CN101132864B - 用于涂覆小型部件的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于小型部件(23)的涂覆装置(1)，特别用于对大规模生产的小型部件例如螺栓、小型塑料部件及其类似物进行上漆，并且涉及一种实现上述目的的方法。该涂覆装置具有用于接收和移动小型部件的可移动的接收部件(6)和位于接收部件中的用于连续或间断地分配涂层材料到接受部件中的分配装置(19)，其中，提供至少一个在接收部件中的辐射发射器装置(20)用于发射辐射能来干燥和/或凝固所述涂层材料。

Description

用于涂覆小型部件的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种方法和装置，其用于涂覆小型部件，特别是用于涂覆大规模生产的小型部件如螺栓、小型塑料部件及其类似物。
背景技术
在专利文献DE85 24 347U1中公开了一种用于涂覆小型部件特别是药物的装置，其包括转筒和喷漆枪，所述喷漆枪设置于转筒的内部以分配涂层材料。这种装置也用来给小型部件上漆，其中，漆通过筒内流动的热空气干燥。通过在涂覆过程中翻转小型部件，确保涂层材料或漆均匀地分布于所有小型部件上。为了避免未干或未凝固的涂层在该小型部件运动和相关碰撞过程中被损坏，小型部件必须在一定的最低温度下，使得漆或涂层材料快速干燥。为此，需要在涂覆步骤开始之前，通过翻转小型部件并使热空气流过来加热小型部件。但是这需要大量的时间，因此采用这样的装置涂覆效率不高。
发明内容
本发明的目的在于克服已知装置的缺点，具体说来，就是提供一种装置和方法，从而快速而经济地、以高的表面质量涂覆小型部件特别是大规模生产的小型部件。具体而言，所有可能的几何形状的小型部件，甚至那些不能被已知装置所涂覆的部件也能被有效地涂覆。
本发明提供一种涂覆装置，其用于小型部件，特别用于对大规模生产的小型部件例如螺栓、小型塑料部件及其类似物进行上漆，其具有：用于接收和移动小型部件的可移动接收部件；以及至少一个分配装置，其优选设置在接收部件中，并用于分配涂层材料到接收部件中，其中， 提供至少一个红外(IR)辐射发射器装置以用于向接收部件内发射红外(IR)辐射来干燥和/或凝固所述涂层材料，所述红外(IR)辐射发射器装置在涂覆过程中设置于所述接收部件内。
本发明还提供一种方法，其用于涂覆小型部件，特别用于对大规模生产的小型部件例如螺栓、小型塑料部件及其类似物进行上漆，优选采用如以上所述的装置，其特征在于，提供涂覆装置，该涂覆装置具有：用于接收和移动小型部件的可移动接收部件，具体是用于持续翻转或振动小型部件；和至少一个分配装置，其用于分配涂层材料特别是漆或粉末到接收部件中；以及至少一个用于向接收部件内发射红外(IR)辐射的辐射发射器装置；将待涂覆的小型部件给入移动装置的接收部件；在同时、至少是间断地进行红外(IR)辐射下，移动涂覆装置中的小型部件，所述红外IR辐射发射器装置在涂覆过程中设置于所述接收部件内；至少间断地，优选为连续地通过分配装置分配涂层材料到正在移动的小型部件上；以及在一个涂层周期过后移走小型部件。
本发明的特征在于：干燥和/或凝固是通过一种装置或方法中的辐射能实施的，在运动中、例如持续翻转或振动过程中，将涂层材料提供到待涂覆的小型部件上。具体地，红外(IR)发射器和/或紫外(UV)发射器被用作能量发射器，这是因为利用这些发射器有利于快速且均匀地对待涂覆的部件进行加热和/或使涂层材料(例如UV固化漆)凝固。进一步地，这些能量发射器易于进行操作和/或控制，或调节，这就进一步简化了涂覆步骤，从而提高了效率。具体而言，可以观察到加热或启动时间显著缩短，该时间是例如使待涂覆的小型部件的温度降低到涂覆所需最低温度的必需时间。总之，与现有技术相比，通过快速和均匀地凝固该沉积涂层材料，涂层质量和表面质量显著提高。另一优点在于采用现有技术不能满意涂覆的任何几何形状的物体都能被涂覆。
作为IR发射器，短波、中波以及长波的IR发射器均可适用，并且波长谱接近于IR范围的发射器也适用。具有特定中波波长谱的所谓碳IR的发射器也被证实是非常有效的。可以设置一个或多个发射器单元，而且每个发射器单元可设置一个或多个发射器。
小型部件的运动优选在容纳它们的滚筒内实施，该滚筒具有传送肋，具体而言，就是通过旋转运动促使小型部件在筒内翻转。除了筒的旋转运动，能够产生运动的其他类型的装置也是适用的，它们使得小型部件进行连续或持续的重复运动。具体而言，振动和摇动装置是适用的。
涂层材料，特别是溶剂型或水型漆或粉末是使用分配装置进行分配的，使得待涂覆的小型部件上形成精细的薄膜，从而通过所施加的辐射能来实现立即的干燥和/或凝固。
优选地，所述分配装置为喷洒或喷射装置，其可使得涂层材料精细雾化，从而使其以非常细小的液滴或粉末层沉积在小型部件上。该喷洒或喷射装置可以由任何一种适合的已知装置构成，其中，涂层材料的雾化优选与辅助材料或气体，如空气或水蒸气一起完成。具体而言，通过喷洒进行水蒸气辅助沉积已被证实是有利的。因此，各个装置都包括各自用于供应和储存涂层材料和/或辅助材料的装置。
涂覆装置不仅可使少量的涂层材料连续地分配，特别地，还可使极少量的涂层材料以间断的小部分进行分配，从而也可实现立即干燥和/或凝固。
优选地，这里还提供了各自的控制或调节，所述控制或调节优选是基于可编程处理器。这种控制或调节还可以对辐射功率和/或发射器单元的持续时间进行控制或调节。当然，也可以对发射器进行单独控制和/或调节。
为了控制发射单元和/或分配装置，优选提供传感器来决定控制参数，例如涂覆装置中的小型部件(small components)的温度或水蒸气或是溶剂蒸气含量(content)，亦或是粉末体积。
接收待涂覆小型部件的接收部件中最好提供有通风口以用于通风，尤其是用于除去溶剂、水蒸气或粉尘，其中，特别是通过具有排气口的风扇连接排出装置。因此，有利的是，当提供通风口时，使得接收部件 或筒进行充分通风。为了达到该目的，开口上可带有至少部分突入接收空间内的管。
根据优选的实施方式，在一个或多个用于关闭接收部件例如筒的接收腔的闭合部件或盖子上设置具有管的通风口，使得当接收部件打开时，能够将它们从接收腔移走。为此，发射器装置和/或分配装置例如喷漆枪可设置在一个和/或多个闭合部件上。这就可进行接收部件的简单排放和清洁。根据另外一个优选实施方式的接收部件的枢轴转动范围(range)也是用于该目的。
附图说明
参照附图，通过本发明的详尽描述可以更清楚地知道本发明的其他优点、特征和特点。这些附图都是示意性，具体如下：
图1是根据本发明的装置的侧视截面图；
图2是根据图1的装置的俯视截面图；
图3是图1和图2的装置的局部前视图；以及
图4是图1的更详细的局部侧视截面图。
具体实施方式
图1表示根据本发明的装置的侧视截面图，其具体详见于图2，可围绕轴21旋转的筒6枢轴转动地安装于带有两个垂直柱2和两个水平柱3的框架上，该筒可接纳小型部件23(参照图4)。如图1所示，在水平杆3之间设有杆4，通过安装凸缘12和14以及枢轴支撑装置13和15使得筒6枢轴转动地安装在杆4上，并且在位置6’也是如此(安装)。通过围绕杆4或者是围绕杆4的纵轴枢轴转动到位置6’，筒6能以一种简单的方式排空。提供电动机7作为动力来进行枢轴转动。
所述筒除了能够围绕杆4枢轴转动，还可以围绕轴21转动，其中提 供电动机5作为转动动力以达到此目的。
筒6在筒口24(见图1和图4)处安装了两个闭合翼(flaps)10、11作为闭合装置，具体可见于图2和图3，其中这两个闭合翼可以从关闭位置枢轴转动到开启位置10’、11’，反之亦然。用于该目的(参照图2和3以及其中的细节)的开启机构包括电动机8和连接杆9、16，所述闭合翼10、11安装于开启机构上。通过操纵电动机8带动连接杆9和16运动，闭合盖子(caps)10和11可以打开和关闭。
具体从图1和图4可以很明显地看出，通管(pass-through spout)17和18形式的开口设置于至少一个闭合盖子上。这些通管17和18作为吸气口18和排气口17。吸气管18仅仅延伸穿过闭合盖子10、并且仅仅比闭合盖子10的厚度略长一点。与此相比，排气管17却明显要长得多并且大致与筒6的深度相一致，从而排出的气体可直接从与筒口24相对的后壁26排出。由此可以确保整个筒体的充分通风。
为了排放，提供一种排放装置(未图示)，其与排气管17连接，优选通过风扇将空气从筒6排出，并且通过废气过滤器从废气中除去剩余颗粒。
通过在闭合翼10处设置吸气和排气管17和18，实现了在排空过程中管17和18不突入到筒腔内，并且当筒6位于位置6’时，不会干扰排空过程。
在闭合翼10或第二闭合盖子11处，设有示意性表示的辐射发射器装置20以及喷漆枪19，但是没有具体图示。
在对着凹部27的方向上设置喷漆枪19，凹部27由圆周侧壁25和后壁26形成，并且后壁26与筒口24相对。与喷漆枪19相邻的发射装置20的设置方式也是如此。
如图1和4所示，当筒6处于涂覆位置时，那些容纳于筒6中的小型部件23堆积在凹部27中。涂覆位置由转动轴21相对于水平的倾斜来表征，从而使得待涂覆的小型部件堆积于凹部27。通过筒6围绕杆4或其纵轴的枢轴转动，筒6或者转轴21的倾斜可任意变化并且优选在0° 和90°之间。
在筒的内壁处设有传送肋(rib)22，该传送肋起始(offset)于侧壁25的圆周，并在后壁26处共同朝向筒轴21汇集构成星型，其中所述传送肋22突入筒腔，并且由于筒6的转动，所述传送肋用于翻转筒6中所接纳的小型部件23。
所选择的筒6的形状具有圆形截面，还具有圆形筒口24，以及漏斗(funnel)形的后壁26和圆筒型侧壁25，，以确保良好混合以及施加涂层材料，同时提供更大的内部存储容积。特别地，从侧壁25到后壁26的圆形过渡有助于实现该特征。
喷漆枪19通过进料管(未图示)连接于涂层材料的供料装置。因此，需要一个给料装置用于辅助材料或是载体材料例如空气或水蒸气。喷漆枪19提供涂层材料的雾化以及使涂层材料精细沉积在待涂覆的小型部件上，其中，所有已知的方法都可用于该目的，例如具体采用水蒸气辅助喷洒。具体说来，提供喷漆枪19以使得最少量的涂层材料能以最细小的液滴或粉末体积进行沉积，以便在待涂覆的小型部件上形成涂层厚度非常薄的薄膜。于是，所产生的涂层厚度非常小，以至于所形成的涂覆膜在通常的温度或环境条件下就可以立即干燥和/或凝固。
各个温度或必要的环境条件由辐射能产生，其中优选使用红外(IR)发射器或紫外(UV)发射器作为辐射发射器。在IR发射器中，优选使用波长为优选在800～5000nm的短波或长波IR发射器或波长谱接近于红外(接近于IR或NIR)的IR辐射发射器。而且，已经证实了具有中波波长谱的所谓碳IR发射器也是适合的。UV发射器可以专门用于UV固化漆系统。
通过辐射发射器装置20的能量辐射发射器，小型部件23也可快速达到干燥和/或凝固所需的温度，例如为50℃到100℃，优选为60℃到80℃，特别是70℃，和/或涂层材料、特别是漆可以在非常短的时间段内干燥/或凝固。
装置1被操作，从而在图1所示的涂层位置或筒6的另一个适合的 倾斜位置，当小型部件通过打开的筒口24时，待涂覆的材料被沉积。通过操作闭合翼10和11使筒口24关闭后，筒6通过电动机5进入围绕轴21的转动状态，由此小型部件23将进行翻转。在筒转动的同时，辐射发射器单元20被启动，以加热小型部件23。当达到小型部件由各自传感器决定的所需最低温度后，喷漆枪19开始一点点地沉积涂层材料。通过喷漆枪19的精细雾化，涂层材料以很薄的涂层沉积在小型部件23上，并通过辐射能或由此产生的温度使涂层材料立即干燥或凝固，因此通过小型部件23的附加运动将不再产生不良层积。
基于传感器(未图示)所确定的筒6内的温度或小型部件23的温度，发射器装置20可以根据需要进行开和关，或者功率调节。为此，可提供独立控制或调节，优选由可编程计算机形成。而且，喷漆枪19形式的分配装置也可以通过各自的参数，例如筒6中的溶剂或水蒸气含量进行控制或调节。
在涂覆过程中，由干燥涂层材料释放的溶剂或者各自的水蒸气或者各自的粉尘通过吸入管18和排气管17被排放并进行处理。
经过一定的涂覆时间，当所有的小型部件23被均匀地涂覆上涂层材料，筒6的转动停止，关闭辐射发射器单元20，或者仍然再操作一段时间再关闭喷漆枪19。闭合翼10和11优选在经过较短的等待时间后打开，由此管17和18以及辐射装置20和喷漆枪19从枪腔内移出。因此，筒6可以枢轴转动到排空位置6’，使得待涂覆的小型部件23移送到接收装置(未图示)。在筒6枢轴转动返回涂覆位置后，可开始新的涂覆过程。
通过快速干燥和/或凝固，基于所施加的辐射能，根据本发明的方法实现了涂覆持续时间、单位产量以及涂层质量等性能的提高。
前面所描述的实施方式包括本发明优选的手段，单独的部件可利用相似或同等的操作手段进行替换。除了前面所述的闭合部件10和11，也可采取其他合适的装置，比如单个盖子(cover)。具体地，所述盖子也可以通过另一种关闭运动，比如滑动进行控制。所述的枢轴转动或开启机构也可以由其他的合适机构替代。对于驱动装置也是一样，而不是仅仅限于图示的电动机。同样，也能想像得到还可以有其他合适的辐射发射器。

Claims (37)

1.一种涂覆装置，其用于对小型部件进行上漆，其具有：用于接收和移动小型部件(23)的可移动接收部件(6)；以及至少一个分配装置(19)，并用于分配涂层材料到接收部件中，其中，提供至少一个红外(IR)辐射发射器装置(20)以用于向接收部件内发射红外(IR)辐射来干燥和/或凝固所述涂层材料，所述红外(IR)辐射发射器装置在涂覆过程中设置于所述接收部件内。
2.如权利要求1所述的涂覆装置，其中，所述接收部件是转筒(6)。
3.如权利要求2所述的涂覆装置，其中，所述转筒(6)的内壁上设有传送肋(22)。
4.如权利要求1所述的涂覆装置，其中，所述接收部件是振动的物体。
5.如权利要求1所述的涂覆装置，其中，所述接收部件是摇动的物体。
6.如权利要求1至5中任一项所述的涂覆装置，其中，所述分配装置是喷洒装置，其被提供以实现涂层材料的连续分配或者非常短时间的喷洒流。
7.如权利要求1至5中任一项所述的涂覆装置，其中，所述分配装置是喷射装置，其被提供以实现涂层材料的连续分配或者非常短时间的喷射流。
8.如权利要求6所述的涂覆装置，其中，所述分配装置是空气或水辅助喷漆枪(19)。
9.如权利要求7所述的涂覆装置，其中，所述分配装置是空气或水辅助喷漆枪(19)。
10.如权利要求1至5中任一项所述的涂覆装置，其中，辐射发射器装置(20)包括从短波-、中波-或长波IR发射器，碳IR发射器中选出的至少一种发射器。
11.如权利要求1至5中任一项所述的涂覆装置，其中，提供至少一个闭合部件(10、11)，该部件用于关闭接收部件的接收口(24)以装载或卸载待涂覆的部件。
12.如权利要求11所述的涂覆装置，其中，所述至少一个闭合部件(10、11)是用于关闭所述接收部件的可枢轴转动的盖子。
13.如权利要求11所述的涂覆装置，其中，所述辐射发射器装置(20)和/或分配装置(19)位于闭合部件(10)上，通过操作闭合部件使得辐射发射器装置(20)和/或分配装置(19)能够被移进或移出接收部件的接收区域。
14.如权利要求11所述的涂覆装置，其中，用于进气和排气的口(17、18)设置于闭合部件(10、11)上。
15.如权利要求14所述的涂覆装置，其中，所述用于进气的口具有吸气管(18)，所述吸气管的出口端靠近闭合部件，并且排气口具有排气管(17)，所述排气管的吸入口接近于与所述闭合部件相对的后壁(26)。
16.如权利要求14所述的涂覆装置，其中，吸入装置位于所述用于排气的口(17)处。
17.如权利要求16所述的涂覆装置，其中，所述吸入装置具有风扇。
18.如权利要求1至5中任一项所述的涂覆装置，其中，提供传感器，其输出信号通过用于控制或调节辐射发射器装置(20)和/或分配装置(19)的可编程的控制或调节装置进行处理。
19.如权利要求18所述的涂覆装置，其中，所述传感器特别是温度和/或气体或蒸气传感器。
20.一种用于涂覆小型部件的方法，其特征在于，提供涂覆装置(1)，该涂覆装置具有：用于接收和移动小型部件的可移动接收部件(6)；和至少一个分配装置(19)，其用于分配涂层材料到接收部件中；以及至少一个用于向接收部件内发射红外(IR)辐射的辐射发射器装置(20)；
将待涂覆的小型部件(23)给入移动装置的接收部件(6)；
在至少是间断地进行红外(IR)辐射的同时，移动涂覆装置中的小型部件，所述红外(IR)辐射发射器装置(20)在涂覆过程中设置于所述接收部件内；
至少间断地通过分配装置(19)分配涂层材料到正在移动的小型部件上；以及，
在一个涂层周期过后移走小型部件。
21.如权利要求20所述的方法，其中，在分配涂层材料之前，小型部件经红外(IR)辐射达到最低温度。
22.如权利要求20或21所述的方法，其中，涂层材料以少量持续分配，使得涂层材料在红外(IR)辐射产生的环境条件下直接立即干燥和/或凝固于小型部件上。
23.如权利要求22所述的方法，其中，涂层材料以少量持续分配，使得涂层材料在红外(IR)辐射产生的温度下直接立即干燥和/或凝固于小型部件上。
24.如权利要求20或21所述的方法，其中，涂层材料经单一连续喷洒气流以小剂量连续分配，使得涂层材料在红外(IR)辐射产生的环境条件下直接立即干燥和/或凝固于小型部件上。
25.如权利要求24所述的方法，其中，涂层材料经单一连续喷洒气流以小剂量连续分配，使得涂层材料在红外(IR)辐射产生的温度下直接立即干燥和/或凝固于小型部件上。
26.如权利要求20或21所述的方法，其中，涂层材料经单一连续喷射气流以小剂量连续分配，使得涂层材料在红外(IR)辐射产生的环境条件下直接立即干燥和/或凝固于小型部件上。
27.如权利要求26所述的方法，其中，涂层材料经单一连续喷射气流以小剂量连续分配，使得涂层材料在红外(IR)辐射产生的温度下直接立即干燥和/或凝固于小型部件上。
28.如权利要求22所述的方法，其中，涂层材料通过空气或水蒸气辅助喷洒进行沉积。
29.如权利要求23所述的方法，其中，涂层材料通过空气或水蒸气辅助喷洒进行沉积。
30.如权利要求24所述的方法，其中，涂层材料通过空气或水蒸气辅助喷洒进行沉积。
31.如权利要求25所述的方法，其中，涂层材料通过空气或水蒸气辅助喷洒进行沉积。
32.如权利要求26所述的方法，其中，涂层材料通过空气或水蒸气辅助喷洒进行沉积。
33.如权利要求27所述的方法，其中，涂层材料通过空气或水蒸气辅助喷洒进行沉积。
34.如权利要求20或21所述的方法，其中，小型部件为金属部件或塑料部件。
35.如权利要求34所述的方法，其中，所述小型部件是具有任意三维形状的部件。
36.如权利要求20或21所述的方法，其中，涂层材料为溶剂型的漆或粉末。
37.如权利要求36所述的方法，其中，涂层材料为水型的漆或粉末。
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