепло полностью проникнет в эти области. Кроме того, это время локально различается в зависимости от того, каким в соответствующей области является именно распределение массы и распределение теплоемкости. Поэтому время обработки подлежащего сушке автомобильного кузова в сушилке должно быть согласовано с самым длинным промежутком времени, который требуется для сушки самой неблагоприятной, наиболее обремененной массой области автомобильного кузова. Из-за этого не только увеличивается время такта сушки, кроме того, в тех областях автомобильного кузова, которые сохнут быстрее, может возникнуть перегрев. Это может отрицательно проявиться, прежде всего, особенно там, где в автомобильном кузове встроены различные, в том числе и восприимчивые к температуре материалы и/или были выполнены склеивания.
В основу изобретения положена задача сокращения длительности пребывания кузовов в термостатирующем туннеле с обеспечением надлежащего воздействия теплым воздухом на более массивные области кузова как изнутри, так и снаружи и одновременно с предотвращением перегрева кузова в других местах. Согласно изобретению эта задача решена за счет, что
ж) по меньшей мере одно сопловое устройство имеет подвижные в их поперечном сечении потока воздухонаправляющие элементы, так что направление выброса соплового устройства является изменяемым.
Изобретение предусматривает отход от повсеместно реализованной концепции обработки автомобильного кузова лишь с одной стороны, а именно с наружной стороны, термостатированным воздухом. Напротив, с помощью по меньшей мере одного соплового устройства создается термостатированный воздушный поток, который проходит сквозь отверстие на обращенной к сопловому устройству стороне автомобильного кузова и затем воздействует на внутреннюю поверхность противолежащей стенки автомобильного кузова. Это также может происходить и с противолежащих сторон автомобильного кузова. Таким образом, термостатирование автомобильного кузова производится как снаружи, так и изнутри, что, естественно, приносит с собой существенное сокращение времени термостатирования.
Благодаря тому, что по меньшей мере одно сопловое устройство имеет подвижные в их поперечном сечении потока воздухонаправляющие элементы, так что направление выброса соплового устройства является изменяемым, достигаются следующие преимущества:
- возможность термостатирования движущихся друг за другом кузовов разных типов за счет регулировки направления выброса соплового устройства в соответствии с конкретным типом;
- возможность относительно длительной подачи теплого воздуха внутрь каждого кузова в процессе его движения за счет возможности поворота направления выброса вслед за движущимся кузовом, причем на участках кузова повышенной массы, например в зоне порогов, где повышенная теплоемкость замедляет термостатирование, имеется дополнительное время для воздействия на покрытие изнутри.
Таким образом, через предлагаемое в изобретении устройство можно пропускать автомобильные кузова с различной геометрией и конструкцией, при этом эффект термостатирования может быть адаптирован к специальной конструкции путем регулировки направления выброса соплового устройства. При чистосортной конструкции установки, где постоянно высушиваются автомобильные кузова похожих типов, регулировка воздухонаправляющих элементов может производиться вручную.
При этом особо благоприятно, если воздухонаправляющие элементы выполнены с возможностью моторизованного перемещения. Это больше не требует ручного вмешательства для регулировки воздухонаправляющих элементов. Каждый находящийся в обработке тип автомобильного кузова может быть распознан автоматически, и позиция воздухонаправляющих элементов может требуемым образом автоматически регулироваться посредством соответствующего управляющего устройства. Таким образом, также возможно непрерывно перемещать воздухонаправляющие элементы вместе с автомобильным кузовом, чтобы выходящий из соответствующего соплового устройства термостатированный воздушный поток следовал за автомобильным кузовом на пути через термостатирующий туннель. Так можно добиться более длительного времени воздействия на определенное место автомобильного кузова без увеличения времени такта.
Также возможно, чтобы воздухонаправляющие элементы выполнены с возможностью перемещения посредством захватывающего устройства, которое взаимодействует с перемещаемой вместе с автомобильным кузовом частью так, что направление выброса соплового устройства следует на определенном отрезке за автомобильным кузовом при перемещении сквозь термостатирующий туннель. В такой форме выполнения не требуются моторизованные приводные элементы для воздухонаправляющих элементов и контролирующие позицию и перемещение автомобильного кузова сенсоры, а также соответствующие управляющие устройства.
Особо вариативна та форма выполнения сушилки согласно изобретению, в которой сопловое устройство имеет воздухонаправляющие элементы, которые выполнены с возможностью поворота вокруг двух перпендикулярных друг другу осей.
Сопловое устройство может быть закреплено с возможностью снятия по меньшей мере на одном отверстии на стене между нагнетательной полостью и термостатирующим туннелем. При таком способе оно при необходимости может быть быстро удалено, благодаря чему при определенных работах, например очистке и техническом обслуживании, в том числе и на транспортной системе, за пределами собственно темперирующего режима, оно не мешает.
Далее предпочтительно, если по меньшей мере одно отверстие, в котором закреплено сопловое устройство, выполнено таким же образом, что и отверстия, в которых закреплены другие обычные сопла в той же стене. Так, например, сопловое устройство можно дооснастить, для чего в обычном устройстве одно или несколько нормальных сопел из стены между нагнетательной полостью и термостатирующим туннелем удаляется и вместо него в его или в отверстиях закрепляется соответствующее изобретению сопловое устройство. Само собой разумеется, что без проблем возможно обратное оснащение соответствующим изобретению образом выполненного устройства в стандартное устройство.
Далее примеры выполнения изобретения подробнее разъясняются на основании чертежа, где показано:
Фиг.1 - вертикальное сечение сушилки для сушки автомобильных кузовов,
Фиг.2 - горизонтальное сечение сушилки согласно фиг.1 по имеющейся там линии II-II,
Фиг.3 - горизонтальные сечения, аналогичные фиг.2, части сушилки с различными регулировками сопел,
Фиг.4 - вертикальные частичные сечения двух похожих модификаций показанной на фиг.1 сушилки,
Фиг.5 - захватный механизм для регулировки соплового устройства в различных позициях,
Фиг.6 - вид сверху на выходное отверстие сопла в следующем примере выполнения сушилки,
Фиг.7 - вертикальное сечение выполненного с возможностью регулировки соплового устройства в двух различных позициях,
Фиг.8 - вертикальное сечение, аналогичное фиг.7, с установленным под углом сопловым устройством,
Фиг.9 - вертикальное сечение, аналогичное фиг.1, следующего примера выполнения сушилки,
Фиг.10 - вертикальные сечения, аналогичные фиг.4, сушилки с выполненным с возможностью регулировки сопловым устройством в двух позициях сопел.
Сначала сошлемся на фиг.1 и фиг.2. Показанная здесь и снабженная общим ссылочным обозначением 1 сушилка известным образом имеет корпус 2, внутренняя полость которого посредством двух вертикальных продольных стен 3, 4 разделена на две нагнетательные полости 5, 6 и центральный сушильный туннель 7. Подлежащие нанесению покрытия автомобильные кузова 9 посредством схематично показанной транспортной системы 8 транспортируются перпендикулярно плоскости чертежа на фиг.1 через сушильный туннель 7. На торцовых сторонах сушильного туннеля 7 в общем случае предусмотрены непоказанные шлюзы, которые обеспечивают проход автомобильного кузова 9 в сушильный туннель и выход из него без большой теплопотери и с небольшим атмосферообменом.
В обеих стенках 3, 4 находится множество сопел 10, 11, которые создают соединение между напорными полостями 5 или же 6 и сушильным туннелем 7. Снабженные ссылочным обозначением 10 или же 11 сопла выполнены общепринятым образом, направление их выброса имеет возможность регулировки и их направление выброса настолько коротко, что они могут воздействовать лишь на обращенную к ним сторону автомобильного кузова. При этом сопла 10, 11 находятся в отверстиях 13, 14 с полусферическими ограничительными перегородками, благодаря чему сопла 10, 11 направлены с возможностью регулировки их углового положения.
В каждом находящемся во второй наивысшей позиции отверстии 12а или же 13а стен 3, 4 находится нестандартное сопло 10 или же 11. Напротив, здесь закреплено специальное сопловое устройство 14 или же 15, которое для этой цели снабжено двумя полусферическими зажимными пластинами 16 или же 17. То есть конструкция такова, что сопловые устройства 14, 15 могут быть размещены вместо стандартного сопла 10, 11 в соответствующей стене 3, 4. Таким образом, возможно переоборудование стандартной сушилки в соответствующую изобретению сушилку 1 и наоборот.
Сопловые устройства 14, 15 выполнены идентично, благодаря чему достаточно описания устья 14 сопла. Оно включает в себя коробообразный корпус 14а, который в основном открыт на обращенной к автомобильному кузову 9 стороне и на своей тыльной стороне, которая прилегает к стене 3, снабжен отверстием, которое через соответствующее отверстие 12а сообщается с напорной полостью 5. Во внутренней части корпуса 14а в качестве воздухонаправляющих элементов находятся параллельные ламели 14b, которые в показанных на фиг.1 и фиг.2 примерах выполнения жестко встроены в корпус 14а, то есть неподвижны.
Особенным в сопловых устройствах 14, 15 является то, что они выполнены иначе, чем ''нормальные'' сопла 10, 11 как дальнобойные сопла. Таким образом, можно показанным на фиг.1 и фиг.2 образом выходящий из сопловых устройств 14, 15 направить горячий воздух, циркуляция которого в сушилке подробнее описывается далее, сквозь отверстие в прилежащей боковой поверхности автомобильного кузова 9, например через оконное отверстие или через открытую дверь, на внутреннюю поверхность противолежащей стороны кузова, благодаря чему поток горячего воздуха пересекает все внутреннее пространство автомобильного кузова 9. При этом направление этого горячего воздуха такое, что он преимущественно направлен на нижнюю внутреннюю область автомобильного кузова 9, где имеется относительно много массы и поэтому большая теплоемкость.
Нагнетательные полости 5, 6 известным образом запитываются горячим воздухом, который уже обозначенным выше способом проходит не только через сопловые устройства 14, 15, но и через нормальные сопла 10, 11, благодаря чему посредством нормальных сопел 10, 11 производится воздействие соответственно на наружные стороны автомобильного кузова и посредством сопловых устройств 14, 15 производится воздействие на внутренние стороны автомобильного кузова 9 с помощью горячего воздуха. Таким образом удается высушить все области автомобильного кузова 9 примерно за одно и то же время, хотя они имеют различную ''развесовку'' и поэтому различные теплоемкости. Благодаря этому сокращается общее время сушки, не возникают локальные перегревы, которые могут повредить материалам автомобильного кузова 9 или находящимся на нем клеевым соединениям.
Как упомянуто выше, сопловые устройства 14, 15 примера выполнения согласно фиг.1 и фиг.2 неподвижны, из-за чего направление выходящего из них потока горячего воздуха неизменно. Однако может оказаться преимуществом, если данное направление можно быть изменено, как это показано на основании фиг.3А-3В для модифицированной сушилки 101. Если компоненты, которые показаны на фиг.3, соответствуют таковым на фиг.1 и фиг.2, то они обозначены теми же самыми ссылочными обозначениями с прибавлением 100.
На фиг.3А-3В показаны горизонтальные сечения модифицированной сушилки 101, похожие на фигуру 2, но показывающие соответственно лишь один фрагмент. Видны нагнетательная полость 105, стенка 103, которая отделяет нагнетательную полость 105 от сушильного туннеля 107, имеющий покрытие и подлежащий сушке автомобильный кузов 109, а также два сопловых устройства 114. В то время как в сопловых устройствах 14, 15 согласно фиг.1 и фиг.2 ламели 14b или же 15b были фиксированными, они в примере выполнения согласно фиг.3 выполнены с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, однако при этом они сохраняют параллельную ориентацию. Требуемый для этого механизм не показан, но он известен специалисту.
Теперь на частичных фигурах А-В фиг.3 показано, каким образом направления выброса сопловых устройств 114 следуют за движением автомобильного кузова 109. При этом направление движения автомобильного кузова 109 слева направо. Видно, как выходящие из сопловых устройств 114 потоки горячего воздуха повторяют движение автомобильного кузова 109 и таким образом могут дольше воздействовать на внутренние поверхности его боковых стенок, чем при неподвижно ориентированных ламелях. На фиг.3 показаны только сопловые устройства 114 на одной стороне сушильного туннеля 107, само собой разумеется, что противолежащие, непоказанные сопловые устройства выполнены таким же образом.
На фиг.4А и 4Б схематично показано, как могут быть изменены направления выброса сопловых устройств 114 примера выполнения согласно фиг.3. В показанном на фиг.4А первым примере выполнения под ''нормальным'' соплом 110 предусмотрено проходное отверстие 120 в стене 103, в котором неподвижно закреплено множество параллельных ориентированных под углом ламелей 114а. Эти ламели 114а задают наклон проходящего сквозь проходное отверстие 120 воздушного потока, которое выбирается так, чтобы воздушный поток, как показано на фиг.1, проходил через окно автомобильного кузова к обращенной к нему стороне кузова и мог воздействовать на противолежащую стенку кузова по ее внутренней стороне. Перед проходным отверстием 120 на стороне сушильного туннеля 107 предусмотрено тело 121 вращения, которое может быть повернуто посредством проходящей вертикально вверх и пронзающей верхнюю сторону корпуса 102 приводной тяги 122 с помощью электродвигателя 123. Тело 121 вращения содержит множество параллельных, не показанных на чертеже, вертикально проходящих ламелей, промежутки между которыми могут продуваться воздухом, который прошел через ламели 114а в проходном отверстии 120. Видно, что таким образом возможно путем поворота тела 121 вращения с помощью электродвигателя 123 изменять направление выброса сопловых устройств 114 таким образом, как это показано на фиг.3.
Вариант сушилки, который показан на фиг.4Б, отличается от тех, которые были разъяснены выше на основании фиг.4А, только в следующем: связанная с телом 121' вращения приводная тяга 122' проходит не вверх, а вертикально вниз, где она вместо электродвигателя соединена с захватным механизмом, который показан на фиг.5А-5В. Нижние концы приводных штанг 122 жестко соединены с выступающими вовнутрь сушильного туннеля 7 поворотными рычагами 124 и дополнительно опираются на закрепленные на стене 103 опорные кронштейны 125. Свободные концы поворотных рычагов 124 взаимодействуют со штифтами 126, которые закреплены на верхней стороне транспортных каркасов 127, на которых автомобильные кузова провозятся сквозь сушильный туннель с помощью транспортной системы. Эти автомобильные кузова на фиг.5 не показаны.
На фиг.5А установленные на транспортном каркасе 127 штифты 126 достают соответственно до наружного конца поворотного рычага 124, который соответствует сопловому устройству 114, снизу. При продолжении движения транспортного каркаса 127 поворотные рычаги 124 поворачиваются вокруг опоры в опорных кронштейнах 125, как показано на фиг.5Б и 5В. При этом на фиг.5Б показано промежуточное положение, в то время как на фиг.5В показана позиция транспортного каркаса 127 и поворотных рычагов 124, которая возникает перед моментом, к которому концы поворотных рычагов освобождаются от штифтов 127. Затем поворотные рычаги 124 посредством упругих устройств, которые находятся в опорных кронштейнах 125, снова возвращаются в позиции согласно фиг.5А, где они ожидают следующего, несущего автомобильный кузов транспортного каркаса 127. Пример выполнения согласно фиг.4Б с показанным на фиг.5 захватным механизмом обходится без отдельного электродвигателя и без требуемых для управления им сенсоров и управляющих устройств.
В примерах выполнения сушилки согласно изобретению, которая была описана выше на основании фиг.3-5, направление выброса сопловых устройств 114, 115 было изменено только путем поворота вокруг вертикальной оси, что оставляло наклон пронизывающего сопловые устройства 114, 115 воздушного потока неизменным. Естественно, что возможно предусмотреть сопловые устройства, которые допускают поворот направления выброса как вокруг вертикальной, так и вокруг горизонтальной оси. Подобное сопловое устройство показано на фиг.6 и фиг.7. Так как оно в остальном функционально соответствует сопловому устройству 14 согласно фиг.1, то здесь оно носит ссылочное обозначение 214.
На фиг.6 показан вид сверху на выходное отверстие встроенного в стену 203 соплового устройства 214. Оно включает в себя внутреннюю раму 230, в которой закреплены проходящие вертикально и горизонтально ламели 214ba и 214bb. Данные ламели 214ba, 214bb могут либо пересекаться, либо, глядя в направлении прохождения воздуха, находиться друг за другом. Внутренняя рама 230 имеет карданную подвеску. Для этого она посредством двух проходящих горизонтально концов 231 оси с возможностью поворота соединена с центральной рамой 232, которая, в свою очередь, посредством двух проходящих вертикально концов 233 осей шарнирно соединена с наружной рамой 234. Наружная рама 234, в свою очередь, вставлена в соответствующее по размеру проходное отверстие 220 в стене 203.
На фиг.7 проходное отверстие 220 вертикально проходит сквозь стену 203, в то время как на фиг.8 проходное отверстие 220' имеет наклон в направлении воображаемого справа сушильного туннеля, благодаря чему проходное отверстие 214 при идентичной конструкции на фиг.8 может достигать расположенной дальше вниз области автомобильного кузова, чем на фиг.7.
На фиг.7 не показано никаких приводных устройств, с помощью которых рамы 232 и 234 могут быть повернуты относительно соответствующих концов 231, 233 осей. Естественно, что специалист знает, как может производиться моторизованное вращение данных рам 232, 234. В простом случае, в котором направление выброса сопловых устройств 214 требует лишь редкой регулировки, регулировка внутренней рамы 230 относительно наружной рамы 234 также может производиться вручную.
На фиг.9 показан следующий пример выполнения сушилки, который в существенной степени соответствует таковому на фиг.1. Поэтому соответствующие части на фиг.9 обозначены теми же ссылочными обозначениями, что и на фиг.1, с прибавлением 300. Существенное различие между сушилкой 1 согласно фиг.1 и сушилкой 301 согласно фиг.9 состоит в том, что в первой сопловые устройства 14 и 15 были расположены с возможностью замены на стенах 3, 4 между нагнетательными полостями 5, 6 и сушильным туннелем 7, в то время как в примере выполнения согласно фиг.9 сопловые устройства 314 постоянно предусмотрены в проходных отверстиях 320 стен 303, 304. В остальном принцип действия сушилки 301 полностью идентичен с таковым сушилки 1.
Наконец на фиг.10 на основании примера выполнения сушилки, которая походит на таковой согласно фиг.9, показана возможность того, что направление выброса сопел 214 может быть повернуто вокруг горизонтальной оси. Для этого ламели 314b, которые находятся в проходном отверстии 320, своими передними кромками с возможностью поворота шарнирно закреплены на боковых стенках проходного отверстия 320, в то время как их противолежащие кромки шарнирно соединены друг с другом посредством соединительной тяги 335 и с поворотным рычажным механизмом 336. Он пропущен сквозь верхнюю сторону корпуса 302 сушилки 301 и соединен с приводом 337. Путем аксиального движения поворотного рычажного механизма 226, как становится понятно из сравнения фиг.10А и фиг.10Б, изменяются ориентация ламелей 314b в проходном отверстии 320 и, тем самым, направление выброса соплового устройства 314, которое образуется с помощью проходного отверстия 320 и с помощью расположенных в нем ламелей 314b.