CN101588875A - 包括计量装置的涂漆设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于利用不同颜料对工件进行系列涂漆的涂漆设备。计量装置(10)位于涂漆设备的雾化器内或附近，其中所述计量装置尤其包括柱塞型计量机构(20)或计量泵(100)，其具有分离的入口，所述入口具有用于每个最经常使用的颜料的一体的颜料阀(FV)。单独的换色器(2)可以被设置用于不经常使用的颜料。所述换色器(12)的出口经由单独的计量机构连接至计量机构(10)的另一入口或雾化器的排出阀。

Description

包括计量装置的涂漆设备
技术领域
本发明涉及利用不同的颜料对工件进行系列涂漆的涂漆设备以及用于所述设备的计量装置和容器。
背景技术
这例如包括利用包含旋转雾化器、空气雾化器等的静电或其它雾化器对车身及其各部件进行涂漆，其中所述雾化器利用自动控制的计量装置施涂涂料。在此，术语计量装置优选指的是容积计量装置，例如齿轮泵或柱塞型计量机构，所述计量装置可以通过可控的电机被驱动，从而由雾化器所施涂的材料量(瞬时流速)可以在施涂的过程中按照要求被调整，例如这取决于对应的工件区域以及其它参数，例如像专利公开文献EP 1314483A2或DE 69103218T2中介绍的那样。大体上通过控制齿轮泵的旋转速度或通过控制柱塞型计量机构的活塞速度完成容积计量。
在多种情况中，齿轮计量泵出于紧凑、连续油漆供应以及成本节约的原因是优选的。
相反地，柱塞型计量机构具有更高计量精度的优点，这是因为避免了齿轮对与齿轮计量泵的容座壳体之间的滑动，并且在雾化器与其接地供应系统之间需要高电压绝缘的静电涂漆装置中，可以通过柱塞型计量机构的间歇性油漆输送操作而获得所需的电位隔离(electricalpotential isolation)。将说明其它的优点。
正如专利公开文献EP 1772194A2中所述那样，还可以在静电涂漆装置的柱塞型计量机构的上游连接用作为临时油漆存储室的容器，其中所述容器已经充满新的颜料，从而减小在(油漆)颜料更换的过程中所需的颜料更换时间，同时利用来自柱塞型计量机构的前一颜料继续涂漆。根据该发明，这种存储容器还被限定作为计量装置的一个部件。为了排空存储容器，所述存储容器还可包括缸体内的柱塞。
在例如根据专利公开文献EP 1287900A2或EP 1346775A1的油漆压力控制器的容积计量的情况中，雾化器的主针阀可以用作为调节回路的最终控制元件，从而控制油漆量或流速并因而用作为计量装置。
例如从专利公开文献EP 1502658A1、DE 10115463A1、DE10136720A1或DE 69510130T2已知将计量装置安装到雾化器内。
对于雾化器应该施涂具有多种颜色的涂料(但是这利用由于油漆循环系统而被限制)并且换色应该在最可能短的时间内完成的情况，被称为换色器的换色阀结构大体上被插在模块组件(例如，机械单元)，其中所述换色阀结构将多个颜料入口经由中央通道与引至雾化构件的颜料出口相连。借助于所述阀结构的通常的模块式组装，所述阀结构可以针对不同数量的可选择的颜料(具有颜色的涂料)被调整。例如，由专利公开文献DE 19836604A1和DE 19846073A1可知用于湿漆的传统的模块式换色器，而在专利公开文献DE 60103281T2中公开了类似原理的用于粉末涂料的换色器。例如，专利公开文献DE 19951956A1涉及换色器的冲洗。这种换色器大体上在已知的齿轮或柱塞计量装置或者如果可能的话所提到的油漆存储器皿的上游连接。
如果仅仅需要少量颜料，还可以将换色器安装到雾化器中，如果可能的话在所述换色器的下游设有计量机构(EP 1502658A1)，从而缩短在换色过程中从换色器冲洗到施涂构件的距离，其中所述施涂构件例如为旋转雾化器的钟杯。为此原因，已经努力构造特别紧凑的换色器(EP 1502659B1)，如果换色器在双组件中需要的话则这是特别重要的，其中所述换色器正如已知的那样共用供漆管线并且经由单独的颜料区段与施涂构件相连。这种将换色器阀结构安装到雾化器中在实际中也称为ICC(一体式换色器)具有在换色的过程中明显减小油漆与冲洗剂的损失的优点。例如，在对汽车车身涂漆的情况中，针对每个利用传统换色技术的雾化器和换色器而言换色过程中的损失从大约45ml油漆减小至仅仅大约4ml。针对冲洗剂的损失实现了类似的减小。而且，在大多数情况中换色的持续时间可以减半，从大约12秒减至6秒，导致了大约5至10％的涂漆设施的性能增加或者例如每天30至60个车辆。
由于对于雾化器内的换色器和供漆管线所需的空间，所以在具有安装到雾化器内的换色器的已知的系统中，减少数量的可选择的颜料是不利的。在经由一个传统的换色器供漆的情况中，其中所述传统的换色器也就是具有共用油漆的出口通道的模块式换色组件，油漆通过对应的油漆管线例如直接从循环管线被供至施涂构件，其中所述对应的油漆管线分别经由位于雾化器内的颜料阀被引到雾化器内，针对每种油漆设置单独的计量装置，其中所述计量装置因此在换色的过程中并不被冲洗，并且大量并不经常需要的油漆(所谓的Low-Runner)可以经由外部颜色器相连，正如2006年5月15日的德国专利申请公开文献102006022570.8以及2007年5月2日的专利申请公开文献PCT/EP2007/003874中所述的那样，这些专利公开文献全文结合在此引作参考。然而，雾化器内的可用的空间、油漆管线经由涂漆机器人的腕部的导通以及所述管线在计量装置的连接上游在机器人上组装所需的空间也限制了可选择的经常需要的油漆(High-Runner)的数量。
专门的颜料供应系统提供了不受限制数量的施涂颜料的优点，其中，各颜料并不是从循环管线排出，而是在油漆混合室内产生并经由换色器引至雾化器。然而，这些系统是相对昂贵的，并与循环管线系统相比具有显著的换色损失。
正如之前所述，大体上，油漆室内的换色器是常见的，这是因为正如已知的那样它们允许在上漆的过程中从一种油漆切换至另一种油漆。然而，它们的主要缺点在于在每次换色的较大或较小的中央通道的冲洗过程中不可避免的油漆损失。在优化了输送管道、计量装置等中的油漆损失之后，换色器通常体现了具有最多单次损失的涂漆设施的元件。换色损失越大，则中央通道的直径被选择得越大，以使得大量的油漆以较短的时间通过换色器，这出于多种原因(专门的颜料供应、存储技术、较高的油漆量、针对连续工件的较短的循环时间、较高的粘度等)是令人期望的。另外，换色损失由于相关的油漆的数量以及中央通道的最终长度而增加，这意味着颜料的数量必须经常不期望地被限制。
为了避免传统换色器中的换色损失，基于对接原理操作的换色系统被开发，其中，针对各种不同的颜料设置的油漆管线可通过机械移动的阀元件连接至引到雾化器的管线(EP 1245295A2、DE 10064065A1或DE 60111607T2)。利用这些油漆接口，与传统的换色器相比可以实现油漆节约(针对每次换色大体上10ml)，然而，它们具有不同的实际缺点，例如针对启动连接位置的复杂的运动控制、高维护需求、接口的冲洗、接口处的油漆干燥、泄漏等。
在换色过程中减少油漆损失的问题的相对好的解决方案通过专利公开文献EP 1502657A2中公开的换色器实现，其中央通道被划分成多个可冲洗的区段，经常被使用的High-Runner油漆、即具有大用量的油漆在颜料出口处连接在前部区段，而在后部，不经常需要的(Low-Runner)油漆连接在与颜料出口相反的区段中。尽管经常需要的前部区段可以独立于后部区段被连续地冲洗，但是不经常需要的区段也可以与其它区段一起被冲洗。因为与传统的换色器相比在换色过程中不再是整个中央通道被冲洗，减少了油漆和冲洗剂的损失。然而，对于经常需要的颜料而言，这种持续的换色损失是特别不期望的。
在换色器的出口之后，通常设置油漆压力控制器，其中所述控制器提供了计量泵的最初压力控制，或者像之前所述的那样，可以用作为调节油漆量的最终控制元件。该油漆压力控制器的间隙容腔必须在每次换色时被冲洗。
发明内容
例如，基于诸如专利公开文献EP 1502658A1的上述现有技术，本发明的一个目的是提供一种涂漆设备或装置，其尤其利用不同的经常需要的颜料对工件进行涂漆，这允许以最小的或低的油漆、冲洗剂和时间损失而实现换色。
该问题通过权利要求的特征得以解决。
例如，在汽车工业中，70％或80％的产量目前限于7种颜色或更少。根据本发明，由于这些经常需要的油漆与自动控制的计量装置直接相连，所以与油漆和冲洗剂有关的换色损失被减小至最小，这是因为所述High-Runner颜料的对应频繁的改变以及同时所需的换色时间甚至超过了ICC技术的前述的优点，而可选择的颜料的总数量不必被限制，其中所述可选择的颜料包括多种很少需要的或Low-Runner颜料，由于很小频率的换色对于它们而言换色损失是不重要的。如果具有在每次换色时需要冲洗的共用的中央通道的换色器并不用于High-Runner颜料，也就是说并不用于最经常需要的颜料或者同样地并不用于具有最大产量的颜料，则由后者针对材料和时间所导致的换色损失被避免。另外，用于小频率需要的颜料的换色器的换色损失也被减小，这是因为由于最经常需要的颜料的省略而相应地缩短了长度，除非在这种情况中，对应大量的可选择的颜料将被连接。
如果计量装置与这些油漆所需的油漆管线都容纳在雾化器内，则High-Runner颜料的换色损失是最低的。
由于在每个入口处所有油漆管线直接连接至计量装置，在换色的过程中，仅仅由颜料共用的从计量装置到施涂构件例如旋转雾化器的钟杯的最短的路径需要被冲洗。在此，由外部颜料选择信号所控制的相关的油漆阀应该优选装配至计量装置或安装到所述计量装置中，然而，油漆阀还像已知的实施例(EP 1502658A1)那样形成位于计量装置上游的换色器，具有由油漆共用的中央输出通道。
在本发明的范围内，还可以仅仅将计量装置布置到雾化器本身内，或者相反，将用于High-Runner颜料的油漆阀仅仅安装在雾化器附近，优选在雾化器与移动雾化器的涂漆机器人或其它程序控制的自动移动机的腕连接部之间。在这种情况中，仅仅一个来自用于颜料的油漆阀的输出管线在雾化器内延伸到计量装置内，并且油漆阀还可以形成换色器。另外，本发明的范围还包括这样一种可能性，即在雾化器外侧、优选在腕连接部与雾化器之间安装计量装置与油漆阀这两者，这是因为在这种情况中，换色损失相对较低。
相反，在其它情况中，更加方便的是将计量装置和/或油漆阀如果可以的话设置在传统的换色器内，也设置在雾化器附近，但是与所述雾化器离开，例如设置在移动雾化器的机器人臂或其它程序控制的自动移动机器中或上。特别地，根据所提到的专利公开文献EP1772194A2，方便的是在涂漆机器人的前臂内容纳包括具有上游油漆存储器皿的柱塞型计量机构的计量装置。
相反，针对大量但很少需要的颜料设置的换色器总是单独地并远离雾化器地设置，优选在涂漆机器人的臂等内或上设置。换色时的损失越低，则换色器与雾化器之间的距离就越短，因此对于大量的颜料而言，由于空间要求以及出于动态和其它实际的原因，换色器通常并不向经常对于High-Runner油漆阀可行的那样设置到雾化器内或上，而最好设置在承载腕连接部的前机器人臂内或上，如果没有太多颜料连接的话。在本发明的范围内，然而，该换色器甚至可以与雾化器更远地设置，也就是说设置在第二机器人臂内，或者与其一起(在所谓的轴7上)移动或设置在涂漆机器人之外设置。例如在这种情况中换色过程以及所述的High-Runner油漆供应过程中的油漆损失可以通过本领域技术人员已知的其它措施得以避免，例如管道猪技术(piggingtechnology)结合将管线内剩余的油漆驱动回到供应系统(“Reflow”)和/或几乎完全使用管线内相应剩余的颜料以便进行施涂(“Pushout”)。
针对很少需要的颜料的单独的换色器的出口优选以与最经常需要的High-Runner颜料的油漆管线平行的方式被连接至计量装置的单独的附加入口或者如果可能的话计量装置的存储器皿。然而，在这种布置结构的情况中，该换色器的出口可经由与用于High-Runner颜料的计量装置平行的管线以及单独的计量装置直接连接至雾化器、通常连接至所述雾化器的主针阀，其中所述单独的计量装置位于雾化器内或位于雾化器之外基本上任意的距离处。
优选地，与用于很少经常需要的颜料的单独的换色器平行地，设置与其对应的附加的换色器，其中所述附加的换色器连接至用于同样颜料的油漆管线。这允许在换色过程中避免不期望的时间损失，这是因为在换色器及其输出管线的冲洗过程中并在下一颜料制备的过程中，雾化器(如果可以的话包括Reflow)可以从其它对应的换色器被供料。这种交替的颜料供应通常被称为A/B操作(参见专利公开文献EP 1314483A)。两个一致的供应分支部(A和B)平行地连接至雾化器，也就是说连接至计量装置(如果可能的话其存储器皿)的两个入口或经由单独的计量装置连接至根据在此所述的本发明的优选示意性实施例的雾化器的主针阀。然而，A/B操作也可以用于根据本发明的High-Runner颜料供应，与用于经常需要的颜料的计量装置与受到控制的油漆阀的布置结构对应的计量装置与受到控制的油漆阀的附加的布置结构被平行地设置，而这两个单元的油漆阀连接至用于同样颜料的油漆管线。实际上，还可以利用单个柱塞型计量机构、但其专用于交替操作，主要是根据专利公开文献EP 1666158A2，即具有缸体的电机驱动式柱塞型计量机构，所述缸体的每个通过所述柱塞隔离的区域具有多个用于各种不同可选择的颜料的受到控制的入口以及与雾化器的主针阀或其它出口阀相连的受到控制的出口。
用于小于例如7个或更少的High-Runner颜料的所需油漆的所述或(用于A/B操作的)每个换色器可方便地包括至少两个管线区段，在每个区段中通入用于具有选择性可变的颜色的涂料的多个受到控制的油漆阀，并且由此，至少一个管线区段可以与至少另一个管线区段独立地冲洗，各管线区段通过受到控制的可锁定的阀彼此相连和/或与换色器的一个输出管线相连。这种换色器由专利公开文献EP1502657A2可知，并且为了减小换色损失，所述换色器允许不同频率要求的颜料之间的有用的其它差别，较少需要的颜料连接至与颜料出口远离的换色器的管线区段，并且其它颜料连接至位于油漆入口处的另一管线区段。
如果两个分离的并平行的计量装置被包括在雾化器内或其附近，则这些计量装置可以同时操作，以向施涂构件供应来自具有诸如2K-涂漆的涂料的单独的供应管线的两个成分。
根据本发明的具体的优选方面，在某些情况中所述方面甚至在没有与雾化器远离设置的用于很少需要的颜料的换色器的前述特征也是有用的和有利的，优选在雾化器内或其附近安装的计量装置具有柱塞型计量机构，其具有用于计量单元的自动可控制的驱动器，以在施涂的过程中调整活塞速度，现有技术可以用于这种结构。然而，根据本发明的柱塞型计量机构或者如果可以的话其上游的存储器皿不像已知的结构那样，并不具有仅仅一个入口或者如果需要的话(像在所提到的EP 1666158的情况中那样)具有两个入口，而是具有至少一个单独的入口用于每个可选的并且经常需要的颜料，和至少一个由可输送的颜料共用的出口。除了换色过程中的低材料和时间损失以外，例如与齿轮计量泵以及其它计量系统相比，柱塞型计量机构具有特别的优点，例如具有低冲洗要求的改进的冲洗性以及可以直接经由油漆阀将油漆返回(Reflow)到诸如循环管线的供应系统内，而换色器以及计量装置与换色器之间的连接区段不必被充满。此外，柱塞型计量机构的另一重要优点在于，与目前可用的齿轮计量泵相反，无需油漆压力控制器，对于目前可用的齿轮计量泵而言，主要出于计量精度的原因，单独的油漆压力控制器必须在每个相连的颜料管线上游被连接。柱塞型计量机构防止了压力控制器的不足，例如成本、换色过程中的油漆损失、机器人机架的空间要求以及负重。
另外，为了减小换色损失以及出于空间和结构的原因，特别方便的是将由颜色选择信号控制的High-Runner油漆管线的油漆阀安装至计量装置或者将所述油漆阀集成到所述计量装置的结构中。在柱塞型计量机构或其上游的活塞缸体(这意味着具有任意的、甚至非圆形横截面的容器)的情况中，至少活塞缸体的一侧上可用的空间具有用于不同颜色的涂料的油漆管线的多个入口，而所述入口具有阀，所述阀优选安装到所述缸体内或连接至所述缸体，所述阀通过用于选择供应至所述柱塞型计量机构的涂料的信号被控制。这种具有或不具有上游存储器皿的柱塞型计量机构还可以本身是有用和有利的并且独立于在此所述的涂漆设备，在任何其它油漆供应系统中是有用和有利的，这些系统包括其中柱塞型计量机构并不位于雾化器内或其附近的系统。同样的情况应用于根据EP 1666158A2的之前提出的双作用式柱塞型计量机构，其中，设置用于不同的可选的颜料的缸体的一个区域的入口可以位于缸体的前端上或中，并且其它区域的入口可以位于缸体的相反的前端上或中。
根据本发明的另一方面，其中所述另一方面本身是有用和有利的并且与换色器在雾化器内或与其远离的布置结构有关的特征无关，选色阀可以安装到传统类型的齿轮计量泵内或连接至所述计量泵。
根据本发明的另一方面，其中所述另一方面本身是有用和有利的并与所述的其它特征无关，除了前述的实例以外，油漆阀也连接至诸如涂漆机器人的涂漆装置的容器或安装到所述容器内，所述容器并不用于计量，而是以已知的方式用于其它目的，例如用作为中间或存储容器。
计量装置上或内的或连接至涂漆设备的壳体内或安装到其中的用于对应多个颜料入口的油漆阀的数量取决于对应的各个情况，但是大体上超过两个，并且优选超过四个。
附图说明
参照附图说明本发明的示意性实施例。各附图分别以示意性和简化的方式示出了：
图1示出了根据本发明的涂漆设备的简化结构视图；
图2示出了根据本发明的柱塞型计量机构；
图3示出了三个不同的换色器，其中所述换色器可用在根据本发明的涂漆设备中；
图4示出了针对图2的改型示意性实施例；
图5示出了齿轮计量泵的示意性实施例；
图6示出了根据图2的计量装置的实际结构实施例；
图7示出了根据图6的装置的端壁的径向剖视图；
图8示出了根据图4的计量装置的实际结构实施例；
图9示出了根据图6的例如具有容器的计量装置在涂漆机器人的前臂内的布置结构；
图10示出了根据图5的计量装置及其阀的实际结构实施例；
图11示出了涂漆设备的可用壳体的区域内的油漆阀的安装；
图12示出了根据图11的示意性实施例的改型；
图13示出了根据图12的示意性实施例的示意性剖视图；并且
图14示出了根据图11和12的示意性实施例的另一改型。
具体实施方式
如图1所示的涂漆设备包括计量装置10，用于颜料的雾化器(未示出)的传统的主针阀等连接至所述计量装置的出口11，所述雾化器例如为静电雾化器或空气雾化器。出口11与计量装置10的多个在所示的实施例中为六个颜料入口共享，每个入口包括颜料阀FV1、FV2等至FV6，所述颜料阀通过高级控制程序被自动地控制。计量装置10本质上可以是任何类型的，也就是说对应于已知用于涂漆设施的计量系统，包括柱塞型计量机构以及齿轮计量泵或者利用油漆压力以及油漆量调整进行操作的系统。然而，容积计量装置以及具体地具有柱塞型计量机构的装置对本发明而言是优选的。
在所示的实施例中，针对涂漆操作最经常需要到的或者用于High-Runner油漆(标为2至6)的油漆管线13连接至计量装置10的油漆阀FV2至FV6，所述油漆管线例如可以供作为来自涂漆设施中的传统的油漆循环管线中的分支管线或者本身设置为循环管线。相反，各油漆阀中的一个油漆阀在此为FV1经由油漆管线15连接至外部换色器12的出口并用于将High-Runner换色区域与Low-Runner换色器12隔离。换色器12可以具有传统的模块式组装规格，其具有像最初所述的那样的中央通道，不经常需要的或用于Low-Runner油漆的油漆管线14经由换色器的油漆阀连接至所述中央通道。换色器12的优选实施例参照附图3以下被说明。
如上所述，计量装置10和/或油漆阀FV1至FV6主要位于雾化器内或者在雾化器附近可与其一起移动、尤其在雾化器与涂漆机器人的腕连接部分之间或在涂漆机器人的前臂内设置。如上所述，油漆阀优选连接至计量装置10(柱塞型计量机构、存储器皿、计量泵，或者如果可以的话连接至已知的计量系统的测量室或油漆压力控制器等)或者安装在所述计量装置中。相反地，外部换色器12可以安置在的地方由于换色损失应该尽可能地靠近雾化器，但是除此之外基本上是任意的。出于动态和空间的原因，如果进一步到前部的结构是无法实现的，则后机器人臂上或中的部位是可实现的。
在计量装置被构造具有柱塞型计量机构或容积式操作计量泵、例如具有电驱动电机时，计量装置可以位于计量泵外侧(例如像专利公开文献EP 1000667B中的那样)。特别地，计量驱动器还可以结合到柱塞型计量机构或计量泵内。
根据本发明的油漆供应适合于任何雾化器、尤其还适合于静电雾化器，其中所述静电雾化器像已知的那样将涂料充电至高电位，所述电位例如是在100kV的范围内。在这种情况中，雾化器内的传感器和致动器、包括计量装置及其电计量驱动器可以在雾化器的高电位操作，并且如果可以的话，如果旋转雾化器被使用，用于钟杯的电驱动电机设置在传统的空气涡轮的位置。如专利公开文献DE 102006045631.9和PCT/EP2007/008382中详细所述的那样，处于高压的计量驱动器并且如果可以的话也处于该电位的电钟杯电机可以利用隔离变压器被供电，其中所述隔离变压器至少装备有位于雾化器内的附属线圈结构。隔离变压器在其主回路与附属回路之间形成了高压隔离区段并将需要供电的雾化器内的物品、包括两个电机与引到雾化器内的电源电流隔离。
正如专利公开文献DE 102006045631.9和PCT/EP2007/008382中所述的那样，雾化器的致动器和传感器的控制和传感器信号可以以电流隔离的方式被传输到雾化器内和/或从所述雾化器传输出，例如通过光学方式或经由无线电。在这种情况中，特别地被用于控制计量驱动器的外部信号可以与其它信号一起经由共用的电缆或无线电连接器被传输。
根据与在此所述的High-Runner颜料供应无关而是有利和可行的一个特定特征，雾化器的传统的主针阀或其它出口或主阀的操作可以经由压力被控制，其中所述压力在出口(11)处主阀的上游由计量装置产生。只要存在相对压力，通过计量装置的压力立刻打开主阀，并且在没有压力的情况下自动地关闭。该功能原理对应于涂漆设施的传统的油漆压力控制器的原理，其例如由
Figure A20078004977700171
TechnischesHandbuch，Einführung in die Technik der PKW-Lackierung，04/1999-28.04.1999，chapter.5.3.1Farbdruckregler可知或者由专利公开文献EP1376289B1可知，该专利公开文献全文结合在此引作参考。根据本发明，这种油漆压力控制器(其从闭环调节回路的意义上不必称为“控制器”)可以主要代替传统主针阀的活塞驱动器以及其外部控制器，而阀并不是由控制空气而是由油漆压力本身打开。因此，雾化器或其它施涂装置的主阀优选包括针阀或用于涂料的滚珠或其它阀，所述主阀通过弹簧压力被保持在关闭位置并借助于抵抗着弹簧压力的涂料的压力例如经由薄膜被打开，只要该压力达到限定的值，其中所述限定的值可以被固定地或可变地调整。在该实施例中，主阀的控制入口连接至所述的计量装置的出口。利用计量装置实现的主阀控制的(间接)自动化消除了传统的雾化器的主针切换回路的非常复杂的调整，其中所述雾化器的主针阀正如已知的那样可以仅仅通过涂漆设施的程序控制的外部信号被打开和关闭(例如参见EP 1245291B1)。
在图2中，示意性示出了柱塞型计量机构20，其中所述计量机构主要包括缸体21；在所述缸体内可通过活塞杆22滑动的活塞23以及计量驱动器(未示出)。由于所提及的高电压，柱塞型计量机构20的各部件包括提高计量精度的绝缘材料以及陶瓷材料。计量驱动器大体上包括用于使得活塞杆移动的电机，所述电机以已知的方式被控制从而通过在涂漆处理的过程中交替变化活塞速度，所施涂的涂料的电流值可以按照需要被改变。以同样原理操作的柱塞型计量机构例如由专利公开文献EP 1384885B和WO 93/23173可知。
然而，根据本发明，柱塞型计量机构20包括多个入口：在所示的实施例中五个颜料入口E1至E5，每个入口具有油漆阀FV1′至FV5′，每个油漆阀连接至用于不同的High-Runner颜料的五个油漆管线13′中的一个。也装有阀VV的附加的入口E6将用于排出用作为冲洗剂的稀释剂V和用于清洁缸体21的脉冲空气PL。另外，缸体21具有带有出口阀VA的出口A，引到雾化器的主针阀或出口阀的柱塞型计量机构的输出管线连接至所述出口阀。
油漆阀FV优选连接至柱塞型计量机构的缸本体24或者结合在其中，如虚线24′所示。冲洗阀VV和/或出口阀FA可以被相应地连接或安装。
如果如图2所示的本发明的柱塞型计量机构20被用作为基于图1所示的装置的计量装置10，则柱塞型计量结构的诸如E1至E5的颜料入口中的一个也可以(并非High-Runner油漆管线)连接至来自外部换色器的油漆管线，例如来自用于很少需要的颜料的图1中的换色器的油漆管线。然而，实际上，外部换色器的输出管线可通过绕过柱塞型计量机构20引至雾化器的出口阀。
在本发明的范围内，图2中的元件20还可以是位于实际柱塞型计量机构上游的油漆存储容器，例如，根据专利公开文献EP 1772194A2，然而所述容器的活塞通常不由电机驱动，而是由沿填充方向的涂料以及沿排出方向的诸如压缩空气的压力媒介驱动。
根据专利公开文献EP 1666158A2，用于交替操作由活塞23分离的缸体区域的柱塞型计量机构20的改进实施例可以例如在与缸本体24相对的柱塞型计量机构的缸本体内设置与入口E1至E6和具有相关阀的出口A对应的布置结构。
针对本发明的优选实施例对于很少需要的颜料所提供的外部换色器12(图1)可具有如图3(a)示意性示出的结构，例如由专利公开文献DE 19836604 A1、DE 19846073 A1或DE 19951956 A1可知。因此，所述换色器主要包括用于所述实例的二十四个不同颜料的油漆阀、用于脉冲空气PL和稀释剂V的冲洗阀以及返回阀RF，这些阀连接至换色器的中央通道30a。
因为与外部换色器相连的颜料是那些使用频率不同的颜料，所以更实际的是将专利公开文献EP 1502657A2的已知实施例中的外部换色器划分成单独的可冲洗的通道区段。图3(b)中的示意性示出的换色器12b大致与专利公开文献EP 1502657A2的图2的示意性实施例相对应，该专利公开文献全文结合在此引作参考。两个通道区段分别被标为30b1和30b2并通过受到控制的可锁定的阀16b彼此串联。最经常需要的颜料与区段30b1的油漆阀1至6相连，而相反，很少需要的颜料与区段30b2的正常油漆阀相连。实际上，这导致了与根据图3(a)的标准换色器相比减小的换色损失。
如图3(c)所示的换色器12c基本上对应于根据专利公开文献EP1502657A2的图3或图4的示意性实施例，所述换色器12c包括两个平行的通道区段30c1和30c2，它们总共是对应的油漆阀、清洗阀和返回阀，并且分别经由受到控制的可锁定阀16c1或16c2连接至换色器的输出管线。该换色器除了减少的换色损失以外还具有其它优点，例如相对低的空间要求以及低重量或者以给定尺寸的大量可连的油漆。
如果同样的颜料连接至两个通道区段30c1和30c2，则换色器还可以适于A/B操作。因而，达到针对所有可选择的颜料的总是缩短的换色时间段。
在根据图2的示意性实施例中，用于High-Runner颜料的油漆阀可以几乎精确地、即没有颜料损失地设置在柱塞型计量机构的缸体的或者如果可以的话其临时存储容器(参见图7)的内壁上。图4相反示出了本发明的示意性与稍微改型的示意性实施例，在其中，连接至High-Runner管线43的油漆阀FV43通到共用的通道41中，其中所述共用的通道反过来引到柱塞型计量机构的缸体或者如果可以的话其临时存储容器40中。来自用于Low-Runner油漆的外部换色器42的出口的油漆管线45经由截止阀V45连接至共用的通道41，其中所述截止阀将用于High-Runner或Low-Runner油漆的两个颜料供应系统隔离。结构上，油漆管线45可以是换色器42的传统的中央通道的一体的部件并且转换到通道41中或形成它(参见图8)。例如，换色器42可包括根据附图提取出的布置结构，如用于n个不同的可用的Low-Runner颜料的油漆阀F1至Fn、返回阀RF2、用于稀释剂或脉冲空气的冲洗阀V1和PL1、以及根据附图所示的一方面油漆阀和返回阀与另一方面净化阀之间的截止阀SPVFW。Low-Runner换色器还对应于根据图3的布置结构中的一个。pFW是一油漆压力传感器，其测量由不同的Low-Runner颜料共享的换色器的中央通道内的涂料的压力并因而测量油漆管线45，从而改进处理可靠性。在利用Low-Runner油漆进行上漆的过程中，换色器42的油漆损失的中央通道仅仅需要充满该颜料。在利用High-Runner油漆进行上漆时，换色器42利用截止阀V45被隔离。
在图5中，示意性地示出了本发明的示意性实施例，在其中，计量装置由齿轮计量泵50形成，由于其具有多个入口因此与传统的计量泵是不同的，针对High-Runner颜料的油漆管线53经由油漆阀FV53并且并行地来自针对Low-Runner油漆的其它换色器52的出口的油漆管线55连接至所述入口。High-Runner颜料的入口设有油漆阀FV53，其中所述油漆阀FV53优选直接几乎没有颜料损失地设置在计量泵50的计量齿轮上。在此，与本发明的其它示意性实施例相似，油漆阀可优选以传统的方式被构造为针阀。用于Low-Runner油漆的截止阀V55可以安装到计量泵50的入口中或其上游。换色器52对应于根据图4的换色器或者对应于根据图3的其中一个换色器。根据图4和图5的Low-Runner换色器还可以用于根据图1和图2的示意性实施例。
在图6中，示出了细长的油漆容器60，其例如可以是用于多次提到的且已知的计量装置的存储容器或者实际上还可以是根据图2的柱塞型计量机构。根据附图所示的例如四个或五个High-Runner阀FV63与容器轴线彼此相互平行地在容器60的端壁69内设置，另外还可以设置用于Low-Runner颜料的附加的阀VF65。由这些阀所控制的相关的油漆管线借助于沿容器(未示出)的圆周分布的径向油漆连接部方便地相连。用于Low-Runner管线(未示出)的截止阀(图4中的V45)可以以与阀FV63相比不同的方式被构造并安置在其它部位。容器60是至少部分圆柱形或具有另一直径并容纳可移动的活塞。
如图7所示，High-Runner油漆阀FV63的针73可以是所示的传统模式的信号控制的针阀单元，所述针73插入端壁76(图6中的69)中，从而在阀关闭时，针端78至少在端壁76的内侧71的高度附近，也就是说与该高度对齐。在75中，可以看到油漆阀FV63的圆锥形阀座。例如，在开口77中，从圆周径向引入到端壁76中的各油漆连接部中的一个可以用于通过油漆阀FW63打开或关闭的High-Runner油漆管线(图1中的13)。
在图6和图7中所示的阀布置结构的情况中，可以实现油漆阀FV63(图1或2中的阀FV)的径向安装或连接，例如与根据图8至14的实施例中的一个类似。
因此，所述的本发明的示意性实施例的High-Runner油漆阀应该尽可能的小，从而尽可能多的阀可容纳在限制可用的空间内。同样的情况适用于连接Low-Runner油漆的安装的或连接的阀(例如图1中的阀FV1)。相反，远离的或单独的Low-Runner换色器的油漆阀可以被构造得更大。较大的安装尺寸具有这样的优点，在给定的油漆压力，流开口可以更大并且油漆流速相应更小，因而降低了损害油漆材料的危险性。
如图8所示的阀布置结构适于根据图4的示意性实施例，在其中，所示的五个High-Runner油漆阀FV83绕Low-Runner换色器(图4中的42)的中央通道85径向分布，并且所示阀的阀针的端部88到达中央通道85的周边。油漆阀FV83可以在与它们的针轴相同的径向高度内螺合到壁元件89的周边内，其中所述壁元件可以形成所述的容器的端壁或连接至实际的端壁。根据附图，在油漆阀FV83之间，用于High-Runner颜料的相关的油漆连接部84在壁元件89的整个周边内分布。例如，在所示的星形阀布置结构的情况中，还可以想到换色器的其它已知的布置结构。
图9示出了容器90的方便的布置结构，其中具有包含High-Runner阀以及相关的径向油漆连接部97的端壁69或76，例如根据图7，并且具有位于涂漆机器人的前臂91中的上游Low-Runner换色器92。换色器92具有涂漆设施内的用于换色器的大体模块式组装结构并直接构造在端壁69附近。非常类似的布置结构也可用于根据图8的实施例。在图中可以看出紧邻(仅仅部分可见的)柱塞型计量机构99的容器90的结构以及其它细节，并且除此以外与专利公开文献EP 1772194A2中所述的系统对应，从而无需更加确切地说明。
图10示出了与图5示意图所示对应的、在齿轮计量泵100的油漆入口105处的High-Runner油漆阀FW103的结构构造的可能性。计量齿轮101与它们的驱动轴102这两者具有传统的结构。然而，计量泵的根据本发明的入口区域并未完全示出。根据附图，在本发明的其它示意性实施例中安装的类似的针阀单元可以在未示出的计量泵100的前板单元内沿径向例如作为油漆阀被安装。同样，由油漆阀FW103控制的High-Runner油漆管并未示出。油漆入口105可以经由截止阀V55(图5)连接至根据本发明的单独的Low-Runner换色器，其中所述截止阀V55可通过阀V105被形成或者设置在其它部位。用于计量泵100的油漆出口被标为106。
如前所述，针对计量装置如上所述的油漆阀的安装或连接对于涂漆设备的任何其它容器而言与所述说明独立地大体上是有用和有利的。在图11中，示出了这种容器110，其中所述容器可以是圆柱形的或者具有根据附图的其它、优选细长的形状。所示的实例18示出了绕容器110的周边分布的自动信号控制的针阀FV113，其阀针114可以在相同的径向高度内相对于容器110的纵向轴线交叉。例如，根据附图，针阀FV113可以沿径向插入包围容器110的圆柱形壁111的凸缘112中并且针阀的针114延伸穿过所述凸缘。在阀的关闭位置中，接触阀座的针的端部115可以精确地或几乎精确地被定位抵靠着容器壁111的内侧表面116，从而例如在图7、图8和图10的示意性实施例中出现更低的换色损失。由油漆阀FV113控制的、引入到容器110内的油漆管线并未示出。
在本发明的该示意性实施例中，无需设置根据图1至图5的单独的换色器，也无需设置如图8中的附图标记58所示的换色器的任何中央通道，尤其在所需的颜料的数量并未超过油漆阀113的现有的数量时。然而，在需要时，用于附加可选择的颜料的传统的换色器可以连接至例如油漆阀FV113中的一个或者容器110的其它自动控制的入口。
还可以想到的是，在涂漆系统内，例如，以已知的方式安装在涂漆机器人上的容器110的颜料入口可以在油漆室的对应静止油漆连接部与快速释放阀对接。
根据图12的示意性实施例与根据图11的示意性实施例之间唯一明显区别在于，所示实施例中的12个油漆阀FV123的针124并不位于一个径向平面内，而是以一角度相对于容器轴线的垂直径向平面设置，导致了图13中可见的阀FV123的斜角布置结构。阀座以及因此在阀关闭位置时的针端部位于容器120的内侧表面126(紧邻)附近，从而具有换色过程中相应最小化的油漆损失的优点。
如果绕容器圆周以环形分布的两组或多组油漆阀沿容器轴线偏置或间隔，如图14所示，则相应大量的(在所示的实施例中30个)用于不同的可选择的颜料的阀控制的油漆管线可以连接至容器140。所示的两组油漆阀FV143和FV143′可以以如图12和图13所示的角度被定位，方便地以相对于径向平面的相反的倾斜角度设置。然而，一组或每组油漆阀可以在相对于容器轴线的径向平面内水平地设置，如图11所示。除此以外，根据图14的示意性实施例与根据图12和图13的示意性实施例一致。
为了本发明的所述的示意性实施例的油漆阀的自动控制，在附图中未示出的电子或气动信号线路可以以已知的方式连接至阀。
大体上，在该专利申请文件中所述的每个特征与一个或多个其它说明的特征的组合在不限制其它特征的前提下取决于所实现的方式是可行的和有利的。

Claims (26)

1.一种用具有不同的颜色的涂料对工件进行系列涂漆的涂漆设备，包括
雾化器，其中所述雾化器包含用于所述涂料的施涂构件；
计量装置(10、20)，其在所述施涂构件的上游特别地设置在所述雾化器内或所述雾化器附近，利用所述计量装置，所施涂的涂料的瞬时量可以在施涂的过程中以可控的方式调整；
一组多个油漆管线(13、13′)，所述油漆管线将具有相对经常需求的不同的颜色的可选择的涂料供应至所述施涂构件上游的计量装置(10、20)，所述计量装置(10、20)的出口(11、A)由来自所述油漆管线(13、13′)组的涂料共用；
油漆阀(FV)，其通过用于从所述第一组油漆管线(13、13′)选择涂料的信号被控制；
其特征在于，换色器(12)在离所述雾化器一距离处设置，所述换色器包含多个油漆阀，用于具有不经常需求的颜色的涂料的第二组油漆管线(14)与所述每个油漆阀相连，并且所述换色器的出口(15)由所述第二组的油漆管线(14)共用
与所述第一组的油漆管线(13、13′)平行地连接至所述计量装置(10、20)或者连接至所述计量装置的容器(90)，
或者与所述计量装置(10、20)平行地引至所述雾化器的施涂构件。
2.一种尤其根据权利要求1或其前序部分的涂漆设备，其特征在于，所述计量装置(10)是柱塞型计量机构(20)或包含柱塞型计量机构(99)，所述计量机构的驱动电机可以控制成在施涂的过程中改变活塞速度，并且所述柱塞型计量机构(20)或在其上游设置的容器(90)具有用于所述组的每个油漆管线(13′)的对应的入口(E1至E5)。
3.根据权利要求1所述的涂漆设备，其特征在于，所述计量装置是或包含齿轮计量泵(40、100)。
4.根据前述权利要求任一所述的涂漆设备，其特征在于，所述第一组油漆管线(13)分别经由可控制成选择油漆的对应的油漆阀(FV)延伸到所述计量装置(10、20)中或连接至引入所述计量装置内的管线通道。
5.根据前述权利要求任一所述的涂漆设备，其特征在于，所述计量装置(10、20)和/或所述第一组油漆管线(13、13′)的受到控制的油漆阀(FV)在所述雾化器内设置或者固定地连接至所述雾化器从而与其一起移动。
6.根据前述权利要求任一所述的涂漆设备，其特征在于，所述计量装置(10、20)和/或所述第一组的受到控制的油漆阀(FV)在所述雾化器与腕连接部之间设置或在移动所述雾化器的涂漆机器人的可移动的臂(91)或附加的程序控制的自动移动机内设置。
7.根据前述权利要求任一所述的涂漆设备，其特征在于，所述第二组的换色器(12、92)在移动所述雾化器的涂漆机器人的可移动的臂(91)或附加的程序控制的自动移动机内或上设置。
8.根据前述权利要求任一所述的涂漆设备，其特征在于，所述第二组的换色器(12b、12c)包含至少两个管线区段(30b1、30b2；30c1；30c2)，用于具有可选择的不同颜色的涂料的多个受到控制的油漆阀通到每个所述管线区段内，并且所述管线区段中的至少一个管线区段可与至少另一个管线区段独立地冲洗，各所述管线区段通过受到控制的可锁定阀(16b；16c1、16c2)彼此相连和/或与所述换色器(12b、12c)的输出管线相连。
9.根据前述权利要求任一所述的涂漆设备，其特征在于，所述第一组油漆管线的、通过油漆选择信号被控制的油漆阀(FV)在所述计量装置(10、20)或所述计量装置的存储器皿(90)上连接或者在所述计量装置(10、20)或所述计量装置的存储器皿(90)内安装。
10.根据前述权利要求任一所述的涂漆设备，其特征在于，所述计量装置(10、20)的电驱动电机在所述雾化器内设置或固定连接至所述雾化器。
11.根据前述权利要求任一所述的涂漆设备，包括静电雾化器，其特征在于，所述计量装置(10、20)和/或电计量驱动器在所述雾化器的高电位时操作，所述计量驱动器通过在所述雾化器内或附近设置的隔离变压器以电位隔离的方式被供电，所述变压器包含高电压绝缘区段。
12.根据前述权利要求任一所述的涂漆设备，其特征在于，在所述雾化器内或其附近设置两个平行分开的计量装置(10、20)，它们交替地、选择性地或同时地操作。
13.根据前述权利要求任一所述的涂漆设备，其特征在于，为了进行A/B方式操作，计量装置和受到控制的油漆阀的附加的对应的布置结构与所述计量装置(10、20)和经常需要的颜色的所述受到控制的油漆阀(FV)的布置结构平行地设置和/或附加的对应的换色器与所述第二组的换色器(12)平行地设置，这两个布置结构或这两个换色器的油漆阀分别连接至用于相同颜色的油漆管线。
14.根据前述权利要求任一所述的涂漆设备，其特征在于，所述计量装置(10)是具有缸体(21)的、电机驱动的柱塞型计量机构(20)或包含这样一种计量装置，其通过活塞(23)被隔离的区域分别包括用于具有可选择的不同颜色的涂料的多个受到控制的入口(E1至E5)以及连接至所述雾化器的出口阀的受到控制的出口(A)。
15.根据权利要求14所述的涂漆设备，其特征在于，一个所述区域的所述入口(E1至E5)在所述缸体(21)的一个前端(24)内或上设置，并且另一区域的所述入口在所述缸体(21)的相反的前端上或内设置。
16.一种装置，包括用于尤其根据前述权利要求任一所述的涂漆设备的容器，其特征在于，所述容器(60、110)包括多个入口，用于不同的颜色的涂料的多个油漆管线中的一个油漆管线连接至或适于连接至其中一个入口，所述入口具有安装在所述容器内或连接在所述容器上的阀(FV)，可通过用于选择输送至所述容器的涂料的信号而控制所述阀。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述阀(FV)绕所述容器(110)的周边分布。
18.一种尤其根据权利要求16的、具有缸体(21、60)以及在所述缸体内可滑动的活塞的装置，其特征在于，至少在所述活塞(23)一侧的所述缸体(21)的空间具有多个入口(E1至E5)，针对不同颜色的涂料设置的一组油漆管线中的一个油漆管线(13′)连接至或适于连接至所述每个入口。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述入口(E1至E5)包括在所述杆体(21)内安装的或在所述缸体(21)上连接的阀(FV)，通过用于选择可输送至所述计量装置(20)的涂料的信号而控制所述阀。
20.根据权利要求16至19任一所述的装置，其特征在于，所述阀(FV)包括自动控制的针阀单元(FV63、FV83)。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述阀(FV63)的针(73)平行于所述活塞缸体或所述容器的纵向轴线延伸穿过所述活塞缸体(60)或所述容器的端壁(76)，并且在所述阀关闭时，针端(78)与所述端壁(76)的内侧(71)至少大致对正。
22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述阀(FV83)在所述活塞缸体的壁元件(89)圆周内沿径向安装，并且在所述阀关闭时，所述针阀的端部(88)与轴向中央通道(85)几乎平齐。
23.根据权利要求21或22所述的装置，其特征在于，用于通过所述阀(FV)被控制的管线的连接部(77、84、97)在所述端壁(69、76)或所述壁元件(89)的圆周内沿径向安装。
24.一种用于涂料的施涂装置，尤其为雾化器，用于尤其根据权利要求1至15任一所述的涂漆设备，所述施涂装置包括
用于所述涂料的主阀，所述主阀通过弹簧压力被保持在关闭位置，并且通过在控制入口处抵抗着所述弹簧压力作用的控制介质的压力被打开，
其特征在于，所述主阀的控制入口通过所述涂料的压力被加压。
25.根据权利要求24所述的施涂装置，其特征在于，所述主阀通过由所述涂料的压力加压的隔膜被打开。
26.根据权利要求24或25所述的施涂装置，其特征在于，所述主阀的控制入口连接至用于所述涂料的计量装置的出口。
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